開題論證記錄學(xué) 部: 理工學(xué)部 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 年級(jí)專業(yè)及班級(jí)指導(dǎo)教師姓名 指導(dǎo)教師職稱 副教授畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目曲軸軸頸圓度自動(dòng)檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)論證小組質(zhì)疑及指導(dǎo)意見1、圓度檢測(cè)儀的檢測(cè)方法2、影響圓度自動(dòng)檢測(cè)儀測(cè)量精度的因素3、圓度檢測(cè)儀的工作原理學(xué)生回答簡(jiǎn)要記錄1、最小二乘圓法,最小外接圓法,最小區(qū)域法,最大內(nèi)切圓法,全局尋優(yōu)算法。2、主軸回轉(zhuǎn)誤差;工件軸線與主軸軸線偏心引起的誤差;工件軸線對(duì)主軸軸線傾斜引起的誤差;測(cè)量頭形狀與測(cè)頭半徑變化引起的誤差;測(cè)量力的影響;測(cè)量頭偏立引起的誤差。3、 圓 度 儀 基 本 上 有 兩 種 形 式 。 一 種 是 轉(zhuǎn) 軸 式 ( 或 稱 傳 感 器 旋 轉(zhuǎn) 式 ) 圓 度 儀 , 主 軸 垂 直 地 安 裝 在頭 架 上 , 主 軸 的 下 端 安 裝 一 個(gè) 可 以 徑 向 調(diào) 節(jié) 的 傳 感 器 , 用 同 步 電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 主 軸 旋 轉(zhuǎn) , 這 樣 就 使 安 裝在 主 軸 下 端 的 傳 感 器 測(cè) 頭 形 成 一 接 近 于 理 想 圓 的 軌 跡 。 另 一 種 是 轉(zhuǎn) 臺(tái) 式 ( 或 稱 工 作 臺(tái) 旋 轉(zhuǎn) 式 ) 圓度 儀 , 測(cè) 量 時(shí) , 被 測(cè) 件 安 置 在 工 作 臺(tái) 上 , 隨 工 作 臺(tái) 一 起 轉(zhuǎn) 動(dòng) 。 傳 感 器 在 支 架 上 固 定 不 動(dòng) 。 傳 感 器感 受 的 被 測(cè) 件 輪 廓 的 變 化 經(jīng) 放 大 器 放 大 , 并 作 相 應(yīng) 的 信 號(hào) 處 理 。 然 后 送 到 記 錄 器 記 錄 或 計(jì) 算 機(jī) 顯示 結(jié) 果 。論證小組成員簽名 記錄人簽名: 論證時(shí)間: 1曲軸軸頸圓度自動(dòng)檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)摘 要:本次設(shè)計(jì)主要運(yùn)用在線檢測(cè)原理使用傳感器同時(shí)測(cè)量曲軸主軸頸的圓度誤差。曲軸圓度誤差是形位誤差中必不可少的一個(gè)測(cè)量方面,它直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)性能。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)形位誤差測(cè)試的要求不斷提高,一些原有的測(cè)試手段已不能滿足產(chǎn)品的需要?;谶@種情況下,本次設(shè)計(jì)采用頂尖定位,三爪卡盤夾緊,用傳感器測(cè)量數(shù)據(jù),經(jīng)信號(hào)放大、濾波、A/D 轉(zhuǎn)換、微機(jī)處理,最后得到精確圓度誤差。關(guān)鍵詞:曲軸;誤差;測(cè)量;數(shù)據(jù);傳感器The Desing of Automatic Detector for Roundness of Crankshaft SpindleAbstract:This design mainly utilization online examination principle uses sensors simultaneously to survey the crank main journal's roundness errors. The mian journal's roundness error is in the shape position error of the essential survey aspect, its immediate influence engine's each performance. With the science and technology developed, produces the scene the request which tests to the shape position error to continuously improve , some original test method has not been able to satisfy the need of product. Based on this kind of situation, this design uses the apex localization, three jaw chucks clamp, with the sensor metrical data, singnal amplifcation, the filtering, A/D after the signal to transform, microcomputer processing, finally obtains the precise roundness error.Key words: Crank axle; Error; Survey; Data; Sensor2目 錄 摘要……………………………………………………………………………1關(guān)鍵詞…………………………………………………………………………11 前言………………………………………………………………………………22 在線檢測(cè)的定義及意義………………………………………………………………33 形位誤差檢測(cè) …………………………………………………………………………4 3.1 形 位 公 差 以 及 圓 度 的 定 義…………………………………………………………43.2 形位誤差檢測(cè)的特點(diǎn)……………………………………………………43.3 形位誤差檢測(cè)的基本原則 ………………………………………………………44 圓度誤差的評(píng)定………………………………………………………………………54.1 圓度誤差的評(píng)定方法及比較……………………………………………………54.2 最小二乘法評(píng)定圓度……………………………………………………64.3 原始數(shù)據(jù)的處理……………………………………………………………75 方案評(píng)定………………………………………………………………………………95.1 