1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

一、研究意义

平面度误差的定义：包容实际表面且距离为最小的两平行平面间的距离。零件在加工过程中，会产生形状和位置误差。这些误差的存在，不仅会影响机械产品的整体品质，还会影响零部件的互换性。平面度是形状公差的主要项目之一，其误差的测量与评定，在几何测量中有着重要的意义^【1】。平面度误差，是限制实际表面对理想平面变动量的一项指标。平面度公差精度，反映了零件某平面的平整程度，对仪器的测量精度、配合平面的工作精度，连接强度、运动平稳性、耐磨性、结合性能、密封性能等都有很大的影响。因此，对平面度公差的误差评定方法研究对现今的机械工业的发展有着极为重要的意义, 通过检测零件的几何误差，既能够剔除不合格产品，把握产品质量，还能帮助对加工工艺和生产流程进行改进和提高。传统的确定标准平面的方法有三点法、四点法和最小包容区域法^【2】。需要通过多年的研究，归纳平面度误差几种常用的检测方法，及平面度误差评定方法的特点。并结合实际例题，对平面度度误差测量数据处理进行分析。

二、发展现状

2.1间隙法

间隙法测量平面度误差时指用刀口尺或平尺在实际被测量平面上沿多个方向测量直线度误差。测量截面图如图1所示。取测得的轮廓的直线度误差值中的最大值作为被测平面的平面度误差值。间隙法适用于磨削或研磨加工的小平面^【3】。

2.2测微表测量法

如图2所示，用3个可调支承将被测件支撑在标准平板上，用测微仪指示。调整可调支承，用三点法或四点法进行测量^【4】。三点法是在被测平面上选取相距尽量远的3点，调整可调支承使这3点与标准平板灯高；四点法是调整可调支承使这量对角线与标准平板平行。然后用测微仪读出被测表面上个点的最大与最小读数只差作为平面度误差值的测量结果。因为受标准平板的精度和尺寸的限制，所以可用于在车间检测较低精度、中等尺寸的工件。

如图3所示，光轴法测量平面度误差是利用准直类仪器2，以他的光轴经转向棱镜3扫描的平面作为测量基准，将瞄准靶1放置在实际被测平面4上，按选定的布点，测出各测点相对于该测量基准的偏离量，再经数据处理评定平面度误差值^【5】。

仪器可以安放在被测平面的外边。测量时，先调整被测平面上任意三远点分别至测量基准的距离相等，然后将扫描靶逐点移动到选定的测点上进行测量，同事记录各测点的示值（即各测点相对于测量基准的Z坐标值）。再把这些数值进行数据处理以评定平面度误差值。光轴法适用于测量平面度公差等不高的大平面^【6】。

2.4 平晶干涉法

干涉法测量平面度误差，是把平晶放在它所能覆盖的整个被蹭平面上，用平晶工作面体现理想平面，根据测量时出现的干涉条纹形状和数目，由计算所得的结果作为平面度误差值。这种测量方法只适用于测量精研小平面及小光学元件。

三、研究的不足

目前，在机械工业飞速发展的今天，在生产机械产品的工艺流程总，检测阶段占有很重要的地位，并且越来越受到重视^【7】。当一体零件将要开始加工时，有大量的检测工作需要完成，包括夹具和零件的装卡、找正、零件编程在机床坐标系中位置、首件零件的检测、工序间检测及加工完毕检测等。随着检测量的不断加大，所需要的测量项目也不断增加^【8】。而平面度作为形位公差的主要项目之一，平面度误差的测量与评定在几何量测量中有着重要的意义^【9】。而目前对平面度的检测所采用的一些传统检测手段存在着一定的问题，例如，测量时综合无误差大，由于测量时数据的彩电是手动完成的，必然代入一定的测量重复性误差：人工输入，检测精度低；计算多数采用手工计算，计算量比较繁琐，并且容易出现计算错误等；而且最重要的问题是现在的平面度检测通常采用的是离线检测，在加工工序之间、加工完成，将工件从加工中心上取下，利用其他检测设备进行检测，即加工与检测不在同一设备上进行，且二者不同步，先加工，后测量，这样会带来多次装卡、重复定位误差及增加辅助时间等问题^【10】。

针对以上平面度检测方法存在的问题，本文提出了一种在线测量平面度的方法。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

本课题主要研究内容围绕平面度误差的评定方法。

在线检测就是通过直接安装在生产线上的设备，利用软件测量技术实时检测、实时反馈，一边更好地指导生产，减少不必要的浪费。

然而，不管是在先进控制策略的应用过程中还是对产品质量的直接控制过程中，一个最棘手的问题就是难以对产品的质量变量进行在线实时测量。受工艺、技术或者经济的限制，一些重要的过程参数和质量指标难以甚至无法通过硬件传感器在线检测。目前，生产过程中通常采用定时离线分析的方法，即每几小时采样一次，送化验室进行人工分析，然后根据分析值来指导生产。由于时间滞后大，因此远远不能满足在线控制的要求。