CN108120365B - 多齿分度台分度误差的逐齿检测方法 - Google Patents

Abstract

多齿分度台分度误差的逐齿检测方法，包括以下步骤：S1:用正多面棱体为陪检工具S2：对S1中所得控制点分度误差进行验证S3：控制点的分度误差已由S1测出，相邻控制点之间用“分段分离法”检测小角度S4：则采用“内插比较法”检测出每个齿的角位置误差S5：最终得到多齿分度台各位置的分度误差。

Description

多齿分度台分度误差的逐齿检测方法

技术领域

该技术属于逐齿检测领域，具体涉及一种多齿分度台分度误差的逐齿检测方法。

背景技术

多齿分度台分度误差的检测，按国家计量检定规程是采用正多面棱体作为“陪检工具”，以“排列互比法”进行“误差分离”，消除棱体工作角偏差的影响，得到多齿分度台的分度误差。但是棱体的面数有限，因为面数太多使棱体的直径过大，不便于制造和使用，因此这种方法实质是“抽检”的方法，检测的点数不能太多，且多齿分度台的分度误差是均匀的。

如果不是采用抽检的方法，而是对多齿分度台的每个齿进行检测，那么对保证多齿分度台的质量，验证制造工艺的准确性，研究分度误差的特性等，都具有重要作用，更重要的是可以采取误差补偿的方法，进一步提高多齿分度台的分度准确度。当前国内外多齿分度台的准确度最高为±0.1″，要进一步提高，采取机械工艺的办法是非常困难的，有效的办法是采取误差补偿的方法，为提高多齿分度台的准确度开创一条新的途径。

为实现误差补偿，必需有两个保证条件：(1)提高多齿分度台的测角重复性；(2)对多齿分度台的分度误差进行逐齿检测，得出逐齿的补偿量。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种多齿分度台分度误差的逐齿检测方法，以保证能采用误差补偿的方法提高多齿分度台的准确度。

本发明的技术方案如下：多齿分度台分度误差的逐齿检测方法，包括以下步骤：

S1:用正多面棱体为陪检工具，棱体面数为k，对多齿分度台进行分段，得到

及其整数倍角度，由多齿分度台0°开始，有K₀，K₁，……，K_(k-1)共k个控制点，用“排列互比法”得到k个多齿分度台零起分度误差δ_0→0，δ_0→1，δ_0→2，……，δ_0→k-1，由此可以得到第(k-1)个控制点的分度误差

δ_k→k-1＝δ_0→k-δ_0→(k-1) (1)

S2：对S1中所得控制点分度误差进行验证，判据如下：

1)计算测控制点误差时的排列互比法的测量标准偏差σ，应在允差内；

2)更换棱体面数重做排列互比法验证：验证用棱体的相邻角，应为检测控制点误差棱体的整数倍，但面数不能太少，以免排列互比法的测量标准差过大；

若同时满足判据1)2)，则进入S3，否则重复S2；

S3：控制点的分度误差已由S1测出，相邻控制点之间用“分段分离法”检测小角度，小角度角度值α为

式中n为多齿分度台齿数，m为构成小角度的齿数，每段中的小角度个数I为

按

制成小角度块A，作为陪检工具；

从多齿分度台第k个位置到第(k-1)个位置之间，当自准直仪与小角度块A的1面自准直，得到读数值a_i,1，将多齿分度台转过一个α角，自准直仪与小角度块A的2面自准直得到读数值a_i+1,2，则测量值A_i→i+1＝a_i+1,2-a_i,1，其中多齿分度台每段内的小角度位置i＝1，2，…，I，测量值A是由多齿分度台的分度误差δ和角度块的角度误差Δ两部分组成的，写成一般式为：

A_i→i+1＝δ_i→i+1+Δ (3)

第k到(k-1)段内的测量值平均值：

则由

可求出小角度块的误差Δ，从而根据公式(3)和(4)，得到多齿分度台每段内小角度的分度误差：

δ_i→(i+1)＝A_i→(i+1)-Δ (5)换算为零起分度误差δ_0→i＝δ_i→(i+1)+δ_0→(i-1)，当i＝1时，δ_0→(i-1)＝δ_0→k，即每段内起始点的分度误差为控制点的零起分度误差，在所述小角度角度值α为

中，若m＝1时，小角度为最小分度，则获得最终结果，否则进入S4；

S4：当S3中检测小角度不是逐齿检测时，即m≠1，第i个齿到第(i+1)个齿之间不是最小分度，则采用“内插比较法”检测出每个齿的角位置误差，陪检工具是小角度块B，两反光面的夹角应为

记第i到(i+1)之间的最小分度的位置为β，采用与S3中相同的读数方法，得到第一组读数值a_i，a_(i+β)，测量值A_i→(i+β)＝a_(i+β)-a_i；第二组读数值a₍′_i+β)，a_(i+1)，测量值A_{(i+β)→(i+1)}＝a_(i+1)-a_(i+β)；