測(cè)量原理……………………………………………………………………9 5.2方案論證……………………………………………………………………106 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)………………………………………………………11 6.1 傳感器的分類及選擇…………………………………………………………12 6.2 濾波器的選擇…………………………………………………………126.3 位置檢測(cè)元件的設(shè)計(jì)……………………………………………………………136.4 A/D 轉(zhuǎn)換器的選擇………………………………………………………………146.5 驅(qū)動(dòng)部分………………………………………………………………………157 機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………157.1 聯(lián)軸器的選用……………………………………………………………………157.2 軸承的選擇………………………………………………………………167.3 絲桿的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………167.4 定位夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………………………………………18 37.5 測(cè)桿的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………197.6 整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………198 程序處理的設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………209 測(cè)量精度分析………………………………………………………………………2210 結(jié)束語(yǔ)………………………………………………………………………22參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………………22致謝 ………………………………………………………………………………………23附錄 ……………………………………………………………………………………241 前言曲 軸 是 汽 車 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 關(guān) 鍵 零 部 件 . 其 精 度 直 接 影 響 到 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 各 項(xiàng) 性 能 指 標(biāo) 。目 前 國(guó) 產(chǎn) 曲 軸 磨 床 加 工 的 曲 軸 連 桿 軸 頸 所 能 達(dá) 到 的 圓 度 約 為 0. 01ram, 而 汽 車 發(fā)動(dòng) 機(jī) 曲 軸 連 桿 軸 頸 圓 度 要 求 約 為 0. O05mm。 如 果 單 純 提 高 曲 軸 磨 床 的 精 度 . 將 使機(jī) 床 成 本 成 倍 增 加 。 若 在 現(xiàn) 有 國(guó) 產(chǎn) 曲 軸 磨 床 上 加 入 圓 度 誤 差 臨 床 測(cè) 量 和 補(bǔ) 償 控 制 裝置 , 既 可 以 使 國(guó) 產(chǎn) 曲 軸 磨 床 加 工 的 圓 度 誤 差 滿 足 生 產(chǎn) 需 要 , 又 可 以 為 國(guó) 家 節(jié) 省 大 量的 外 匯 . 經(jīng) 濟(jì) 效 益 顯 著 [1]。曲 軸 的 材 料 是 由 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 或 球 墨 鑄 鐵 制 成 的 , 有 兩 個(gè) 重 要 部 位 : 主 軸 頸 ,連 桿 頸 , ( 還 有 其 他 ) 。 主 軸 頸 被 安 裝 在 缸 體 上 , 連 桿 頸 與 連 桿 大 頭 孔 連 接 , 連 桿小 頭 孔 與 汽 缸 活 塞 連 接 , 是 一 個(gè) 典 型 的 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 。 曲 軸 的 潤(rùn) 滑 主 要 是 指 與 搖 臂間 軸 瓦 的 潤(rùn) 滑 和 兩 頭 固 定 點(diǎn) 的 潤(rùn) 滑 . 這 個(gè) 一 般 都 是 壓 力 潤(rùn) 滑 的 , 曲 軸 中 間 會(huì) 有 油 道和 各 個(gè) 軸 瓦 相 通 , 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 運(yùn) 轉(zhuǎn) 以 后 靠 機(jī) 油 泵 提 供 壓 力 供 油 進(jìn) 行 潤(rùn) 滑 、 降 溫 。 發(fā) 動(dòng) 機(jī)工 作 過(guò) 程 就 是 , 活 塞 經(jīng) 過(guò) 混 合 壓 縮 氣 的 燃 爆 , 推 動(dòng) 活 塞 做 直 線 運(yùn) 動(dòng) , 并 通 過(guò) 連 桿 將力 傳 給 曲 軸 , 由 曲 軸 將 直 線 運(yùn) 動(dòng) 轉(zhuǎn) 變 為 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 。 曲 軸 的 旋 轉(zhuǎn) 是 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 動(dòng) 力 源 。也 是 整 個(gè) 系 統(tǒng) 的 源 動(dòng) 力 [2]。舊式圓度測(cè)量?jī)x的數(shù)據(jù)處理方法是:記錄儀將軸類零件的實(shí)際外圓輪廓線記錄在紙上。然后用刻有多個(gè)同心圓的有機(jī)玻璃塊覆蓋在記錄紙上相對(duì)滑動(dòng),找出包羅圖形的最小同心圓環(huán)帶,來(lái)評(píng)定工件的最大圓度,這樣測(cè)量得到的結(jié)果,因人而異,誤差很大。接著出現(xiàn)的測(cè)量?jī)x以解決前者弊端為目的,該儀器測(cè)量的原理是:將工件安放在一個(gè)旋轉(zhuǎn)的工作臺(tái)上,一位移傳感器的測(cè)端與被測(cè)輪廓接觸,在轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,4傳感器測(cè)端的徑向變化莫測(cè)與被測(cè)輪廓相當(dāng),次信號(hào)通過(guò)放大、檢波、濾波后驅(qū)動(dòng)記錄器表頭,用電敏方式將輪廓的徑向變化記錄在與轉(zhuǎn)臺(tái)同步轉(zhuǎn)動(dòng)的記錄紙上,然后由測(cè)量人員借助一同心圓透明樣板,按 GB1183----80 規(guī)定,人員評(píng)定被測(cè)工件的圓度和偏心值。