[发明专利]一种圆度误差离线测量方法

说明书

本发明属于几何量公差测量技术领域，提供了一种圆度误差离线测量方法，测量时被测工件可在任意方位放置，无需搬运、移动或转动，安装有传感器或千分表的测量架按照节距法依次进行圆周的采样，回转参考轴线位置变化误差通过数学方法被分离掉。该方法操作简单，测量条件要求低，测量精度高，量程大，尤其适用于大型工件或受结构限制不能转动工件的圆度测量。

技术领域

本发明属于几何量公差测量技术领域，尤其涉及一种对工件(特别是大尺寸工件)的圆度误差离线测量方法。

背景技术

目前，所有测量工件圆度误差的方法都需要在测量时建立参考回转轴线，并围绕该参考回转轴线，或者不动的测头或千分表对回转的被测工件表面采样数据，或者回转的测头或千分表对不动的被测工件表面采样数据；即使在车间现场采用千分表和V型铁通过测量跳动的办法测量圆度误差，如图1所示，也需要工件在V型铁上旋转,而且，在V型铁上转动的工件表面形状误差直接影响模拟回转轴线的位置，严重影响测量的准确性。对于大尺寸工件，或者不方便进行转动测量的工件，受测量仪器测量范围限制，一旦离开加工机床，也就无法再次进行圆度误差测量，这对于工件的装配是十分不利的。即便在加工机床上在机测量，也必须适当地采用误差分离方法，否则，与被加工工件相同量级的机床自身误差会严重影响测量结果的置信度。

发明内容

本发明的目的是针对现有难以测量大尺寸工件或受结构限制不能转动工件圆度误差这一问题，提出一种离线测量大型工件圆度误差的方法。基于V型铁和千分表测量圆跳动的方法，如图1。通过制作测量架，并将传感器或千分表安装在测量架上，测量架与被测工件相接触，并且传感器或千分表的轴线通过被测工件的中心，如图2，然后，按照节距法依次进行一周的采样；工件可在任意方位放置，无需移动或转动，通过V型面与被测工件相切的方法实现测量过程。由被测表面形状误差(圆度误差)引起的回转参考轴线位置的变化误差通过数学方法被分离掉，从而保证最终圆度误差测量结果的准确性。

具体技术方案如下：

一种圆度误差离线测量方法，包括如下步骤：

步骤1，测得被测工件直径近似值，根据被测工件的直径近似值，得到测量支架两支撑轮紧贴被测工件,两接触点切线的夹角为α，千分表指针与竖直方向呈偏角β，指针指向瞬时圆心位置；所述的瞬时圆心指此时通过两接触点并分别垂直于相应切线的垂线相交点；千分表偏置的目的在于减少谐波损失对测量结果的影响；

步骤2，设XOY坐标系，坐标系中A是千分表的位置，B,C是被测工件与测量支架的两接触点，O₁是被测工件在该位置处瞬时圆心，瞬时圆心到A,B,C的距离分别为：r_A,r_B,r_C,夹角为α,直线O₁G平行于Y轴，交OB于F,交OX于E,交OC于G；设O₁点的坐标为(x，y)；

x＝OE,y＝O₁E

FG＝O₁G-O₁F

即：

测量时，因为被测工件存在圆度误差，其O₁点的坐标值随着B,C处的半径变化量Δr_B和Δr_C的变化而变化；将Δr_B和Δr_C分别带入式(1.1)和式(1.2)，得到O₁点的坐标变化量：

被测工件在千分表处因圆度误差导致的半径变化量为Δr_A，千分表的读数V(A)是三个半径变化量的组合：