根据(3)式可得，A_i→(i+β)＝δ_i→(i+β)+Δ′，A_{(i+β)→(i+1)}＝δ_{(i+β)→(i+1)}+Δ′，其中Δ′为小角度块B的误差，

由δ_i→(i+1)＝δ_i→(i+β)+δ_{(i+β)→(i+1)}，δ_i→(i+1)为已知，可得

A_{(i+β)→(i+1)}-A_i→(i+β)＝δ_i→(i+1)-2δ_i→(i+β)

则齿盘最小分度的分度误差为

还包括S5：单常角法验证，使用正多面棱体的一个工作角作为常角，将常角进行若干次转位，在多齿分度台连续的若干个不同位置进行测量，将测量值取平均后，按“圆分度误差闭合”的原理，该平均值即消除了多齿分度台分度系统误差的单常角标准值，将各位置测量值减去平均值后，最终得到多齿分度台各位置的分度误差。

所述分度误差和S3算出的分度误差比较，其差别允许在多齿分度台零起分度误差指标的

倍。

所述S1中，检测方法按JJG472-2007多齿分度台国家计量检定规程。

本发明的显著效果在于：对720齿多齿分度台的分度误差进行逐齿检测，误差补偿后多齿分度台的零起分度误差由+0.685″～-0.191″提高到±0.03″。证明在多齿分度台重复性良好的前提下，采用逐齿检测方法，对多齿分度台的分度误差进行补偿，是有效的，为提高多齿分度台的分度准确度开创了新的途径。

附图说明

图1为本发明所述的多齿分度台分度误差的逐齿检测方法小角度块示意图

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

多齿分度台分度误差的逐齿检测方法，包括以下步骤：

S1:用正多面棱体为陪检工具，棱体面数为k，对多齿分度台进行分段，得到

及其整数倍角度，由多齿分度台0°开始，有K₀，K₁，……，K_(k-1)共k个控制点，检测方法按JJG472-2007多齿分度台国家计量检定规程，用“排列互比法”得到k个多齿分度台零起分度误差δ_0→0，δ_0→1，δ_0→2，……，δ_0→k-1，由此可以得到第(k-1)个控制点的分度误差

δ_k→k-1＝δ_0→k-δ_0→(k-1) (1)

S2：对S1中所得控制点分度误差进行验证，判据如下：

1)计算测控制点误差时的排列互比法的测量标准偏差σ，应在允差内；

2)更换棱体面数重做排列互比法验证：验证用棱体的相邻角，应为检测控制点误差棱体的整数倍，但面数不能太少，以免排列互比法的测量标准差过大；

若同时满足判据1)2)，则进入S3，否则重复S2；

S3：控制点的分度误差已由S1测出，相邻控制点之间用“分段分离法”检测小角度，小角度角度值α为

式中n为多齿分度台齿数，m为构成小角度的齿数，每段中的小角度个数I为

按

制成小角度块A，作为陪检工具，如图1所示；

从多齿分度台第k个位置到第(k-1)个位置之间，当自准直仪与小角度块A的1面自准直，得到读数值a_i,1，将多齿分度台转过一个α角，自准直仪与小角度块A的2面自准直得到读数值a_i+1,2，则测量值A_i→i+1＝a_i+1,2-a_i,1，其中多齿分度台每段内的小角度位置i＝1，2，…，I，测量值A是由多齿分度台的分度误差δ和角度块的角度误差Δ两部分组成的，写成一般式为：

A_i→i+1＝δ_i→i+1+Δ (3)

第k到(k-1)段内的测量值平均值：

则由可求出小角度块的误差Δ，从而根据公式(3)和(4)，得到多齿分度台每段内小角度的分度误差：

δ_i→(i+1)＝A_i→(i+1)-Δ (5)

换算为零起分度误差δ_0→i＝δ_i→(i+1)+δ_0→(i-1)，当i＝1时，δ_0→(i-1)＝δ_0→k，即每段内起始点的分度误差为控制点的零起分度误差，在所述小角度角度值α为

中，若m＝1时，小角度为最小分度，则获得最终结果，否则进入S4；

S4：当S3中检测小角度不是逐齿检测时，即m≠1，第i个齿到第(i+1)个齿之间不是最小分度，则采用“内插比较法”检测出每个齿的角位置误差，陪检工具是小角度块B，两反光面的夹角应为

记第i到(i+1)之间的最小分度的位置为β，采用与S3中相同的读数方法，得到第一组读数值a_i，a_(i+β)，测量值A_i→(i+β)＝a_(i+β)-a_i；第二组读数值a₍′_i+β)，a_(i+1)，测量值A_{(i+β)→(i+1)}＝a_(i+1)-a_(i+β)；

根据(3)式可得，A_i→(i+β)＝δ_i→(i+β)+Δ′，A_{(i+β)→(i+1)}＝δ_{(i+β)→(i+1)}+Δ′，其中Δ′为小角度块B的误差，

由δ_i→(i+1)＝δ_i→(i+β)+δ_{(i+β)→(i+1)}，δ_i→(i+1)为已知，可得

A_{(i+β)→(i+1)}-A_i→(i+β)＝δ_i→(i+1)-2δ_i→(i+β)