該儀器的電器元件,性能和質(zhì)量均不理想,另外人工評(píng)定方式也會(huì)造成很大的人為誤差。總之,這種方法存在兩方面的不足:一是測(cè)量誤差大、精度低、人工畫圖時(shí)要產(chǎn)生誤差;二是勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低。由于測(cè)量數(shù)據(jù)必須記錄在表格中,再進(jìn)行人工繪圖,造成工作量大,耗費(fèi)時(shí)間 [3]。計(jì)算機(jī)控制的圓度測(cè)量?jī)x是用計(jì)算機(jī)軟件取代了傳動(dòng)儀器中的部分電器元件,用計(jì)算機(jī)代替人工進(jìn)行評(píng)定。使儀器的測(cè)量精度得到提高。用計(jì)算機(jī)來(lái)控制圓度測(cè)量,使測(cè)量技術(shù)有了很大的發(fā)展,大量的圓度測(cè)量裝置涌現(xiàn),但在傳統(tǒng)上,圓度測(cè)量裝置是一個(gè)其運(yùn)動(dòng)精度超過(guò)實(shí)施圓度測(cè)量精度的旋轉(zhuǎn)機(jī)械為基礎(chǔ),假定運(yùn)動(dòng)誤差特別小,測(cè)量工件表面的位移傳感器讀數(shù)直接用來(lái)處理工件的圓度誤差 [4]。本檢測(cè)系統(tǒng)是采用三爪卡盤夾緊,利用頂尖定位,用傳感器測(cè)量數(shù)據(jù),經(jīng)信號(hào)放大、濾波、A/D 轉(zhuǎn)換、微機(jī)處理,最后得到精確圓度誤差。經(jīng)過(guò)大量的搜集資料和整理,本檢測(cè)方案達(dá)到要求的精度。該設(shè)計(jì)的圓度測(cè)量?jī)x是一種精度高、功能多、性能穩(wěn)定、測(cè)量數(shù)度快、操作簡(jiǎn)單和使用方便的圓度誤差測(cè)量系統(tǒng)。2 在線檢測(cè)的定義及意義在線檢測(cè)系統(tǒng),從狹義上來(lái)說(shuō),是指在機(jī)械加工生產(chǎn)線上,加入某環(huán)節(jié),以便對(duì)加工中的某些參數(shù)或工況進(jìn)行檢測(cè)。在線檢測(cè)包括檢測(cè)與控制,也就是說(shuō)在生產(chǎn)線上應(yīng)用各種傳感器,對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品的某些參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),將分析處理測(cè)量結(jié)果所獲得的信息,與預(yù)先設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行比較,然后根據(jù)誤差信號(hào)作出工藝決策(如報(bào)警、停車、反饋調(diào)節(jié)等) 。以保證產(chǎn)品的質(zhì)量或使生產(chǎn)處于最佳狀態(tài)下進(jìn)行。在機(jī)械工業(yè)中,已逐步廣泛應(yīng)用在線檢測(cè)這個(gè)詞來(lái)表達(dá)機(jī)械加工過(guò)程中對(duì)幾何量、機(jī)械量的檢測(cè)。對(duì)于復(fù)雜零件還有形狀和位置公差的要求,這是保證高質(zhì)量的機(jī)械制造產(chǎn)品所必需的。在機(jī)械生產(chǎn)加工線上對(duì)零件的形位誤差進(jìn)行檢測(cè),必須設(shè)立檢測(cè)工位。所以說(shuō),自動(dòng)檢測(cè)裝置——自動(dòng)線上的形位檢測(cè)工位,是自動(dòng)生產(chǎn)線上不可缺少的組成部分。在機(jī)械制造行業(yè)中,應(yīng)用在線檢測(cè)技術(shù),會(huì)使社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益增加,主要體現(xiàn)在:1)保證產(chǎn)品的質(zhì)量。產(chǎn)品質(zhì)量是生產(chǎn)者與用戶共同關(guān)心的首要問(wèn)題。根據(jù) 19935年統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明:我國(guó)目前每年生產(chǎn)中廢次品率高達(dá) 5%-10%,如果廢次品率下降 1%,即可為國(guó)家減少幾十億的損失。而在線檢測(cè)可在生產(chǎn)線上監(jiān)測(cè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量指標(biāo),把廢品消滅在萌芽狀態(tài)。在理想狀態(tài)下,可以保證合格品率達(dá)到 100%。2)節(jié)約和降低成本,減少?gòu)U品,減少材料消耗,減少次品返修率,都可以節(jié)省材料、能源,降低了成本。3)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。由于采用在線檢測(cè),可減少停機(jī)和設(shè)備的調(diào)整時(shí)間,減少檢測(cè)人員數(shù)量,從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。在生產(chǎn)環(huán)境惡劣的地方,在產(chǎn)品數(shù)量大的地方,應(yīng)用在線檢測(cè)可以大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。3 形位誤差檢測(cè)3.1 形位公差以及圓度的定義形狀公差是指單一實(shí)際要素的形狀所允許的變動(dòng)全量。形狀公差用形狀公差帶表達(dá)。形狀公差琮是限制實(shí)際要素變動(dòng)的區(qū)域,零件實(shí)際要素在該區(qū)域?yàn)楹细?。形狀公差帶包括公差帶形狀、方向、位置、和大小等四個(gè)因素。其公差值用公差帶的寬度或直徑來(lái)表示,而公差帶的形狀、方向、位置、和大小則要隨要素的幾何特征及功能要求而定。圓度的定義圓度公差帶是垂直于軸線的任意正截面上半徑為公差值 t 的兩同心圓之間的區(qū)域(如圖 1)圖 1 圓度Figure 1 Roundness63.2 形位誤差檢測(cè)的特點(diǎn)第一個(gè)特點(diǎn)是加工后測(cè)量。形位誤差涉及到某方面的全部尺寸,所以只能在加工完了后進(jìn)行測(cè)量。例如,在機(jī)床上加工圓柱體,其圓度誤差與每個(gè)截面上的直徑尺寸有關(guān),所以,其圓度誤差只有在加工完了后才能被測(cè)量出來(lái)。第二個(gè)特點(diǎn)是多尺寸測(cè)量。由于五花八門誤差涉及某方面的全部尺寸,為了獲得全部或較多的尺寸信息,可用少傳感器的掃描測(cè)量或多傳感器的測(cè)量,傳感器數(shù)量越多,獲得的信息越多,測(cè)量準(zhǔn)確越高,否則相反。