CN104316017B - 一种圆柱度的三截面测量方法 - Google Patents

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种圆柱度的三截面测量方法，包括以下步骤：（1）在待测量的圆柱体工件的侧面选取3个横截面设置3个传感器组；（2）三截面的半径差；（3）轴线直线度误差；（4）圆柱度。通过上述方式，本发明圆柱度的三截面测量方法具有设计优化、方法新颖、性能稳定、无需定位、操作方便、精密准确、效率提高、适用于生产线的测量装置等优点，在圆柱度的三截面测量方法的普及上有着广泛的市场前景。

Description

一种圆柱度的三截面测量方法
技术领域
本发明涉及精密测量领域，特别是涉及一种圆柱度的三截面测量方法。
背景技术
圆柱度误差是精密加工中控制的主要几何形状误差之一。工件的圆柱度是该圆柱面包容在两个同轴的圆柱面内的最小距离。圆柱度是截面圆度、不同截面的锥度和母线直线度的综合。
现有的测量方法是在工件表面上取坐标点再用最小二乘圆柱法、最大内切圆柱法、最小外接圆柱法、最小包容区域圆柱法去计算该工件的圆柱度。但现有方法对环境要求敏感，大多需要定位，只能用于计量室的量仪上，而不能用于生产线的测量装置上。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种圆柱度的三截面测量方法，通过采用三组传感器，每组由两个传感器组成，在三个截面测量圆柱体工件，从而计算半径差和轴线直线度，计算出工件的圆柱度，无需定位、操作方便、精密准确、效率提高，在圆柱度的三截面测量方法的普及上有着广泛的市场前景。
为解决上述技术问题，本发明提供一种圆柱度的三截面测量方法，包括以下步骤：
(1)在待测量的圆柱体工件的侧面选取3个横截面设置3个传感器组，每个传感器组包括2个水平对向设置的传感器，将3个截面按照从上到下的顺序记为第一截面、第二截面和第三截面，其中第二截面位于第一截面与第三截面的之间，且记第二截面与第一截面的距离为L1、第二截面与第三截面的距离为L2，将6个传感器按照先从左到右再从上到下的顺序标记为第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、第五传感器和第六传感器，并将各个传感器测量到的即时数值记为L1i、l2i、l3i、l4i、l5i、l6i；
(2)三截面的半径差：
记三截面的半径差为△R，圆柱体工件的平均半径为R，根据第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、第五传感器和第六传感器测量到的即时数值可得到3个截面的即时半径：
第一截面的即时半径
第二截面的即时半径
第三截面的即时半径
旋转测头或工件记录每次的即时数值并算得即时半径，
则三截面的半径差
(3)轴线直线度误差：
记轴线直线度误差为△S，根据步骤(2)中每组获得的即时数值可得到相应的即时轴线直线度误差△Si＝▏(L1i-l2i+l5i-l6i)/4–(l3i-l4i)/2▏，
(a)当L1＝L2时，
(b)当L1＞L2时，
△S＝[(L1+L2)/2 L2]max(▏(L1i-l2i+l5i-l6i)/8–(l3i-l4i)/4▏)，
(c)当L1＜L2时，
△S＝[(L1+L2)/2 L1]max(▏(L1i-l2i+l5i-l6i)/8–(l3i-l4i)/4▏)；
(4)圆柱度C＝△R+△S；
步骤(2)、(3)中最终位置相对于初始位置旋转的角度至少为180°。
在本发明一个较佳实施例中，步骤(1)中的所述传感器为电动式传感器、气动式传感器或者光学式传感器。
本发明的有益效果是：本发明圆柱度的三截面测量方法具有设计优化、方法新颖、性能稳定、无需定位、操作方便、精密准确、效率提高、适用于生产线的测量装置等优点，在圆柱度的三截面测量方法的普及上有着广泛的市场前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明的圆柱度的三截面测量方法一较佳实施例的测量示意图；
图2是本发明的圆柱度的三截面测量方法一较佳实施例的旋转一定角度的测量示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例包括：
一种圆柱度的三截面测量方法，包括以下步骤：
(1)在待测量的圆柱体工件的侧面选取3个横截面设置3个传感器组，每个传感器组包括2个水平对向设置的传感器，将3个截面按照从上到下的顺序记为第一截面、第二截面和第三截面，其中第二截面位于第一截面与第三截面的之间，且记第二截面与第一截面的距离为L1、第二截面与第三截面的距离为L2，将6个传感器按照先从左到右再从上到下的顺序标记为第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、第五传感器和第六传感器，并将各个传感器测量到的即时数值记为L1i、l2i、l3i、l4i、l5i、l6i；
