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技術(shù)文章

圓度儀 簡介
圓度儀 簡介
一種利用回轉(zhuǎn)軸法測量工件圓度誤差的測量工具
本詞條由“科普中國”科學(xué)百科詞條編寫與應(yīng)用工作項(xiàng)目 審核 。
圓度儀（Roundness measuring instrument）是一種利用回轉(zhuǎn)軸法測量工件圓度誤差的測量工具。圓度儀分為傳感器回轉(zhuǎn)式和工作臺回轉(zhuǎn)式兩種型式。測量時，被測件與精密軸系同心安裝，精密軸系帶著電感式長度傳感器或工作臺作**的圓周運(yùn)動。圓度儀由儀器的傳感器、放大器、濾波器、輸出裝置組成。若儀器配有計(jì)算機(jī)，則計(jì)算機(jī)也包括在此系統(tǒng)內(nèi)。

基本簡介
圓度儀可測量各種機(jī)械零件的素線和截面輪廓形狀參數(shù)，在軸承行業(yè)中可測量各種零件的直線度、傾斜度、角度處理、圓處理(直線到切線的距離、圓心到圓心距離、圓弧半徑、交點(diǎn)到圓心的距離、圓心到直線距離)、點(diǎn)線處理(交點(diǎn)到直線距離、交點(diǎn)到圓心距離、兩直線交點(diǎn)、交點(diǎn)與交點(diǎn)距離)、對數(shù)曲線、槽寬、槽深、溝邊距、淘心距傾斜度、水平距離

圓度儀是一種測量零件回轉(zhuǎn)表面(軸、孔或球面)不圓度的精密儀器。通常有兩種類型：小型臺式，把工件裝在回轉(zhuǎn)的工作臺上，測量頭裝在固定的立柱上；大型落地式，把工件裝在固定的工作臺上，測量頭安裝在回轉(zhuǎn)的主軸上。測量時，測量頭與工件表面接觸，儀器的回轉(zhuǎn)部分(工作臺或主軸)旋轉(zhuǎn)一周。因回轉(zhuǎn)部分的支承軸承精度極高，故回轉(zhuǎn)時測量頭對被測表面將產(chǎn)生一高精度的圓軌跡。被測表面的不圓度使測量頭發(fā)生偏移，轉(zhuǎn)變?yōu)殡?或氣)信號，再經(jīng)放大，可自動記錄在圓形記錄紙上，直接讀出各部分的不圓度，供評定精度與工藝分析之用。廣泛用于精密軸承、機(jī)床及儀器制造工業(yè)中。 [1]

工作原理
圓度儀采用半徑測量法，工作旋轉(zhuǎn)式。該圓度儀旋轉(zhuǎn)軸系采用高精度氣浮主軸作為測量基準(zhǔn)；該圓度儀電器部分由**計(jì)算機(jī)及精密圓光柵傳感器、精密電感位移傳感器組成，圓光柵傳感器、精密電感位移傳感器計(jì)量角度、徑向位移量，保證測量工件的角位移、徑向值的**度；圓度儀測量軟件采用基于中文版WinXP操作系統(tǒng)平臺的圓度測量軟件，完成數(shù)據(jù)采集、處理及測量數(shù)據(jù)管理等工作。

基本類型
圓度儀基本上有兩種形式。(1)工作臺轉(zhuǎn)動式：工件轉(zhuǎn)動而檢測器固定；(2)測量軸轉(zhuǎn)動式：工件固定而檢測器轉(zhuǎn)動。圓度儀的關(guān)鍵之一是旋轉(zhuǎn)主軸有非常高的制造精度和裝配精度。 [2]

使用注意事項(xiàng)
1. 每天開機(jī)后，用酒精（無水乙醇,99.97%）清潔大理石工作臺及立柱大理石部分。注意：不要用酒精擦拭驅(qū)動箱外殼，因?yàn)椋鈿げ糠直砻媸菄娡坑推岬模菀灼鸹瘜W(xué)反應(yīng)，用酒精擦拭后容易影響外觀的美觀。
2. 注意大理石工作臺的T型槽、立柱的絲桿及立柱導(dǎo)軌（立柱后面金屬部分）的防銹，定期涂防銹油特別是放長假時一定要注意。具體方法：可以噴WD40在以上地方，過五分鐘之后，用無塵紙將多余的WD40擦干凈。
3. 在不使用時，應(yīng)將探針Stylus拆下放置在專用的探針盒里。
4. 需要定期檢查供電電源的電壓，請用戶設(shè)備維護(hù)專業(yè)人員配合，具體方法：檢查電壓值是否在110~~240V之間，電壓的波動是否在允許范圍之內(nèi)，L-火線、N-零線、E-接電線的相序及電壓是否正確。
5. 外部供電有無UPS不間斷電源保護(hù)裝置（必須安裝），為了防止當(dāng)電源送電和突然斷電引起的峰值電壓對控制箱內(nèi)電路板、電腦及電子元件的損壞。
6. 儀器的環(huán)境溫度及濕度是否在允許范圍之內(nèi)。操作環(huán)境溫度的范圍：15-30攝氏度，溫度梯度變化允許范圍：小于2攝氏度（一般環(huán)境要求，如加工現(xiàn)場）； 操作環(huán)境溫度的范圍：18-22攝氏度，溫度梯度變化允許范圍：小于2攝氏度（標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量室）； 濕度要求：45%-75%之間。