第三個(gè)特點(diǎn)是數(shù)據(jù)處理。由于形位識(shí)差涉及到某方面的全部尺寸,當(dāng)獲得信息后,還要經(jīng)過(guò)運(yùn)算后才能求出形位誤差,也就是說(shuō),形位誤差不能直接測(cè)量出來(lái)。3.3 形位誤差檢測(cè)的基本原則檢測(cè)誤差的具體方法,隨檢測(cè)對(duì)象的特點(diǎn)、精度要求以及設(shè)備條件不同,可以采用多種方法。只要能夠保證一定的測(cè)量精度,又符合經(jīng)濟(jì)原則,就是一個(gè)合理的方案。按國(guó)標(biāo),將常用儀表顯示的各種檢測(cè)方法概括為以下幾種檢測(cè)原則。檢測(cè)原則一:與理想要素比較原則。該原則是將被實(shí)際要素與理想要素直接進(jìn)行比較,得到一系列數(shù)據(jù),再根據(jù)這些數(shù)據(jù)評(píng)定形位誤差。檢測(cè)原則二:測(cè)量坐標(biāo)原則。該原則是指被測(cè)要素的測(cè)得數(shù)據(jù)為相對(duì)于某種坐標(biāo)而言的坐標(biāo)值,再根據(jù)這些數(shù)據(jù)處理后獲得形位誤差的一種原則。檢測(cè)原則三:測(cè)量特征參數(shù)原則。特征參數(shù)是指表征被測(cè)要素形位誤差的某種具有代表性的參數(shù)。用特征參數(shù)來(lái)表征形位誤差,可使測(cè)量設(shè)備簡(jiǎn)單,測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)化,從而提高測(cè)量效率,有較好的經(jīng)濟(jì)效果。檢測(cè)原則四:測(cè)量跳動(dòng)原則。該原則是在被測(cè)要素繞基準(zhǔn)軸線回轉(zhuǎn)過(guò)程中,相對(duì)于某參考點(diǎn)或線的變化情況來(lái)表示跳動(dòng)值的一種原則。檢測(cè)原則五:控制實(shí)效邊界原則。圖樣上按最大實(shí)體狀態(tài)給出形位公差時(shí),通常用綜合量規(guī)來(lái)檢驗(yàn)被測(cè)要素。檢測(cè)7原則五即用綜合量規(guī)檢測(cè)的原則。4 圓度誤差的評(píng)定4.1 圓度誤差的評(píng)定方法及比較測(cè)量曲軸輪廓是評(píng)定圓度誤差的依據(jù),對(duì)于同以測(cè)量輪廓來(lái)說(shuō),選取不同的圓度評(píng)定中心,將會(huì)得到不同的半徑差值,即不同的圓度誤差值,圓度誤差的評(píng)定方法有最小外接圓法(MCC) 、最大內(nèi)切圓法(MLC) 、最小包容區(qū)域法(MZC)以及最小二乘圓法(LSC)最小區(qū)域中心是包容同一測(cè)量輪廓且半徑差為最小的兩個(gè)同心圓的圓心,其半徑差即為圓度誤差,這就是最小條件原則評(píng)定的方法以。下面介紹兩種常用的評(píng)定方法,從中選出適合于評(píng)定曲軸圓度的評(píng)定方法。1) 單 純 形 法單 純 形 法 試 圖 從 其 它 方 法 得 到 的 結(jié) 果 作 初 始 值 來(lái) 搜 索 最 小 圓 度 值 。 但 除 非 在 很多 方 向 上 進(jìn) 行 交 替 搜 索 后 得 到 證 實(shí) , 否 則 就 很 難 說(shuō) , 這 樣 得 來(lái) 的 值 是 不 是 真 實(shí) 的 最小 值 。2) 最 小 二 乘 法最 小 二 乘 法 已 是 眾 所 周 知 并 應(yīng) 用 于 很 多 領(lǐng) 域 。 在 此 情 況 下 , 在 忽 略 二 次 項(xiàng) 使 方程 線 性 化 時(shí) , 可 獲 得 簡(jiǎn) 單 最 小 二 乘 圖 。 這 在 很 多 場(chǎng) 合 是 適 用 的 。3) 直 覺 法當(dāng) 數(shù) 據(jù) 為 均 布 時(shí) , 直 覺 法 是 簡(jiǎn) 便 的 。 和 最 小 二 乘 法 相 比 , 這 種 方 法 亦 同 樣 有 效 。4) 圓 的 一 般 二 次 方 程 式 法在 圓 的 一 般 二 次 方 程 的 解 法 中 , 擴(kuò) 展 了 一 個(gè) 新 的 標(biāo) 準(zhǔn) 。 它 考 慮 到 由 橢 圓 的 特 性而 來(lái) 的 偏 差 平 方 和 并 使 之 最 小 。 與 最 小 二 乘 法 不 同 , 這 里 并 未 忽 略 二 次 項(xiàng) 但 擴(kuò)展 了 一 個(gè) 新 的 標(biāo) 準(zhǔn) 。 這 樣 方 法 亦 與 最 小 二 乘 法 一 樣 有 效 。5) 最 佳 橢 圓 逼 近 法在 最 佳 橢 圓 逼 近 法 中 確 定 了 最 佳 逼 近 橢 圓 中 心 并 以 這 個(gè) 中 心 確 定 圓 度 。 這 一 方法 的 優(yōu) 點(diǎn) 在 于 給 出 了 誤 差 最 大 的 方 向 (橢 圓 的 長(zhǎng) 軸 方 向 )。綜 上 所 述 , 應(yīng) 該 注 意 使 用 所 提 及 的 任 一 種 方 法 皆 不 會(huì) 失 去 太 多 的 精 度 。 可 是 ,為 要 確 定 最 小 半 徑 差 的 中 心 , 就 需 要 在 各 不 同 方 向 用 單 純 形 法 搜 索 。4.2 最小二乘法評(píng)定圓度8最小二乘圓是一個(gè)穿過(guò)實(shí)際被測(cè)輪廓的圓,它是一個(gè)理想化的圓,它所處的位置使實(shí)際被測(cè)輪廓上各測(cè)點(diǎn)至它的距離的平方之和為最小。其圓心稱為最小二乘圓圓心。以中心為基準(zhǔn),畫出包容圓圖形的兩個(gè)同心圓,以半徑差作為圓度誤差,從誤差理論上來(lái)看,以最小二乘圓作為評(píng)定基準(zhǔn)是最合理的,其特點(diǎn)是圓度誤差的數(shù)值和中心位置均是唯一的,評(píng)定結(jié)果不易受到個(gè)別大誤差的影響,能反映出整個(gè)實(shí)際輪廓的情況。并作為圓度細(xì)化項(xiàng)目的基礎(chǔ)測(cè)量中心 O 為測(cè)量實(shí)際被測(cè)輪廓時(shí)所采用的坐標(biāo)系的,令最小二乘圓圓心的直角坐標(biāo)為 G(a,b),按直角坐標(biāo)系獲得實(shí)際被測(cè)輪廓上各測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)為 Pi(xi,yi),按極坐標(biāo)系獲得實(shí)際被測(cè)輪廓上各測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)為 ,則最小二乘圓圓心的坐標(biāo)值()iipr?a 和 b 按下式計(jì)算 : 1112cosinniiiini iiiaxrby????式中 n——測(cè)點(diǎn)數(shù)目最小二乘圓的半徑 R 按下式計(jì)算:1niiRr?