[发明专利]圆度测量仪及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工及检测技术领域，特别是一种圆度测量仪及其测量方法。

背景技术

现有的圆柱形零件或管状零件的圆度测量都是通过圆度仪完成的，圆度仪是一种利用回转轴法测量工件圆度误差的测量工具。圆度仪分为传感器回转式和工作台回转式两种型式。

现有的圆度仪检测速度慢，设备成本较高，对环境温度要求较高，适用于实验室环境应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种圆度测量仪及其测量方法，通过四个位移传感器对零件的四个方向进行测量，从而得到高精度的圆度值。

本发明采取的技术方案是：

一种圆度测量仪，其特征是，包括底座和信号处理控制单元，在所述底座上设置一个平台，在所述平台上设置一个传感器支架，所述传感器支架为上下相通的中空结构，在所述传感器支架上设置四个位移传感器，四个位移传感器呈十字形排列，在所述底座上固定设置一个芯棒，所述芯棒穿过所述平台伸入所述传感器支架内，所述芯棒的顶端设置一个安装头，所述安装头位于所述四个位移传感器的正下方，所述安装头用于安装待测零件，所述四个位移传感器与所述信号处理控制单元连接，所述信号处理控制单元根据所述四个位移传感器的输出信息计算出所述待测零件的圆度误差值。

进一步，所述圆度测量仪还包括一个摆动缸和气动单元，所述摆动缸设置在所述底座与平台之间，所述摆动缸的固定部与所述底座固定连接，所述摆动缸的摆动部与所述平台固定连接，所述气动单元控制所述摆动缸的摆动部旋转。

进一步，所述信号处理控制单元包括依次电连接的放大器、数模转换模块、微处理器，所述位移传感器与所述放大器电连接，所述位移传感器信号经所述放大器放大后通过所述数模转换模块转换成数字信号后传送至所述微处理器，所述微处理器根据所述数字信号计算出所述待测零件的圆度误差值后，将结果通过输出模块输出。

进一步，所述信号处理控制单元为单片机，所述输出模块为显示器。

进一步，所述气动单元包括气动电磁阀和单向节流阀，所述单向节流阀设置在所述气动电磁阀与所述摆动缸连接的气路上，所述气动电磁阀为二位四通阀。

进一步，所述安装头与所述芯棒的上端部可拆卸连接，所述安装头上设有柱形凸块或圆孔，用于固定柱形或管形待测零件。

一种上述的圆度测量仪的测量方法，包括如下步骤：

第一步：将待测零件固定在所述安装头上，所述待测零件的名义半径为r0；

第二步：所述信号处理控制单元驱动四个位移传感器测量零件的半径增量分别为Δ₁、Δ₂、Δ₃和Δ₄，对应于所述四个位移传感器的四个半径分别为r₁=r₀+Δ₁、r₂=r₀+Δ₂、r₃=r₀+Δ₃和r₄=r₀+Δ₄；

第三步：通过以下公式计算出零件的平均直径D；

D=2r₀+0.5（Δ₁+Δ₂+Δ₃+Δ₄）；

第四步：定义D₁为r₁和r₃方向的直径，D₂为r₂和r₄方向的直径，零件的圆度误差W=|D₁-D₂|=|(Δ₁+Δ₃)–(Δ₂+Δ₄)|，其中零件的管径检测必须满D_min≤{D₁,D₂}≤D_max，式中D_min和D_max分别为管径的上限和下限尺寸。