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借助激光测距仪的圆度误差求解方法

导读: 本文提出一种求解圆形零件圆度误差值的新思想,摆脱了直接用圆度仪测量圆度值,或者借助坐标机测得各测点的半径值,然后进行数据处理得到圆度误差值等方法中的弊端。

  本文提出一种求解圆形零件圆度误差值的新思想,摆脱了直接用圆度仪测量圆度值,或者借助坐标机测得各测点的半径值,然后进行数据处理得到圆度误差值等方法中的弊端。即先通过高精度激光测距仪的非接触测量方法测得距离值,对数据预处理后再经过简单的数学计算得到各测点的半径值,然后再对这些值进行数据处理得到圆度误差。通过这种方法得到的圆度误差值的精度显然要高得多,而且测量方法简单方便,适用性强,同样高精度要求下的成本较低。

  圆度误差是指圆形零件在同一正截面上,实际被测轮廓相对其理想圆的变动量,也就是两个能包络圆形零件工件轮廓形状的同心圆的最小半径差值,通常以失圆(Outofround-ness)尺寸大小表示。圆形零件工件表面正截面轮廓的圆度误差,是衡量圆柱形零件形状精度的重要指标之一,对机器和仪器的工作性能有直接的影响。因此在设计机器和仪器时,根据零件的功能要求需给定适宜的公差。而加工完毕的零件的圆度误差是否在允许的公差之内,则要通过测量给以判定。

  1现有研究方法概述

  目前的圆度误差测量大多是接触测量。测量的方法有半径变化测量法、两点、三点法和坐标测量法等数种。

  坐标测量机的测量原理,是将被测工件放入其容许的测量空间,以获得被测几何型面上各测点的坐标尺寸。根据这些点的空间坐标值进行计算,求出被测零件的几何形状位置尺寸,然后进行数据处理,求解圆度误差值。但是这种方法不便获取采样数据,对大型、长轴类的零件则难于安装;同时,坐标测量机成本高,不适合车间现场检测。

  用圆度仪测量圆度误差,测头与实际被测圆轮廓接触,实现数据的自动处理、打印及显示结果。圆度仪可以保证很高的采样精度和评定精度,评定方法符合标准的要求,并配有专用的微机,其中转轴式和转台式圆度仪仍为圆度误差测量最有效的手段。但是这种仪器十分昂贵,测量成本高,一般企业和高校均无此设备,并且对操作环境和条件的要求严格,通常仅限于在计量室中使用,不能用于车间现场。

  用V形块和两点、三点法测量圆度误差的方法只是近似的测量。其中,用V形块测量圆度误差,只适用于等径多弧形的棱圆误差的特殊场合;而两点法和三点法是“测量特征参数原则”的具体应用,操作简便,其特点为:两点法只能测量圆度误差中的偶数谐波部分;三点法则只能较好地测出误差中的奇次谐波部分,此二者均不符合评定标准,因此只适用于低精度零件的检验。

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