(1)取最大二乘圓圓心至實(shí)際被測(cè)輪廓的最大距離 與最小距離 之差作為圓度誤maxinR差值 ,即 。LSfmaxinLSfR??因?yàn)橛米钚《朔ㄔu(píng)定圓度誤差時(shí),評(píng)定時(shí)的數(shù)值和中心位置均是唯一的,評(píng)定結(jié)果不易受到個(gè)別誤差的影響,能反映出整個(gè)實(shí)際輪廓的情況。所以曲軸主軸圓度的誤差評(píng)定方法選用最小二乘法來(lái)評(píng)定。9圖 2 最小二乘圓Figure2 Least square circle4.3 原始數(shù)據(jù)的處理因一個(gè)回轉(zhuǎn)體零件,其橫截面輪廓是否為一正圓,需要與理想圓進(jìn)行比較后,才能得正確結(jié)論。又根據(jù)上述論證選取最小二乘法來(lái)評(píng)定。如果一條圓周線把在一圓形工件所采集的 n 個(gè)點(diǎn)進(jìn)行采樣的數(shù)據(jù)擬合起來(lái),使得這些點(diǎn)到圓周曲線上的距離的平方和為最小,這個(gè)圓就是最小二乘圓,如圖所示。已知 O 點(diǎn)是傳感器掃描機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)中心;a、b 分別是理想圓的圓心橫坐標(biāo)及縱坐標(biāo);e 是圓心至回轉(zhuǎn)中心的距離。以 O為坐標(biāo)原點(diǎn),等間隔地圓周 n 等分,測(cè)得極坐標(biāo)為( ) ,其中 i=1,2,3…,n,由,ir?圖(3)可知, ,其中 為測(cè)量點(diǎn)至理想圓的偏差。iiirLp??i圖 3 坐標(biāo)圖Figurre 3 Coordinates map最小二乘法的原理可寫為1021()minniiirL???(2) 為使輪廓圓與理想圓之間的面積最小,應(yīng)滿足:22200minin()pdrLd????????(3)由上圖可知: 22cos()sin()LeaRea???????a 是線段 e 與水平方向的夾角,由于 emin)min=P1Elsemin=P y△=max-minPrint f(“%”,△)}圖 10 程序框圖Figure 10 Process diagram9 測(cè)量精度分析該測(cè)量系統(tǒng)的精度主要取決于以下幾個(gè)方面:1)工件中心孔的圓度誤差24因?yàn)楣ぜS三爪卡盤進(jìn)行旋轉(zhuǎn),在裝夾工件時(shí),由于中心孔的圓度誤差會(huì)引起裝夾誤差,最后導(dǎo)致測(cè)量誤差。采用研磨中心孔的辦法可以使該誤差降到最低,一般可以使誤差小于 0.65um。2)側(cè)頭安裝位置引起的測(cè)量誤差由于側(cè)頭安裝時(shí)可能產(chǎn)生偏移,其測(cè)量誤差約為 0.04um。3)圓度測(cè)量?jī)x的實(shí)際測(cè)量精度取決于裝置在制造過(guò)程中的材料的選用,加工精度,組裝情況和使用過(guò)程中的調(diào)整好壞,在制造過(guò)程中,關(guān)鍵在于傳動(dòng)絲桿和測(cè)桿的加工和組裝。10 結(jié)束語(yǔ)畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)本科教育最后一個(gè)重要的實(shí)踐環(huán)節(jié),這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)本人知識(shí)能力水平的一次全面檢驗(yàn),是對(duì)本專業(yè)知識(shí)的一次拓展,也是本人從在學(xué)校學(xué)習(xí)向社會(huì)工作的一種很好的過(guò)渡。因?yàn)檫@個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目既是以本專業(yè)為基礎(chǔ),優(yōu)勢(shì)在實(shí)際工作中提出的,而且涉及的知識(shí)面很廣,如在數(shù)據(jù)采集,數(shù)據(jù)處理等方面的理論就是在以前的學(xué)習(xí)中接觸不多的,整個(gè)設(shè)計(jì)既有機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)又有硬件,軟件的設(shè)計(jì),這也就相應(yīng)地使我們?cè)谡麄€(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了諸多困難,但在老師的幫助下,許多問(wèn)題都經(jīng)過(guò)努力很好的解決了。參考文獻(xiàn)[1] 沈德和.臧漢榮.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸連桿軸頸圓度臨床測(cè)量的研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與研究, 1993(4):15-30[2] 王華定.兩點(diǎn)法測(cè)量船舶柴油機(jī)曲軸軸頸圓度誤差的研究[J].漁業(yè)現(xiàn)代化,1997(5):10-34[3] 曾新勇.最小包容區(qū)域法處理圓度誤差的研究與實(shí)現(xiàn)[J].北京:計(jì)量技術(shù),2008(10):60-87[4] 侯學(xué)鋒.黃富貴.田樹耀.圓度最小二乘評(píng)定結(jié)果的不確定度估計(jì)[J].北京:工具技術(shù),2008(9):46-60[5] 田樹耀.圓度誤差的最小二乘法、最小包容區(qū)域法和最優(yōu)函數(shù)法評(píng)定精度之比較[J].北京:計(jì)量技術(shù),2008(7):53-73[6] 白福忠.包曉艷.李義軍.圓度誤差的圖像測(cè)量法[J].石家莊:機(jī)床與液壓,2008(6):88-102[7] 徐磊.馬勇.婁志峰.郝炎輝. 基于VC的圓度誤差數(shù)據(jù)采集與處理[J].北京:計(jì)量與測(cè)試技術(shù), 2008(2):132-15825[8] 丁曙光.李浩.桂貴生.三點(diǎn)法圓度誤差分離技術(shù)在軸類零件測(cè)量中的應(yīng)用研究[J].沈陽(yáng):機(jī)床與液壓, 2008(2):112-167[9] 彭曉南.劉飛.雷賢卿.基于最大內(nèi)接圓法的圓度誤差測(cè)量實(shí)現(xiàn)方法[J].北京:工具技術(shù), 2008(1):73-102[10] 田應(yīng)仲.李明.李偉.姚志良.方明倫.曲軸連桿頸圓度誤差跟蹤測(cè)量策略[J].儀器儀表學(xué)報(bào), 2007-11-20(6)[11] 倪厚強(qiáng).朱興龍.高龍琴.周驥平.圓度測(cè)量裝置的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化, 2007(5):163-179[12] 林志熙.