论文摘要：大尺度平面度在线测量技术研究

随着我国空间技术的快速发展，新型航天器的发展趋势是大型化、轻量化、长寿命和高精度。因此，对航天器结构平台提出了更高的要求。卫星载荷安装面的平面度精度直接影响到卫星载荷的在轨性能，对平面度加工精度提出了很高的要求；需要快速可靠高精度的平面度测量手段，实现卫星载荷安装面的严格检测。卫星载荷安装面具有分布范围大、不连续的特点，测量精度要求很高，同时要求进行在线测量。传统的平面度测量手段无法满足卫星载荷安装面的在线测量需求。为解决上述问题，论文针对大尺度平面度在线测量技术进行研究，研究的测量方法对通用的大尺度平面度测量问题也具有重要借鉴意义。论文主要研究内容包括：

1、大尺度平面度在线测量方案设计。针对卫星载荷安装面在线测量的需求，在广泛调研的基础上，设计了以光平面作为测量基准，机床带动位移传感器和位置敏感器件移动对载荷安装面进行测量的在线测量方案，给出了设计方案的理论测量精度，并分析现场环境对测量精度的影响。

2、平面度误差评定方法研究。平面度误差评定方法对评定精度和速度提出了很高的要求。通过对不同的平面度评定方法的比较，选择了精度最高的最小包容区域法进行平面度误差评定；设计了最小包容区域法的快速实现算法，使用1万个测量点对该算法进行测试，评定时间0.24s，评定误差小于0.1μm。

3、原理样机构建及测量实验。根据设计的测量方案对所需的硬件设备进行选型，精度分析结果表明硬件设备的技术指标能够满足测量精度要求。通过机械结构设计和测量软件设计，构造了测量原理样机；利用原理样机在实验室内进行了平面度测量实验，在1040mm×1560mm范围内，原理样机的平面度测量重复性精度为14.2μm，达到了设计要求。 

论文设计的大尺度平面度在线测量方法，可以解决大型卫星载荷安装面的平面度测量难题，也适用于其他大型平面的在线测量，可在船舶、重型机械和航天等领域进行推广应用。

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