基于多因素耦合的圆度测量误差计算与仿真.pdf

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1、第12期机械设计与制造2014年12月MachineryDesign&Manufacture基于多因素耦合的圆度测量误差计算与仿真张小强，马增帅，曾悦(1冲国工程物理研究院机械制造工艺研究所，四川绵阳621900：2．清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室，北京100084)摘要：圆度是指轴、孔类零件轮廓接近理论圆的程度。不同于一般所见即所得的测量方式，圆度通常在专用的测量仪器圆度仪上完成相对轮廓数据的采集、后处理和计算等步骤得到。针对圆度测量过程中工件放置偏心和测头安装偏心两个突出问题造成的圆度测量误差，详细分析

2、了其误差产生机理和相互耦合关系，并通过Matlab计算仿真，从定性和定量两方面给出了两类偏差的调整参考值。计算结果表明，零件放置偏心并不会直接影响圆度计算结果，但会加剧直径误差和测头安装偏心对圆度计算的影响；测头安装偏心会导致被测极半径矢量失真，间接影响圆度计算结果。根据一般测量精度不大于0．01~m的要求，得出被测工件放置偏心应小于0．2mm、测头安装偏心应小于0．4mm。关键词：圆度；偏心；MATLAB；计算仿真中图分类号：TH16；TG834文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)12—0001—04Err

3、orCalculationandEmulationinRoundnessMeasurementBasedonMulti-FactorCouplingzHANGXiao—qiang，MAZeng—shuai，ZENGYue(1．InstituteofMachineryManufacturingTechnology，ChinaAcademyofEngineeringandPhysics，SichuanMianyang621900，China；2．StateKeylaboratoryofPrecisionMeasurementTec

4、hnologyandInstruments，DepartmentofPrecisionInstruments，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：Roundnessrefetoclosenessofoutlineofshorholepartscomparedwiththeoreticalcircle．Unlikeusualmeasurement，relativeroundnessprofiledatacollectionisusuallydoneindedicated

5、roundnessmeasuringequipment，afterpost-processingandcalculationsteps．Theremaybetwocommonfactorsca~Lseroundnessmeasurementerror，placingtheworkpieceeccentricallyandmountingtheprobeeccentrically．Therewillbedetailedanalysisaboutthesetwofactorsandthe&mutualcouplingmechani

6、smErrorswillbesimulatedandcalculatedbyMATLAB，andbothqualitativelyandquantitativelyadjustedreference1)a~ue$areemTheresultsshowthattheeccentricofpartsdoesnotdirectlyqgecttheroundness，butitwillexacerbatetheimpactofactualerroranderorcausedbyprobernoumingeccentrically；pr

7、obemountedeccentricallyleadtodistortionofthemeasuredpolarradiusvector，andindirecteffectscalculationresults．AccordingtOthegeneralaccuracyrequirementsofnotmorethan0．01p~m，workpieceplacedeccentricshallbelessthan0．2mm，heprobeshouldbelessthan0．4mmeccentricinstallatioKeyW

8、ords：Roundness；EccentricError；MATLAB；CalculateSimulation差。其中，误差分离与计算直接影响了测量结果的准确度，因此必1引言须对测量过程引入的误差及其耦合关系有清晰的认识。文献191中圆度是指轴、孔类零件轮廓接近理论圆的程度