周景亮. 基于 MATLAB 的圓度誤差數(shù)據(jù)處理[J].機(jī)電技術(shù),2006(4):33-64[13] 張乾.高曉佳.零件圓度誤差在線測(cè)量系統(tǒng)研究與開發(fā)[J].大連:大連鐵道學(xué)院學(xué)報(bào), 2006-2-12(8)[14] 郝宏偉.劉順?lè)?范淑果.最小區(qū)域法評(píng)定圓度誤差的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法[J].河北:河北科技大學(xué)學(xué)報(bào),2006-2-7(3)[15] 張玉.計(jì)算機(jī)輔助精密測(cè)試[M].山東:東北大學(xué)出版社,1993(8):12-48[16] 濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].高等教育出版社,2007(5):57-102[17] 熊詩(shī)波,黃長(zhǎng)藝.機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2006(5):174-208[18]李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2001(3):21-64[19]朱欣華,姚天忠.智能儀器原理與設(shè)計(jì)[M].北京:中國(guó)計(jì)量出版社,2002(7):274-346[20]雷霖.微機(jī)自動(dòng)檢測(cè)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京:北京工業(yè)出版社,2002(2):3-57[21] Fusao K,Toshio I,Kunio K,et al.Multiturn absolute encoder using spatial filter.JSME International Jouranal,1990,33(1):94~99.[22] Yuji M,Nobuhiko T,Tomoharu N,et al.Highperformance absolute rotary encoder using multitrack and M-code.Optical Engineering,2003,42 (1):124 ~ 130.致 謝這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我的指導(dǎo)老師周光永副教授親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。從畢業(yè)設(shè)計(jì)選題到設(shè)計(jì)完成,周老師給予了我耐心指導(dǎo)與細(xì)心關(guān)懷,有了周老師耐心指導(dǎo)與細(xì)心關(guān)懷我才不會(huì)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中迷失方向,失去前進(jìn)動(dòng)力。周老師有嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和精益求精的工作作風(fēng),這些都是我所需要學(xué)習(xí)的,感謝26周老師給予了我這樣一個(gè)學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),謝謝! 感謝學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、老師們,感謝你們給予我的幫助與關(guān)懷;感謝湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)四年來(lái)為我提供良好的學(xué)習(xí)環(huán)境,謝謝!附錄附錄 1:裝配圖附錄 2:系統(tǒng)方框圖附錄 3:測(cè)桿裝置裝配圖附錄 4:軸零件圖全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)誠(chéng)信聲明本人鄭重聲明:所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下,進(jìn)行研究工作所取得的成果,成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外,本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體在文中均作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。同時(shí),本論文的著作權(quán)由本人與湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院、指導(dǎo)教師共同擁有。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。畢業(yè)設(shè)計(jì)作者簽名:年 月 日目 錄 摘要……………………………………………………………………………1關(guān)鍵詞…………………………………………………………………………11 前言………………………………………………………………………………22 在線檢測(cè)的定義及意義………………………………………………………………33 形位誤差檢測(cè) …………………………………………………………………………4 3.1 形 位 公 差 以 及 圓 度 的 定 義…………………………………………………………43.2 形位誤差檢測(cè)的特點(diǎn)……………………………………………………43.3 形位誤差檢測(cè)的基本原則 ………………………………………………………44 圓度誤差的評(píng)定………………………………………………………………………54.1 圓度誤差的評(píng)定方法及比較……………………………………………………54.2 最小二乘法評(píng)定圓度……………………………………………………64.3 原始數(shù)據(jù)的處理……………………………………………………………75 方案評(píng)定………………………………………………………………………………95.1 測(cè)量原理……………………………………………………………………9 5.2方案論證……………………………………………………………………106 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)………………………………………………………11 6.1 傳感器的分類及選擇…………………………………………………………12 6.2 濾波器的選擇…………………………………………………………126.3 