磨削加工应用广泛,是机械零件精密加工的主要方法之一。其加工精度和效率直接关系到产品的质量、性能及成本,实际生产中常采用主动测量技术对其加工过程进行检测和控制。由于我国工业起步较晚,目前国内生产和使用的主动测量控制仪基本停留在微机化水平上,存在精度低、实时性差、操作繁琐、显示不直观、功能单一等缺点,已经不能满足现代工业市场的需求。随着计算机技术的迅猛发展,市场上出现了大量高性能新技术的软硬件,为高性能主动量仪的开发奠定了基础。为此,论文深入研究了主动量仪的工作原理,开发了基于ARM11内核和WinCE6.0操作系统的Z600型磨加工主动量仪,并对其功能实现中应用到的关键技术进行了研究,主要包括以下几个部分。1)论文在对主动测量控制仪深入研究的基础上完成了系统开发的总体设计。硬件上,对比分析了基于ARM平台和工控主板的开发平台,从主动测量控制仪的功能出发对I/O功能进行了分析,提出了基于CPLD技术的I/O扩展方案,设计了触摸屏和按键双重交互的人机交互方案。软件上,通过对比选用WinCE嵌入式操作系统作为系统的运行平台,基于模块化的编程思想完成了对应用程序的结构设计,确定了基于SQLite数据库的数据管理方案,为主动量仪的开发和后续研究奠定了基础。2)为了保证主动测量控制仪的测量精度和实时性,论文对主动测量控制器工作过程中的误差因素和数据滤波方法进行了分析和研究。针对磨削过程的实际特点,提出了加工中测量采用尼克松准则、加工后测量采用格罗布斯准则的粗大误差处理方法。在对数字滤波方法研究的基础上提出了去极值滑动滤波的滤波方法,有效的提高了系统的抗干扰能力。论文对粗大误差处理和数据滤波方法模块进行了程序设计,并将其集成到主动量仪的测量系统上。3)针对现有主动测量控制仪大多采用信号点的方式对磨削过程进行监控,不能保证磨削过程的实时可控性,论文在对过程质量控制技术研究的基础上,结合磨加工主动测控的特点,提出了基于“灰色‐指数”复合模型的磨削过程预测与控制方案。首先设置两组控制界限,然后通过建立的“灰色‐指数”复合预报模型对采样数据进行预报,再根据预测值与控制界限的关系实时调整加工参数,从而实现了对磨削过程的实时控制,大大提高了磨削过程的稳定性。4)论文通过试验对主动测量控制仪样机的倍率特性进行了研究,验证了过程质量控制技术在主动测量控制仪上应用的可行性及所建尺寸预报模型的正确性,所研发的主动量仪实时性好、测量精度高、人机交互方便,可以很好的满足当下工业市场的需求,对促进我国精密制造技术的发展有着重要意义。