圆度、圆柱度仪在测量中的常见影响因素及解决措施

圆度、圆柱度仪广泛应用于各类精密加工件的圆度、圆柱度测量。为使测量结果更加准确可靠,本文从外部使用环境、气源气压、仪器调平调心、自标定、滤波设置等方面,分析可能引起其测量结果不准确的原因,并结合自身使用情况,提出几点参考建议。

圆度仪的调平和圆柱度误差评定

从圆柱度误差的测量要求和圆柱度误差评定搜索算法两个方面研究了提高测量精度的方法。为了减小圆柱度误差测量中的工件倾斜误差,设计并分析了两点垂直布局的调平方法;根据工件轴线的方向余弦,计算得到了两点调整的高度值,克服了手动调整存在的问题,实现了工件快速精确调平并提高了工件圆柱度的测量精度。由于圆柱度误差评定是对满足最小条件的圆柱轴线的搜索,文中针对Nelder-Mead单纯形法的收敛精度依赖于初始解和收敛速度较慢,提出了拟牛顿法和Nelder-Mead单纯形法相结合的联合算法来实现全局最优解的快速准确搜索。对经典测试函数的Matlab仿真及实际测量数据的应用表明,该联合算法能有效地提高收敛速度和收敛精度,其收敛速度提高了50%,收敛精度提高了1倍,从而提高了工件圆柱度误差的测量精度。

超精圆度仪全自动误差分离装置的研制

介绍作者研制的用于提高圆度仪测量精度的全自动误差分离装置。该装置不仅可以使圆度仪主轴回转误差从被测工件测量结果中可靠分离 ,而且整个测量过程实现了全自动无人操作 。

基于两步法超精密圆度仪误差分离系统

基于两步法误差分离原理的圆度仪误差分离系统 ,克服了传统的“多步法”分离过程中存在的“谐波抑制问题”,缩短了分离时间 ,有效地抑制了分离过程中引入的测量噪声及系统漂移的影响。该装置不仅可以使圆度仪主轴回转误差从被测工件测量结果中可靠分离 ,而且整个测量过程实现了全自动无人操作 。

基于GPS的圆度、圆柱度误差数字化计量方法研究

基于对数字化计量过程中关键操作技术的研究,给出圆度、圆柱度误差计量的操作算子构成策略及选用原则,并针对传统的几何误差评定中随意性大、评定参数单一、效率低下等不足,提出现代几何误差计量中以"高效、规范"为目标的多元化评定思想。并通过实例说明该数字化计量思想的运作模式及其工程价值,进一步明确基于GPS(geomet-rical product specification)的数字化计量方法对于实现误差评定的数字化、规范化和高效化是至关重要的,同时,对于促进国家(际)标准的发展及有效应用也具有十分重要的意义。

虚拟圆度误差测量仪的研制

利用美国NI公司的LabWindows/CVI为软件开发平台,结合实验室现有的测量条件和基于PC的数据采集卡,开发研制了虚拟圆度误差测量仪·该仪器将形位误差测量技术与虚拟仪器技术相结合,用圆度误差的最小二乘圆评定法、最小区域圆评定法、最小外接圆评定法、最大内切圆评定法,解决了圆度误差的测量问题,并且将圆度误差图形在屏幕上形象、直观地显示出来·有利于分析误差产生的原因,以便控制制造误差·该仪器测量精度高,工作稳定,制造成本低,并具有良好的功能扩展能力,既可用于实验教学,又可用于生产实际·

圆柱度仪测量基准的误差分离技术

针对大尺寸试件的圆柱度误差的超精测量时仪器的测量基准的误差分离问题，提出了一种可分离出基准间的平行度误差以及直行基准的直线度误差的方法，即反向法误差分离技术。利用该方法建立的两截面及多截面误差分离模型已用于重要试件圆柱度误差的超精测量中，误差分离结果的不确定度为０．２２μｍ。

基于容性感应探针测量方法的研究

介绍了利用兰州重离子加速器束流输运线上的圆柱型容性感应探针进行无阻挡束流强度测量方法的研究。该方法在测量束流相宽和中心相位的同时通过对感应束流信号的计算,进行束流强度监测,以满足HIRFL束流诊断系统在线测量及调束的要求;说明了测量束流感应信号并从中提取束团相宽,束流相位及束流强度等信息的原理;介绍了测量系统装置及虚拟仪器技术在本系统中的应用,并给出了测量结果和测量精度的分析。

LabVIEW与圆度误差虚拟测量仪

简要介绍了虚拟仪器的系统构成,利用LabVIEW作为软件开发平台,以PCL818L数据采集卡作为前向通道硬件设计基础,设计了可视化圆度误差虚拟测量仪。

虚拟圆柱度误差测量仪的研究

利用美国NI公司的LabWindows/CVI为软件开发平台 ,结合实验室现有的测量条件和基于PC的数据采集卡 ,开发研制了虚拟圆柱度误差测量仪。该仪器将形位误差测量技术与虚拟仪器技术相结合 ,用圆柱度误差的最小二乘评定法、最小区域评定法 ,解决了圆柱度误差的测量问题 ,并且将圆柱度误差图形在屏幕上显示出来。形象、直观 ,有利于分析误差产生的原因 ,以便控制制造误差。该仪器测量准确度高 ,工作稳定 ,制造成本低 ,并具有良好的功能扩展能力 ,既可用于实验教学 ,又可用于生产实际。

