高端化装备对所需精密零部件提出越来越严格的几何精度要求,不同制造手段与不同使用目的的特殊结构零部件需要对应的特殊精密测量装备,促使精密测量装备不断向着高端化、专门化发展。对于深孔类特殊零件的圆柱度,目前多采用各种人工测量与评价手段或利用其它几何误差进行简单替代,一致性差、精度无法保证。深孔件空间小、跨度长,亟需具有高测量精度与效率的测量方法。本文面向大长径比深孔零部件展开圆柱度精密测量技术的研究,以精度指标和测量需求为导向,基于无衍射光空间直线基准构建了深孔圆柱度测量系统,设计了可适应不同孔径的定心机构并对定心误差展开分析,研究了测量系统截面误差机理并提出了有效的补偿方法,编写了专用的圆柱度测量交互软件,开展了相关实验。主要研究内容如下:1深孔圆柱度测量系统构建。从实际需求出发,构建了深孔圆柱度测量系统,完成了系统测量原理、机械结构、电控组件以及交互软件等设计工作,并对数据处理过程进行建模,形成一体式测量流程,满足了深孔圆柱度测量需求。2测量系统结构设计。对于定心机构,建立理想的运动学模型并通过仿真验证模型的准确性,分析机构多个关节间隙并建立间隙误差约束模型,推导了间隙与输出位置误差之间的关系并进行仿真验证,说明该机构在实际工艺约束下具有良好的定心性能,能够保证测量系统在内孔中的运动位置精度。对机体其它结构件开展设计工作,基于有限元方法着重分析了关键件变形量,验证了结构可靠性。3基于位姿路径的截面误差补偿与圆柱度评定。针对圆柱度测量中存在偏斜误差的问题,分析了深孔圆柱度测量系统的截面偏斜误差机理,通过建立误差模型并加以分析,提出了基于位姿路径的误差补偿方法。设计了针对本文成像系统的圆柱度评定方法,并将各方法编写进交互软件中,在软件层面提高系统整体精度。4实验及不确定度分析。对获得圆柱度数据的过程进行详细分析,设计了系统各部分完善的标定方案并进行了相应标定实验。通过测得的深孔数据验证了补偿方法与圆柱度评定软件的有效性及可靠性。确定了各影响因素的不确定度分量,推得圆柱度测量结果的扩展不确定度,满足了课题技术指标与需求。