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1、34工具技术形位误差测量的误差分析东北大学机械工程与自动化学院(沈阳110006)姜澄张镭丹东纺织专科学校(118003)范利敏摘要:分析了影响形位误差测量精度的各种误差因素,指出回转精度是测量仪器最重要的精度指标,轴向导轨直线度误差将影响被测工件圆柱度误差和素线直线度误差的测量精度,轴向导轨对回转轴线的平行度误差主要影响圆柱度误差评定结果,工件安装误差对测量结果的影响可以忽略。关键词:形位误差测量精度误差分析ErrorAnalysisofForm&PositionErrorMeasurementsJiangChengetalAb
2、stract:Theerrorfactorswhichhaveinfluenceonthemeasuringaccuracyofform&positionerrormeasure2mentsareanalyzed.Itispointedoutthattherotationaccuracyisthemostimportanttargetofgeometricalerrormeasur2inginstruments,thestraightnesserrorofanaxialguidewayhaveinfluenceonthemeasu
3、ringaccuracyofcylindricityandgeneratinglinestraightnesserrorsofworkpiecestobemeasured,theparallelismerrorofanaxialguidewayrelativetotherotatingaxisofinstrumentshaveinfluenceonevaluatingresultsofcylindricityerrorsofworkpiecestobemeasured,andtheinfluenceofsettingeccentr
4、icityandtilterrorsofworkpiecestobemeasuredcanbeignored.Keywords:form&positionerrormeasuringaccuracyerroranalysis分、微机硬件部分和测量软件部分组成。一、引言为保证数据处理精度,测量软件多采用双作为形位误差的主要测量手段,国内外现字节定点数运算或三字节浮点数运算方法,因有的圆度仪以及在圆度仪基础上开发的形位误此软件部分的精度一般不低于0.01%。微机差测量仪器(如形状误差测量仪、形状测量系统硬件部分精度主要取决于前向通道的
5、精度。通等)比传统的测量仪器和测量方法能得到更准过对传感器装置、放大滤波电路、采样保持电路确的形位误差测量结果。然而在这些仪器的使及A/D模数转换电路等各部分的技术特性分用中,由于存在调整不当或不恰当地扩大其使析,求出各部分电路的极限误差,并用高斯方法用范围的情况,从而可能产生较大的测量误差。合成,可知硬件装置的误差总值不超过0.2%。在对新型形位误差量仪的开发中,也存在不能因此,测量仪器的微机硬件和软件误差(不考虑按设计功能要求保证仪器相应部件制造精度和数据处理的原理误差)很小,可忽略不计。测量调整精度,或盲目追求高的制造精度,
6、从而过度仪器的测量精度主要取决于机械部分精度。增加制造成本等问题。本文通过对形位误差量1.量仪的回转精度仪的系统误差和工件安装误差的分析,研究了在回转过程中,回转轴线对轴线平均位置这些误差因素对形位误差测量精度的影响,从的相对位移即为回转误差运动。误差运动使回而为在保证测量精度的同时降低测量成本以及转轴在每一瞬时发生平行或垂直于轴线的移形位误差量仪的开发提供了理论依据。动,前者称为端面误差运动,后者称为径向回转二、形位误差量仪的系统误差分析误差运动。端面误差运动使被测工件一转内的采样点现有的形位误差测量系统主要由机械部不全在一个横
7、截面内,从而使各采样点间的相关性降低。但是,由于端面误差运动一般很小,收稿日期:1998年10月而实际工件被测表面是平滑的,测头在被测表1999年第33卷№235面采样时也不可能是纯粹的点接触,而是小面r0Δr′ij=Δrijsecθ=Δrij(4)22积接触,因此端面误差运动对测量精度的影响r0-Shj可以忽略。显然,ΔShj与r0相比极小,此项误差对测量精转台式量仪的回转精度主要由量仪主轴回度的影响可以忽略。转精度决定,而顶尖装夹式量仪的回转精度则由量仪的顶尖精度和被测工件顶尖孔的形状精度共同决定。径向回转误差δr将直接传递到
8、采样数据Δri(i=1,2,3⋯n)中,进而影响最小二乘圆心坐标的计算精度。最小二乘圆心坐标表达式[1]为2naj=ΣΔrijcosθij图1测头偏离径向方向产生的误差ni=12n3.轴向导轨与量仪回转轴线平行度误差bj=ΣΔrijsinθij(1
