圓度儀 簡(jiǎn)介及技術(shù)參數
一種利用回轉軸法測量工件圓度誤差的測量工具
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圓度儀（Roundness measuring instrument）是一種利用回轉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式和工作臺回轉式兩種型式。測量時(shí)，被測件與精密軸系同心安裝，精密軸系帶著(zhù)電感式長(cháng)度傳感器或工作臺作**的圓周運動(dòng)。圓度儀由儀器的傳感器、放大器、濾波器、輸出裝置組成。若儀器配有計算機，則計算機也包括在此系統內。
基本簡(jiǎn)介
圓度儀可測量各種機械零件的素線(xiàn)和截面輪廓形狀參數，在軸承行業(yè)中可測量各種零件的直線(xiàn)度、傾斜度、角度處理、圓處理(直線(xiàn)到切線(xiàn)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(xiàn)距離)、點(diǎn)線(xiàn)處理(交點(diǎn)到直線(xiàn)距離、交點(diǎn)到圓心距離、兩直線(xiàn)交點(diǎn)、交點(diǎn)與交點(diǎn)距離)、對數曲線(xiàn)、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表面(軸、孔或球面)不圓度的精密儀器。通常有兩種類(lèi)型：小型臺式，把工件裝在回轉的工作臺上，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，測量頭安裝在回轉的主軸上。測量時(shí)，測量頭與工件表面接觸，儀器的回轉部分(工作臺或主軸)旋轉一周。因回轉部分的支承軸承精度極高，故回轉時(shí)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，轉變?yōu)殡?或氣)信號，再經(jīng)放大，可自動(dòng)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，工作旋轉式。該圓度儀旋轉軸系采用高精度氣浮主軸作為測量基準；該圓度儀電器部分由**計算機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操作系統平臺的圓度測量軟件，完成數據采集、處理及測量數據管理等工作。
基本類(lèi)型
圓度儀基本上有兩種形式。(1)工作臺轉動(dòng)式：工件轉動(dòng)而檢測器固定；(2)測量軸轉動(dòng)式：工件固定而檢測器轉動(dòng)。圓度儀的關(guān)鍵之一是旋轉主軸有非常高的制造精度和裝配精度。 [2]
使用注意事項
1. 每天開(kāi)機后，用酒精（無(wú)水乙醇,99.97%）清潔大理石工作臺及立柱大理石部分。注意：不要用酒精擦拭驅動(dòng)箱外殼，因為，外殼部分表面是噴涂油漆的，容易起化學(xué)反應，用酒精擦拭后容易影響外觀(guān)的美觀(guān)。
2. 注意大理石工作臺的T型槽、立柱的絲桿及立柱導軌（立柱后面金屬部分）的防銹，定期涂防銹油特別是放長(cháng)假時(shí)一定要注意。具體方法：可以噴WD40在以上地方，過(guò)五分鐘之后，用無(wú)塵紙將多余的WD40擦干凈。
3. 在不使用時(shí)，應將探針Stylus拆下放置在專(zhuān)用的探針盒里。
4. 需要定期檢查供電電源的電壓，請用戶(hù)設備維護專(zhuān)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(dòng)是否在允許范圍之內，L-火線(xiàn)、N-零線(xiàn)、E-接電線(xiàn)的相序及電壓是否正確。
5. 外部供電有無(wú)UPS不間斷電源保護裝置（必須安裝），為了防止當電源送電和突然斷電引起的峰值電壓對控制箱內電路板、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。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，如加工現場(chǎng)）； 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（標準計量室）； 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(xiàn)運動(dòng)導軌采用精密氣浮導軌，精度保持長(cháng)久，直線(xiàn)移動(dòng)精度高，儀器使用
壽命長(cháng)：
3、直線(xiàn)運動(dòng)導軌位移數據采集采用精密直線(xiàn)光柵，定位精度高，穩定性好：
4、TCR-D1400圓度儀 采用WINDOWS系統操作平臺，專(zhuān)業(yè)測量軟件，測量界面簡(jiǎn)潔直觀(guān)，操作便捷；可以實(shí)時(shí)顯示圖形數據、存盤(pán)留檔、隨時(shí)打印，圖形分析報告，直觀(guān)清晰；
5、測量結果可根據標注需要任意旋轉；
6、強大的誤差補償功能，使測量結果更**；
7、測量操作設置鼠標和鍵盤(pán)快捷操作，用戶(hù)可根據操作習慣自由選擇：
8、設計特殊裝配夾具方便工件的裝夾調整大大提高了測量效率；
9、使用范圍廣，測量范圍大：量程可達到12mm。
根據不圓度測定的要求，圓度儀必須具備三個(gè)特點(diǎn)：(1)具有高精度的主軸，以實(shí)現零件定心，并同時(shí)確定理論圓的中心。(2)具有高靈敏度的傳感器。當它以主軸中心為圓心作回轉運動(dòng)時(shí)，可以把微小的零件不圓度誤差測量出來(lái)。(3)具有連續指示或記錄的裝置。以便將零件的實(shí)際輪廓記錄下來(lái)，進(jìn)行分析和評定。
測量方法
圓度測量有回轉軸法、三點(diǎn)法、兩點(diǎn)法、投影法和坐標法等方法。
1、回轉軸法。