位置檢測(cè)元件的設(shè)計(jì)……………………………………………………………136.4 A/D 轉(zhuǎn)換器的選擇………………………………………………………………146.5 驅(qū)動(dòng)部分………………………………………………………………………157 機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………157.1 聯(lián)軸器的選用……………………………………………………………………157.2 軸承的選擇………………………………………………………………167.3 絲桿的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………167.4 定位夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………………………………………18 7.5 測(cè)桿的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………197.6 整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………198 程序處理的設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………209 測(cè)量精度分析………………………………………………………………………2210 結(jié)束語(yǔ)………………………………………………………………………22參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………………22致謝 ………………………………………………………………………………………23附錄 ……………………………………………………………………………………24中期檢查表學(xué) 部: 理工 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào)年級(jí)專業(yè)及班級(jí) 指導(dǎo)教師姓名 指導(dǎo)教師職稱 副教授畢業(yè)論文題目 曲軸軸頸圓度自動(dòng)檢測(cè)儀已完成的主要內(nèi)容 尚需解決的主要問(wèn)題畢業(yè)論文工作進(jìn)度1.已完成資料的收集和設(shè)計(jì)相關(guān)的調(diào)研;2.開題報(bào)告已提交;3.已完成整體機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì);4.已完成部分零件的設(shè)計(jì)計(jì)算。1.所有零件的設(shè)計(jì)計(jì)算、總裝圖的繪制;2.部裝圖的繪制、主要零件的繪制3.說(shuō)明書的編寫;4.答辯前修改、準(zhǔn)備。指導(dǎo)教師意見指導(dǎo)教師簽名: 年 月 日檢查(考核)小組意見檢查小組組長(zhǎng)簽名: 年 月 日畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))任務(wù)書學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)年級(jí)專業(yè)及班級(jí)指導(dǎo)教師及職稱學(xué) 部填 寫 說(shuō) 明一、畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))任務(wù)書是學(xué)院根據(jù)已經(jīng)確定的畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目下達(dá)給學(xué)生的一種教學(xué)文件,是學(xué)生在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立從事畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))工作的依據(jù)。此表由指導(dǎo)教師填寫。二、此任務(wù)書必須針對(duì)每一位學(xué)生,不能多人共用。三、選題要恰當(dāng),任務(wù)要明確,難度要適中,份量要合理,使每個(gè)學(xué)生在規(guī)定的時(shí)限內(nèi),經(jīng)過(guò)自己的努力,可以完成任務(wù)書規(guī)定的設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容。四、任務(wù)書一經(jīng)下達(dá),不得隨意更改。五、各欄填寫基本要求。(一)主要內(nèi)容和要求:1.工程設(shè)計(jì)類選題明確設(shè)計(jì)具體任務(wù),設(shè)計(jì)原始條件及主要技術(shù)指標(biāo);設(shè)計(jì)方案的形成(比較與論證) ;該生的側(cè)重點(diǎn);應(yīng)完成的工作量,如圖紙、譯文及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等要求。2.實(shí)驗(yàn)研究類選題明確選題的來(lái)源,具體任務(wù)與目標(biāo),國(guó)內(nèi)外相關(guān)的研究現(xiàn)狀及其評(píng)述;該生的研究重點(diǎn),研究的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方案;計(jì)算機(jī)應(yīng)用及工作量要求,如論文、文獻(xiàn)綜述報(bào)告、譯文等。3.文法經(jīng)管類論文明確選題的任務(wù)、方向、研究范圍和目標(biāo);對(duì)相關(guān)的研究歷史和研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)要介紹,明確該生的研究重點(diǎn);要求完成的工作量,如論文、文獻(xiàn)綜述報(bào)告、譯文等。(二)主要參考文獻(xiàn)與外文資料:在確定了畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目和明確了要求后,指導(dǎo)教師應(yīng)給學(xué)生提供一些相關(guān)資料和相關(guān)信息,或劃定參考資料的范圍,指導(dǎo)學(xué)生收集反映當(dāng)前研究進(jìn)展的近1-3年參考資料和文獻(xiàn)。外文資料是指導(dǎo)老師根據(jù)選題情況明確學(xué)生需要閱讀或翻譯成中文的外文文獻(xiàn)。(三)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的進(jìn)度安排:1.