特點(diǎn)
   具有體積小、成本低，較適合中小型企業(yè)：
2、直線運(yùn)動導(dǎo)軌采用精密氣浮導(dǎo)軌，精度保持長久，直線移動精度高，儀器使用
壽命長：
3、直線運(yùn)動導(dǎo)軌位移數(shù)據(jù)采集采用精密直線光柵，定位精度高，穩(wěn)定性好：
4、TCR-D1400圓度儀 采用WINDOWS系統(tǒng)操作平臺，專業(yè)測量軟件，測量界面簡潔直觀，操作便捷；可以實(shí)時顯示圖形數(shù)據(jù)、存盤留檔、隨時打印，圖形分析報告，直觀清晰；
5、測量結(jié)果可根據(jù)標(biāo)注需要任意旋轉(zhuǎn)；
6、強(qiáng)大的誤差補(bǔ)償功能，使測量結(jié)果更**；
7、測量操作設(shè)置鼠標(biāo)和鍵盤快捷操作，用戶可根據(jù)操作習(xí)慣自由選擇：
8、設(shè)計(jì)特殊裝配夾具方便工件的裝夾調(diào)整大大提高了測量效率；
9、使用范圍廣，測量范圍大：量程可達(dá)到12mm。

根據(jù)不圓度測定的要求，圓度儀必須具備三個特點(diǎn)：(1)具有高精度的主軸，以實(shí)現(xiàn)零件定心，并同時確定理論圓的中心。(2)具有高靈敏度的傳感器。當(dāng)它以主軸中心為圓心作回轉(zhuǎn)運(yùn)動時，可以把微小的零件不圓度誤差測量出來。(3)具有連續(xù)指示或記錄的裝置。以便將零件的實(shí)際輪廓記錄下來，進(jìn)行分析和評定。 [3]

測量方法
圓度測量有回轉(zhuǎn)軸法、三點(diǎn)法、兩點(diǎn)法、投影法和坐標(biāo)法等方法。
1、回轉(zhuǎn)軸法。
利用精密軸系中的軸回轉(zhuǎn)一周所形成的圓軌跡（理想圓）與被測圓比較，兩圓半徑上的差值由電學(xué)式長度傳感器轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)電路處理和電子計(jì)算機(jī)計(jì)算后由顯示儀表指示出圓度誤差，或由記錄器記錄出被測圓輪廓圖形。回轉(zhuǎn)軸法有傳感器回轉(zhuǎn)和工作臺回轉(zhuǎn)兩種形式。前者適用于高精度圓度測量，后者常用于測量小型工件。按回轉(zhuǎn)軸法設(shè)計(jì)的圓度測量工具稱為圓度儀。
2、三點(diǎn)法
常將被測工件置于V形塊中進(jìn)行測量。測量時，使被測工件在V形塊中回轉(zhuǎn)一周，從測微儀讀出*大示值和*小示值，兩示值差之半即為被測工件外圓的圓度誤差。此法適用于測量具有奇數(shù)棱邊形狀誤差的外圓或內(nèi)圓，常用2角為90°、120°或72°、108°的兩塊V形塊分別測量。
3.兩點(diǎn)法
常用千分尺、比較儀等測量，以被測圓某一截面上各直徑間*大差值之半作為此截面的圓度誤差。此法適于測量具有偶數(shù)棱邊形狀誤差的外圓或內(nèi)圓。
4.投影法
常在投影儀上測量，將被測圓的輪廓影像與繪制在投影屏上的兩極限同心圓比較，從而得到被測件的圓度誤差。此法適用于測量具有刃口形邊緣的小型工件。
5.坐標(biāo)法
一般在帶有電子計(jì)算機(jī)的三坐標(biāo)測量機(jī)上測量。按預(yù)先選擇的直角坐標(biāo)系統(tǒng)測量出被測圓上若干點(diǎn)的坐標(biāo)值、，通過電子計(jì)算機(jī)按所選擇的圓度誤差評定方法計(jì)算出被測圓的圓度誤差。

影響因素
影響圓度儀測量精度的主要因素有：
1、主軸回轉(zhuǎn)精度。圓度儀測量實(shí)際上是一個比較測量的過程，即測量頭相對于工件旋轉(zhuǎn)畫出的圓周與被測輪廓比較，因此主軸的回轉(zhuǎn)精度直接影響測量結(jié)果的不確定度。
2、工件安裝誤差。包括被測工件相對于圓度儀中心偏差和被測工件的中心線相對于儀器主軸傾斜兩種情況。
3、測頭形狀和半徑的選擇。正確地選擇觸頭的形狀和半徑，對測量圓度誤差是事關(guān)重要的。形狀和半徑的選擇主要根據(jù)工件表面的特性，同時兼顧工件硬度等因素，為避免表面粗糙度等微觀幾何形狀的影響，不宜采用針形測頭，而采用球形或斧形測頭。較小工件可用圓柱形測頭。硬度較低的工件，用較大半徑的測頭，以防止工件表面的塑性變形。 [2]
4、測量力的影響。測量力的選擇是：被測表面既不會產(chǎn)生塑性變形，同時測頭與被測表面保持接觸穩(wěn)定。

技術(shù)要求
1、外觀
儀器工作表面不應(yīng)有銹蝕和碰傷，涂鍍表面應(yīng)平整均勻，不應(yīng)有斑點(diǎn)、脫皮等現(xiàn)象，外部零件結(jié)合處應(yīng)整齊。
有刻線和刻字的零件，文字和線紋應(yīng)清晰、均勻。不得有漏油現(xiàn)象。
2、相互作用和相互位置
儀器可動部分在規(guī)定范圍內(nèi)均應(yīng)平穩(wěn)地運(yùn)動。
各種按鈕、操作件和限位裝置的動作應(yīng)靈活、作用那個可靠、功能正常。
儀器測量方向應(yīng)通過主軸回轉(zhuǎn)中心。
記錄范圍與對心表的知識范圍應(yīng)保持一致。
3、放大器的轉(zhuǎn)換誤差
定標(biāo)誤差應(yīng)不大于1%。

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