大型圆柱体通常用于轧制大尺寸产品,例如超级压光纸,平板显示器,太阳能电池板和汽车钢板。这种圆柱体的特征是应具有很高的形状精度,因圆柱廓形误差会拷贝到产品上,导致产品表面缺陷。因此,当今的装备制造业迫切需要大型圆柱廓形的原位精密测量方法,以提高国家大型装备制造的技术水平和大尺寸产品的市场竞争力。选题面对提出的两种多点圆柱度误差分离技术,通过评定测量不确定以及与Talyrond 365测量结果的比对,评估两种误差分离技术在圆柱廓形原位精密测量中的可靠性和精度,研究对促进圆柱廓形测量技术与大型制造装备的融合、实现测量与加工一体化具有重要意义。完成的主要研究工作如下:1)在明辨了圆柱廓形的截面半径偏差、圆度和圆柱中线廓形与廓形谐波分量之间关系的基础上,仔细研究了传统三点圆度误差分离方法,证明了其可以精确测定截面廓形的半径偏差和圆度,但其一阶谐波抑制问题使得其难以准确测定截面廓形的最小二乘中心矢量。2)基于提出的两种五点测点配置策略,建立了相应的误差分离测量模型,理论和仿真证明了两种方法能够正确测定截面的最小二乘中心矢量,即准确测定了被测圆柱的中线廓形,实现了符合ISO 12180定义的基于中线廓形的圆柱廓形测量重构,在此过程中剔除了导轨和轴系的误差运动,实现了全谐波误差分离。3)鉴于误差分离算法的复杂性,传统的基于微分的测量不确定度评定方法难以实现,选择用蒙特卡洛方法评估了圆柱廓形的截面廓形圆度和半径偏差以及圆柱中线直线度的测量不确定度,测量不确定度评定结果度较好的呈现了两种方法在抗干扰能力上的不同。4)将两种测量方法获得法圆柱廓形测量结果与Talyrond 365的测量结果进行比较,验证了五点误差分离方法(FC-EST)具有抗干扰能力强,测量精度高。基于MATLAB完成了对两种误差分离模型的仿真软件和测量不确定度评定软件的开发;完成了与Talyrond 365的测量结果的比对实验,取得的研究结果对大型圆柱廓形高精度原位测量具有一定借鉴意义。