利用精密軸系中的軸回轉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(cháng)度傳感器轉換為電信號，經(jīng)電路處理和電子計算機計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?；剞D軸法有傳感器回轉和工作臺回轉兩種形式。前者適用于高精度圓度測量，后者常用于測量小型工件。按回轉軸法設計的圓度測量工具稱(chēng)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(shí)，使被測工件在V形塊中回轉一周，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棱邊形狀誤差的外圓或內圓，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棱邊形狀誤差的外圓或內圓。
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.坐標法
一般在帶有電子計算機的三坐標測量機上測量。按預先選擇的直角坐標系統測量出被測圓上若干點(diǎn)的坐標值、，通過(guò)電子計算機按所選擇的圓度誤差評定方法計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、主軸回轉精度。圓度儀測量實(shí)際上是一個(gè)比較測量的過(guò)程，即測量頭相對于工件旋轉畫(huà)出的圓周與被測輪廓比較，因此主軸的回轉精度直接影響測量結果的不確定度。
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(xiàn)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工件表面的特性，同時(shí)兼顧工件硬度等因素，為避免表面粗糙度等微觀(guān)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(huì )產(chǎn)生塑性變形，同時(shí)測頭與被測表面保持接觸穩定。
技術(shù)要求
1、外觀(guān)
儀器工作表面不應有銹蝕和碰傷，涂鍍表面應平整均勻，不應有斑點(diǎn)、脫皮等現象，外部零件結合處應整齊。
有刻線(xiàn)和刻字的零件，文字和線(xiàn)紋應清晰、均勻。不得有漏油現象。
2、相互作用和相互位置
儀器可動(dòng)部分在規定范圍內均應平穩地運動(dòng)。
各種按鈕、操作件和限位裝置的動(dòng)作應靈活、作用那個(gè)可靠、功能正常。
儀器測量方向應通過(guò)主軸回轉中心。
記錄范圍與對心表的知識范圍應保持一致。
3、放大器的轉換誤差
定標誤差應不大于1%。
技術(shù)參數：
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部件名稱(chēng) |
項目 |
TCR-D1400 |
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旋轉工作臺 |
軸承類(lèi)型 |
氣浮 |
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主軸精度 |
±0.025μm |
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系統精度 |
0.06μm |
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測量*大外徑 |
Φ140mm（可擴展） |
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*小內徑 |
φ3mm |
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*大承重 |
60kg |
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轉速 |
5轉/min |
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垂直軸（Z軸） |
垂直移動(dòng) |
300mm（可增高） |
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垂直移動(dòng)方式 |
電動(dòng) |
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*大檢測深度 |
60mm |
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水平臂（X軸） |
水平移動(dòng) |
150mm |
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凸出量 |
25mm |
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水平移動(dòng)方式 |
電動(dòng) |
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檢測器 |
采集器件 |
圓光柵 |
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圓周采樣點(diǎn)數 |
4096 |
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傳感器類(lèi)型 |
電感傳感器 |
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傳感器分辨率 |
0.01μm |
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輔助功能 |
圓度誤差 評定方法 |
*小二乘法（LSC）、 *小區域法（MZC） *大外接圓法（MIC）、*小內切圓法（MCC） |
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濾波波段 |
1、1-500、2-500、2-15、2-50、2-150、15-500、15-50、15-150、15-250、3-16、17-100 |
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凹凸口剔除 |
自動(dòng)識別間斷、自動(dòng)和手動(dòng)剔除凹凸口功能，部分圓弧測量圓度功能 |
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軟件功能 |
圓度、波紋度、同軸度、垂直度、平行度、平面度 |
