[發明專利]圓柱體直徑與形位誤差綜合測量儀

無效

• 申請號: 200810049300.3
• 申請日: 2008-03-04
• 公開（公告）號: CN101236070A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 趙惠英;趙則祥;周曉群;王作鈞;楊和清;李彬;席建普;喬雪濤
• 申請（專利權）人: 中原工學院
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/08;G01B11/24;G01B11/26
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司
• 代理人: 張欣棠;張國文

技術領域

本發明屬于精密測試與計量技術領域，尤其涉及一種圓柱體直徑與形位誤差綜合測量儀。

背景技術

幾何產品技術規范(Dimensional?and?Geometrical?Product?Specification，簡稱GPS)是機械制造業的重要基礎標準，對于圓柱體零件，其尺寸、形位誤差和表面粗糙度等對產品的性能(包括使用性能和壽命)有著重要的影響。因此，自從70年代末以來，在國際標準化組織相關技術委員會發布的國際標準基礎上，制定了一系列國際標準，即第一代GPS標準。第一代GPS標準存在的主要問題是圖紙技術的規范不完整，設計、制造和檢驗標準的基礎理論不統一，設計、制造以及計量工程師之間沒有共同的技術語言，無法有效地溝通，其主要原因是國際標準化組織的ISO/TC3(極限與配合，尺寸公差及相關檢測)、TC10/SC5(幾何公差及相關檢測)和TC57(表面紋理及相關檢測)等獨立的技術委員會在制定相關GPS標準中缺乏有效的協調與合作。第一代GPS標準都是建立在幾何學意義上的，其后果已導致產品的平均成本增加占生產費用的20％。隨著生產技術和工藝水平的不斷提高第一代GPS標準已不適應于產品質量和生產效率進一步提高和生產成本進一步降低的現代化生產的需要，因此，國際標準化組織于1996年將ISO/TC3、ISO/TC57和ISO/TC10/SC5三個技術委員會進行合并，成立了ISO/TC213技術委員會，由該委員會全面負責新一代GPS國際標難體系工作。

新一代GPS標準是以數學為基礎語言結構，以計量數學為根基，給出產品功能、技術規范、制造與計量之間的量值傳遞的數學方法，對設計人員提出了更高的要求，要求設計人員在設計過程中不僅能夠根據零件的功能要求對產品零件的尺寸、形位和表面粗糙度等給出合理的參數，而且了解相應的測量與評定方法。

根據新一代GPS標準所規定的各種輪廓的定義，對現有測量儀器提出了挑戰，盡管用輪廓測量儀可以測量尺寸和形位誤差，由于其不是輪廓誤差測量的專用設備，其測量精度相對較低不能滿足各相關領域的需求。

根據ISO/DIS14405中對圓柱體尺寸的定義及其測量要求，目前只有三坐標測量機可以實現對圓柱體直徑尺寸的測量，但三坐標測量機的測點較少，易漏采特征點，造成測量失真，并且測量效率低，不能作為測量圓柱體直徑的通用測量儀器。雖然現在市場上已有比較成熟的圓度儀和圓柱度儀，并且采用了準柱坐標式的測量方法，但只是用來測量圓柱體工件的形位誤差，不能滿足ISO/DIS14405的要求。新一代GPS標準的實施，是國際上制造水平提升的重要舉措，也是我國各相關領域制造能力提升的重要環節。為保證新一代GPS標準在我國的順利實施，保證國家相關制造領域的輪廓測量問題水利解決，研制適用的圓柱體直徑與形位誤差綜合測量儀是必要的。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的不足而提供一種高精度圓柱體直徑與形位誤差綜合測量儀，實現對圓柱體直徑全局尺寸即包括最小二乘直徑、最小外接直徑和最大內接直徑和計算尺寸即包括周長直徑、面積直徑和體積直徑、形狀誤差即包括圓度、圓柱度、素線直線度、軸線直線度和平面度)、位置誤差即包括同軸度、面對軸線的垂直度、軸線對面的垂直度、端面全跳動和徑向全跳動、錐度、非球面特征參數和非球面面輪廓度等測量項目的檢測。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明包括底座、安裝在底座上的立柱、安裝在立柱上的橫梁，在橫梁上粘貼有光柵尺，在橫梁的上下前后四個側面上安裝有氣浮塊，氣浮塊通過螺紋與支撐板相連接，在支撐板上固定安裝有與底座垂直的Z軸支撐塊，在Z軸支撐塊上部安裝有伺服電機，伺服電機通過同步帶與同步帶輪相連接，同步帶輪與主動摩擦輪同軸連接，主動摩擦輪和從動摩擦輪夾持著摩擦桿，摩擦桿與Z軸剛性連接，Z軸通過汽缸桿與支架相連接，支架固定在Z軸支撐塊上，Z軸支撐塊內部安裝有四個氣浮塊，四個氣浮塊夾持著Z軸，在Z軸的側面上粘貼有超精密光柵尺，

在橫梁的右端安裝有伺服電機，伺服電機通過同步帶與同步帶輪相連接，同步帶輪通過同步帶與同步帶輪相連接，同步帶與Z軸支撐塊相連接，

在底座內部安裝有轉臺座，轉臺座與傳動軸軸承座通過緊配合相連接，傳動軸軸承座內部安裝有隔套和第I軸承、第II軸承，第I軸承、第II軸承與傳動軸配合連接，傳動軸下端部安裝有同步帶輪，同步帶輪通過同步帶與伺服電機相連接，伺服電機固定在連接座上，連接座與轉臺座相連接，連接座左端安裝有角度編碼器，角度編碼器下端部安裝有同步帶輪，同步帶輪通過同步帶與同步帶輪相連接，同步帶輪與傳動軸連接，