表面形状误差是指表面实际形状对理想形状的变化量,表面形状的测量主要就是测量这个变化量。这里的表面通常是指平面、圆柱面(圆锥面)以及球面等,这些形状的工件在加工前后都需要对其进行表面形状的测量,以确定其是否符合加工标准、能否运用到实际生产过程中。在大型设备制造业中,如飞机、轮船等制造业,常会有一些大型的工件需要进行表面形状测量,传统的测量方式通常是离线测量,这种方法既费时又费力,效率不高。近年来,人们逐渐青睐于加工测量一体化,在加工过程中对被加工工件的表面形状误差进行在线实时测量。目前已有的方法通常是采用时域法分离表面形状误差,但此方法采点数过少,且计算过程中的矩阵运算比较复杂,尚无法满足工业加工中实时处理的要求。针对这一问题,本文研究了一种表面分区频域测量表面形状误差的方法。该方法主要是先对大表面进行在线分割,然后以数字信号处理器为主体,用不规则频域四点法对分区表面进行形状误差的分离。为验证这一方法,本文设计了一套相应的测量系统,并通过测量平面形状误差来验证此方法的可行性。硬件系统设计采用了线位移传感器作为数据采集工具,以数字信号处理器为核心芯片搭建集数据采集、数据处理、数据发送等功能为-体的硬件电路,通过工业电脑对、平面形状的最终数据进行分析评定,然后运用无线传输技术将结果实时传送到加工人员手中。其中,硬件电路主要包括传感器阵列采集电路、模数转换电路、数字信号处理系统、串口/无线传输电路等。经过仿真测试,将平面仿真数据在本次设计的数据处理系统中运行,结果表明测量系统的精度和实时性基本满足设计要求,实时性良好,验证了此种测量方法可运用于实际加工中。