基于LabVIEW8的实验虚拟圆度仪系统

为满足回转工件的圆度加工精度要求,以NI(National Instruments)公司的最新版图形化编程软件LabVIEW 8为圆度仪的虚拟界面编程平台,结合步进电动机控制的旋转工作台、电感位移传感器、USB插口的数据采集卡和自行设计的信号调理电路等硬件组成部分,设计了实验虚拟圆度仪系统。测量时,采用两种误差分离技术分离圆度仪主轴误差,然后根据不同的圆度误差评定标准,进行圆度评定,计算出圆度误差。圆度误差值为组建用于动态测量精度理论研究的分析实验系统做准备。

基于多电容传感大型主轴圆度的精密测量

为解决大型轴类零件圆度形状的高精度在线测量问题，研究了一种基于多电容传感、非接触式圆度形状测量系统，可现场测量直径达800mm的精密主轴。介绍了大直径精密回转工作台的主轴圆度形状测量方法，分析了多测头三点法的误差分离技术，详细阐述了精密电容传感器的测量原理和系统的结构及数据评价方法。与高精度的圆度形状测量仪比较的实验结果表明，该测量系统的示值误差优于0．1μm，重复性优于0．05μm，能够满足现场测量要求。

圆感应同步器安装误差修正方法研究

圆感应同步器数显表是精密测角元件,为达到较高的测角精度,必须对圆感应同步器的安装位置进行精密调整。在某经纬仪改造过程中,我们发现该经纬仪上圆感应同步器的安装位置不符合要求,致使数显表测角精度超差。由于没有设计安装调整装置,无法调整圆感应同步器,只能进行软件修正。通过对圆感应同步器安装位置给数显表测角精度带来的误差进行理论分析,得了出了数显表的误差模型,并在该数显表给出了确实可行的修正方法,修正后数显表测角精度满足该经纬仪精度要求。

基于CPAC的轴承圆度测量仪控制系统

针对轴承的圆度测量,开发了一套以CPAC(computer programmable automation controller)平台为硬件控制核心,以Otostudio为软件平台的轴承圆度测量仪控制系统。该系统采用模块化设计,同时在国际编程IEC61131-3标准下进行运动控制和数据的采集、处理、转换,完成了系统软硬件结合,并用实验方法对该系统进行多次测试,结果表明该系统能有效地测量轴承的圆度误差,并直观地反映在用户界面中。

基于PVDF传感器的高速圆度测量系统

针对机械加工行业圆度测量高速高效的要求,设计了一种基于聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜的压电式位移传感器的高速圆度测量系统,利用此传感器高频响、高灵敏度、高信噪比的优势,通过与电荷放大器相结合,实现高速圆度测量。通过实验可知PVDF传感器测量频率响应在1 200 Hz以上,谐振峰频率在3 000 Hz左右,解决了电感传感器在高速圆度测量中测量结果出现失真的问题。测量数据分析结果表明,此系统圆度测量误差可达到1μm以内。多次测量证明,该系统测量结果重复性好、可信性高。

圆柱度仪测量基准反向法误差分离技术

对大尺寸试件的圆柱度误差的超精测量，仪器的测量基准误差不能忽略．如何分离出基准本身的形状误差及基准之间的位置误差是长期存在的难题．本文首次提出一种可分离出基准间的平行度误差以及直行基准的形状误差的方法，即反向法，从而较圆满地解决了这一问题．利用该方法建立的模型可用于重要试件圆柱度误差的超精测量中．该技术对超精密车床的研制提供了依据．

一种卧式圆柱度测量虚拟仪器的不确定度评估

基于涡流效应开发了一种圆柱度测量虚拟仪器,分析了传感器、A/D的不确定度来源及分布规律,应用GUM中的B类方法研究了上述各个环节的合成测量不确定度,最后应用Gram-Chariler级数研究了该仪器的合成测量不确定度.

圆柱度仪单截面自动对中调节方法的研究

依据倾斜圆柱横截面为椭圆,在分析圆柱度仪工作台偏心和倾角调整原理的基础上,提出了一种新的单截面椭圆测量自动对中控制算法;根据调整运动的不同,提出了两种对中调节方法;结合谱分析技术实现了椭圆特征参数的便捷提取;采用LabView编制了相应的算法软件。仿真结果表明,单截面自动对中调节方法耗时短、精度高,显著提高了圆柱度仪对中的效率。

圆柱度仪测量圆柱体锥度及跳动的研究

利用在圆柱度仪上采用两截面和多截面测量法测得的数据,建立适用于圆柱体锥度评定的几种模型,并建立了圆柱体端面和径向跳动在圆柱度仪上测量与评定的模型。

八通道气体智能测控仪

将单片机及计算技术引入气敏法测量中,实现了气体的多通道多功能智能测控。针对多通道结构和气敏传感器的特点,设计了多种软件,减弱了气敏测量中温漂、时漂的影响,实现了一机适用多种气体和传感器的可置换性。研制了预测技术,克服了响应中的滞后现象。仪器还具备浓度数据贮存,事故数据记忆,群控及测量传感器响应与恢复特性等功能。