圆柱度测量仪的结构与工作原理

计量器具检定与调修第七章圆柱度测量仪的检定与调修第一节圆柱度测量仪的结构与工作原理主讲教师：程二九【教学内容】●圆柱度测量仪的结构●圆柱度测量仪的工作原理第一节圆柱度测量仪的结构与工作原理圆度误差的定义：圆度误差是指回转体零件的实际轮廓圆与理想圆在半径方向上的最大差值，常以同一正截面内的包容实际轮廓圆的两个理想同心圆之间的区域来表示。圆度公差带就是在同一正截面内半径差为公差值的两个理想同心圆之间的区域。1.圆度误差及其评定方法圆度误差示意图圆度误差的评定方法之最小区域圆法（MZC）：圆度误差属于形状误差。其测量方法也较多，测得的实际轮廓曲线称为测量轮廓。由于对测量轮廓选取不同的圆度评定中心，因而得不同的圆度误差。如果有两个半径差为最小的同心圆，它们之间的区域包容同一测量轮廓，把两圆的共同中心记为MZC。以MZC为中心评定圆度误差的方法称为最小区域圆法，简称MZC法。1.圆度误差及其评定方法最小区域圆法（MZC）：在用MZC进行测量时，一般是用一块刻有同心圆的透明模板去套被测轮廓，使被测轮廓处于模板的两同心圆之间的区域内，要求在完整连续的轮廓图上至少必须有两个外接点和两个内切点交替出现。这样的两同心圆的圆心就是MZC。1.圆度误差及其评定方法MZC评定法1.圆度误差及其评定方法两同心圆的半径差值就是按MZC法测得的圆度误差fmzc。式中M为仪器的放大倍数。MZC法适于测量零件的外表面和内表面，符合最小条件准则，可得到最小的圆度误差值，与圆度误差定义相符。Mrrfmzc21MZC评定法最小二乘圆法(简称LSC法)：最小二乘圆是指这样一个通过测量轮廓的参考圆：从该圆到轮廓之间径向差值的平方和为最小，其圆心记作LSC。以LSC为中心评定圆度误差的方法称为LSC法。1.圆度误差及其评定方法LSC评定法最小二乘圆法(简称LSC法)：此法的使用一般是用参考计算机在测量轮廓上画出参考圆(即最小二乘圆)，从参考圆到外、内测量轮廓的最大径向差之和，就是按LSC法测得的圆度误差fLSC。1.圆度误差及其评定方法LSC评定法MrrfMrrfLSCLSC2121或者最小二乘圆法(简称LSC法)：此法的优点是很容易用电子线路求出参考圆半径，用记录仪画出参考圆。因为最小二乘圆法符合测量轮廓中线．它的半径就是测量轮廓的平均半径。所以目前很多的圆度仪都采用LSC法。1.圆度误差及其评定方法LSC评定法最小外接圆中心法(简称MCC法)：最小外接圆中心就是外接于测量轮廓而半径为最小的圆的中心，记作MCC。以MCC为中心评定圆度误差的方法称MCC法。1.圆度误差及其评定方法MCC评定法最小外接圆中心法(简称MCC法)：此法多用透明同心模板去圈套测量轮廓，找到了与测量轮廓的外突点（至少有两点）相切的圆，此圆的半径在所有外接圆中为最小。从该圆到测量轮廓的最大径向距离即为圆度误差fMCC。多用于零件外表面的测量。1.圆度误差及其评定方法MCC评定法MrrfMCC21最大内切圆中心法(简称MIC法)：内切于测量轮廓且半径为最大的圆的中心称为最大内切圆中心，记作MIC。以MIC为中心评定圆度误差的方法简称MIC法。实际应用时也用模板圈套的办法。1.圆度误差及其评定方法MIC评定法最大内切圆中心法(简称MIC法)：在透明同心模板上找到与轮廓曲线最凹处至少保证两点相切的圆，且圆的半径在所有内切圆中为最大。该圆到测量轮廓最外点的径向距离就是圆度误差fMIC。适用于测量零件内表面，如孔类零件。1.圆度误差及其评定方法MIC评定法MrrfMIC21圆柱度测量仪的工作原理：圆柱度测量仪(以下简称圆柱度仪)是以精密回转中心线为回转测量基准，精密直线运动导轨为直线测量基准，通过位于直线运动导轨上的位移传感器，测量圆柱体表面若干截面在不同转角位置上的实际轮廓到回转中心线半径的变化量，来定量评价圆柱体表面圆柱度的测量仪器。2.圆柱度测量仪的工作原理圆柱度测量仪的工作原理：按基准回转轴线形成方式可分为传感器回转式和工作台回转式两类。按信号处理形式分为模拟输出式(记录仪显示、输出)和数字输出式(计算机处理评定、显示、输出)两类。可用于测量圆柱度面的表面轮廓的形状误差(圆度、圆柱度、直线度和平面度)、位置误差、同轴度和垂直度等。2.圆柱度测量仪的工作原理2.圆柱度测量仪的工作原理传感器回转式圆度仪图1-基座；2-仪器工作台；3-仪器台面；4-立柱；5-滑架；6-拖板；7-主轴上罩；8-回转主轴；9-传感器2.圆柱度测量仪的工作原理工作台回转式圆柱度仪1-基座；2-仪器台面；3-回转主轴；4-传感器；5-传感器支架；6-立柱；7-传感器头架圆柱度测量仪的结构：主要由底座、转台、精密轴系、立柱、调心台、记录仪、电气箱、微机、传动系统等组成。①底座底座是仪器的基础，仪器的机械部分全都安装在底座上。为了保证仪器精度，仪器底座必须具有很好的刚度，所以底层采用了双层壁的箱式结构。3.圆柱度测量仪的结构底座②精密轴系仪器的关键技术问题是轴系的精度，故此要求精密轴系其刚性好，运动平稳，抗偏载能力强，转台和工件由其带动回转，完成高精度的测量。3.圆柱度测量仪的结构精密轴系③立柱测量圆柱度误差时，除了高精度的回转运动以外，还有直线运动，测头安装在立柱的滑板上，由电机经减速器带动滑板和测头，沿立柱上的精密导轨做上下移动。3.圆柱度测量仪的结构立柱④调心台为了便于调整工件中心，在旋转工作台上还装有调心台。调心台可以在X，Y两个方向做水平移动，以调节工件偏心，还可以在β和φ两个方向做倾斜摆动，以调整工件轴心线方向与转台轴心线一致。3.圆柱度测量仪的结构调心台⑤传动系统转台的回转运动和立柱上滑板的直线运动都是用步进电机经减速器带动移动部件进行，立柱的传动则由减速器带动滚珠丝杠螺母副运动。3.圆柱度测量仪的结构回转主轴传动系统立柱传动系统