则齿盘最小分度的分度误差为

S5：单常角法验证：使用正多面棱体的一个工作角作为常角，将常角进行若干次转位，在多齿分度台连续的若干个不同位置进行测量，将测量值取平均后，按“圆分度误差闭合”的原理，该平均值即消除了多齿分度台分度系统误差的单常角标准值，将各位置测量值减去平均值后，最终得到多齿分度台各位置的分度误差。这些位置中包含的小角度的分度误差，应和S3算出的分度误差一致，其差别允许在多齿分度台零起分度误差指标的

倍。

Claims (4)

1.多齿分度台分度误差的逐齿检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1:用正多面棱体为陪检工具，棱体面数为k，对多齿分度台进行分段，得到及其整数倍角度，由多齿分度台0°开始，有K₀，K₁，……，K_(k-1)共k个控制点，用“排列互比法”得到k个多齿分度台零起分度误差δ_0→0，δ_0→1，δ_0→2，……，δ_0→k-1，由此可以得到第k-1个控制点的分度误差

δ_k→k-1＝δ_0→k-δ_0→(k-1) (1)

S2：对S1中所得控制点分度误差进行验证，判据如下：

1)计算测控制点误差时的排列互比法的测量标准偏差σ，应在允差内；

2)更换棱体面数重做排列互比法验证：验证用棱体的相邻角，应为检测控制点误差棱体的整数倍，但面数不能太少，以免排列互比法的测量标准差过大；

若同时满足判据1)2)，则进入S3，否则重复S2；

S3：控制点的分度误差已由S1测出，相邻控制点之间用“分段分离法”检测小角度，小角度角度值α为式中n为多齿分度台齿数，m为构成小角度的齿数，每段中的小角度个数I为

按

制成小角度块A，作为陪检工具；

从多齿分度台第k个位置到第k-1个位置之间，当自准直仪与小角度块A的1面自准直，得到读数值a_i,1，将多齿分度台转过一个α角，自准直仪与小角度块A的2面自准直得到读数值a_i+1,2，则测量值A_i→i+1＝a_i+1,2-a_i,1，其中多齿分度台每段内的小角度位置i＝1，2，…，I，测量值A是由多齿分度台的分度误差δ和角度块的角度误差Δ两部分组成的，写成一般式为：

A_i→i+1＝δ_i→i+1+Δ (3)

第k到k-1段内的测量值平均值：

则由可求出小角度块的误差Δ，从而根据公式(3)和(4)，得到多齿分度台每段内小角度的分度误差：

δ_i→(i+1)＝A_i→(i+1)-Δ (5)

换算为零起分度误差δ_0→i＝δ_i→(i+1)+δ_0→(i-1)，当i＝1时，δ_0→(i-1)＝δ_0→k，即每段内起始点的分度误差为控制点的零起分度误差，在所述小角度角度值α为中，若m＝1时，小角度为最小分度，则获得最终结果，否则进入S4；

S4：当S3中检测小角度不是逐齿检测时，即m≠1，第i个齿到第i+1个齿之间不是最小分度，则采用“内插比较法”检测出每个齿的角位置误差，陪检工具是小角度块B，两反光面的夹角应为

记第i到i+1之间的最小分度的位置为β，采用与S3中相同的读数方法，得到第一组读数值a_i，a_(i+β)，测量值A_i→(i+β)＝a_(i+β)-a_i；第二组读数值a′_(i+β)，a_(i+1)，测量值A_{(i+β)→(i+1)}＝a_(i+1)-a_(i+β)；

根据(3)式可得，A_i→(i+β)＝δ_i→(i+β)+Δ′，A_{(i+β)→(i+1)}＝δ_{(i+β)→(i+1)}+Δ′，其中Δ′为小角度块B的误差，

由δ_i→(i+1)＝δ_i→(i+β)+δ_{(i+β)→(i+1)}，δ_i→(i+1)为已知，可得

A_{(i+β)→(i+1)}-A_i→(i+β)＝δ_i→(i+1)-2δ_i→(i+β)

则齿盘最小分度的分度误差为

2.根据权利要求1所述的多齿分度台分度误差的逐齿检测方法，其特征在于：还包括S5：单常角法验证，使用正多面棱体的一个工作角作为常角，将常角进行若干次转位，在多齿分度台连续的若干个不同位置进行测量，将测量值取平均后，按“圆分度误差闭合”的原理，该平均值即消除了多齿分度台分度系统误差的单常角标准值，将各位置测量值减去平均值后，最终得到多齿分度台各位置的分度误差。

3.根据权利要求2所述的多齿分度台分度误差的逐齿检测方法，其特征在于：所述分度误差和S3算出的分度误差比较，其差别允许在多齿分度台零起分度误差指标的倍。

4.根据权利要求1所述的多齿分度台分度误差的逐齿检测方法，其特征在于：所述S1中，检测方法按JJG472-2007多齿分度台国家计量检定规程。

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