(2)三截面的半径差：
记三截面的半径差为△R，圆柱体工件的平均半径为R，根据第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、第五传感器和第六传感器测量到的即时数值可得到3个截面的即时半径：
第一截面的即时半径
第二截面的即时半径
第三截面的即时半径
旋转测头或工件记录每次的即时数值并算得即时半径，
则三截面的半径差 三截面的半径差△R，包含了圆度误差、锥度误差、对称轴线的中凸或中凹形状误差，但不包含轴线的弓形误差即轴线直线度误差；
(3)轴线直线度误差：
记轴线直线度误差为△S，根据步骤(2)中每组获得的即时数值可得到相应的即时轴线直线度误差△Si＝▏(L1i-l2i+l5i-l6i)/4–(l3i-l4i)/2▏，
(a)当L1＝L2时，即第二截面的传感器布置在第一截面和第三截面中间，
如果在实际应用上L1与L2不相等，计算轴线直线度误差，通过L1与L2的比例调整，
(b)当L1＞L2时，
△S＝[(L1+L2)/2 L2]max(▏(L1i-l2i+l5i-l6i)/8–(l3i-l4i)/4▏)，
(c)当L1＜L2时，
△S＝[(L1+L2)/2 L1]max(▏(L1i-l2i+l5i-l6i)/8–(l3i-l4i)/4▏)；
(4)圆柱度C＝△R+△S。
优选地，步骤(1)中的所述传感器为电动式传感器、气动式传感器或者光学式传感器。
优选地，步骤(2)、(3)中最终位置相对于初始位置旋转的角度至少为180°。
本发明圆柱度的三截面测量方法的有益效果是：
一、通过采用在圆柱体工件的三个截面进行测量，从而计算半径差和轴线直线度，进一步计算出工件的圆柱度，无需定位、操作方便、精密准确、效率提高、便于生产线上使用；
二、通过采用三组传感器分别测量每个截面的即时数值，省去了定位测量的步骤，大大降低了操作的难度、提高了准确度、提高了效率；
三，相对一般的圆柱度测量方法，本发明圆柱度的三截面测量方法采用多次测量取平均值的方法进一步减小了测量的误差，精密准确。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种圆柱度的三截面测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在待测量的圆柱体工件的侧面选取3个横截面设置3个传感器组，每个传感器组包括2个水平对向设置的传感器，将3个截面按照从上到下的顺序记为第一截面、第二截面和第三截面，其中第二截面位于第一截面与第三截面的之间，且记第二截面与第一截面的距离为L1、第二截面与第三截面的距离为L2，将6个传感器按照先从左到右再从上到下的顺序标记为第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、第五传感器和第六传感器，并将各个传感器测量到的即时数值记为L1i、l2i、l3i、l4i、l5i、l6i；
(2)三截面的半径差：
记三截面的半径差为△R，圆柱体工件的平均半径为R，根据第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、第五传感器和第六传感器测量到的即时数值可得到3个截面的即时半径：
第一截面的即时半径
第二截面的即时半径
第三截面的即时半径
旋转测头或工件记录每次的即时数值并算得即时半径，
则三截面的半径差
(3)轴线直线度误差：
记轴线直线度误差为△S，根据步骤(2)中每组获得的即时数值可得到相应的即时轴线直线度误差△Si＝▏(L1i-l2i+l5i-l6i)/4–(l3i-l4i)/2▏，
(a)当L1＝L2时，
Δ S = [ max ( | ( L 1 i - l 2 i + 15 i - 16 i ) / 4 - ( l 3 i - l 4 i ) / 2 | ) ] 1 2 = max ( | ( L 1 i - l 2 i + l 5 i - l 6 i ) / 8 - ( l 3 i - l 4 i ) / 4 | ) ,
(b)当L1＞L2时，
△S＝[(L1+L2)/2L2]max(▏(L1i-l2i+l5i-l6i)/8–(l3i-l4i)/4▏)，
(c)当L1＜L2时，
△S＝[(L1+L2)/2L1]max(▏(L1i-l2i+l5i-l6i)/8–(l3i-l4i)/4▏)；
(4)圆柱度C＝△R+△S；
步骤(2)、(3)中最终位置相对于初始位置旋转的角度至少为180°。
2.根据权利要求1所述的圆柱度的三截面测量方法，其特征在于，步骤(1)中的所述传感器为电动式传感器、气动式传感器或者光学式传感器。
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