该课题来源于火车车轮成品检测线的研制.由于火车车轮的形状比较复杂,被测参数 较多,过去多采用手工检测,测量精度低,工人的劳动强度大,检验效率也很低,这些不能适应生产发展的需要.随着火车运行速度的提高,对车轮提出了更高的要求,迫切需要相应的检测手段以保证车轮的质量.由于车轮的被测参数很多,所以需要研制一套多参数综合测量系统,一次测出所有被测参数,使测量头能在不同的方向作灵活的跟随运动.以步进电机、滚珠螺旋副和滚动导套副、导轨副为主体的二维测量装置具有传动精度高、稳定性好、响应性迅速、结构简单、紧凑灵活等优点,且调整方便,易于实现测量自动化.在伺服系统符合运动精度的条件下,选择它作为使测头在两个方向上产生跟随运动的关键部件是能够满足上述要求的.同时,文中还提出了能够适应不同型号、规格车轮测量的敏捷测量概念,这样使测量传感器的测量范围也大大扩展.由此,该文选择滚珠丝杠副作为二维机械伺服系统的传动部件、滚动导轨副作为运动部件,并详尽列举了其参数设计的基本步骤,同时对它们的运动特性也做了讨论.在此基础上,文中又分析了开环机械伺服系统的主要误差及其来源,并对校正方法进行了阐述.最后,举例说明了二维机械伺服系统在自动测试技术中的应用,并通过实验检验了它的偏摆和重复定位精度.