設(shè)計(jì)類、實(shí)驗(yàn)研究類課題實(shí)習(xí)、調(diào)研、收集資料、方案制定約占總時(shí)間的20%;主體工作,包括設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪制圖紙、實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析等約占總時(shí)間的50%;撰寫初稿、修改、定稿約占總時(shí)間的30%。2.文法經(jīng)管類論文實(shí)習(xí)、調(diào)研、資料收集、歸檔整理、形成提綱約占總時(shí)間的60%;撰寫論文初稿,修改、定稿約占總時(shí)間的40%。六、各欄填寫完整、字跡清楚。應(yīng)用黑色簽字筆填寫,也可使用打印稿,但簽名欄必須相應(yīng)責(zé)任人親筆簽名。畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目曲軸軸頸圓度自動(dòng)檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求(宋體五號(hào),行間距單倍行距)一、建立數(shù)學(xué)模型。二、進(jìn)行方案選擇,要求論證充分。三、整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),繪制0號(hào)結(jié)構(gòu)示意圖一張。四、編寫運(yùn)算程序。五、測(cè)繪零件圖1號(hào)圖一張。六、編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份,不少于15000字。注:此表如不夠填寫,可另加附頁(yè)。主要參考資料(具體格式以規(guī)范化要求規(guī)定為準(zhǔn))[1] 常健生.檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù).[M]機(jī)械工業(yè)出版社 2002年2月[2] 樊映川.數(shù)學(xué)分析.[M]人民教育出版社 1980年6月[3] 朱龍根.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]機(jī)械工業(yè)出版社2001年8月[4] 王光斗,王春福.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]上海科學(xué)技術(shù)出版社1988年3月[5] 方大千.電工手冊(cè) [M]電子出版社2003年10月[6] 溫松明.互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ) [M]長(zhǎng)沙:湖南大學(xué)出版社2000年10月[7] 譚浩強(qiáng). C 程序設(shè)計(jì) [M]北京:清華大學(xué)出版社1997年1月[8] 陸耀祖.內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造與原理 [M]中國(guó)建材工業(yè)出版社2004年3月[9]卡嚴(yán).機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]北京:機(jī)械工業(yè)出版社1997年1月 [10]王世彤.機(jī)械原理與零件 [M]北京:高等教育出版社2004年3月[11]符煒. 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)構(gòu)思方法 [M]湖南科學(xué)技術(shù)出版社2005年1月[12]孫恒 陳作模.機(jī)械原理[M]北京:高等教育出版社1996年5月工作進(jìn)度安排(宋體五號(hào),行間距固定值22磅)起止日期 主要工作內(nèi)容2月2日至3月15日收集資料3月16日至3月31日總體方案論證,選擇,整體結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)4月1日至4月5日中期檢查4月6日至4月15日整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),繪制裝配圖4月16日至4月30日繪制控制原理圖5月1日至5月10日繪制零件圖5月11日至5月22日編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書5月底開始審核,修正,答辯準(zhǔn)備要求完成日期:20 年 月 日 指導(dǎo)教師簽名: 接受任務(wù)日期:20 年 月 日; 學(xué)生本人簽名: 注:簽名欄必須由相應(yīng)責(zé)任人親筆簽名。開題論證審批表學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 年級(jí)專業(yè)及班級(jí) 指導(dǎo)教師及職稱 開題時(shí)間 年 月 日畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目 曲軸軸頸圓度自動(dòng)檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述1、選題研究意義在機(jī)械制造工業(yè)中,應(yīng)用檢測(cè)技術(shù),會(huì)使社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益增加,主要表現(xiàn)在:(1) 保證產(chǎn)品質(zhì)量。產(chǎn)品質(zhì)量是生產(chǎn)者與用戶共同關(guān)心的的首要問(wèn)題。據(jù)1993年統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明:我國(guó)目前每年生產(chǎn)中的廢次品率高達(dá)5%~10%,如廢次品率降低1%,即可為國(guó)家減少幾十億的損失。而在線檢測(cè)可在生產(chǎn)線上監(jiān)測(cè)生產(chǎn)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的各種質(zhì)量指標(biāo),把廢次品消滅在萌芽中。在理想狀態(tài)下,可以保證合格品率達(dá)到100%。(2)節(jié)約和降到成本,減少?gòu)U品,減少材料消耗,減少次品返修率,都可以節(jié)省材料、能源,降低了成本。(3)提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率,減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。由于采用在線檢測(cè),可以減少停機(jī)和設(shè)備調(diào)整時(shí)間,減少檢測(cè)人員數(shù)量,從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。在生產(chǎn)環(huán)境惡劣的地方,在產(chǎn)品數(shù)量大的地方,應(yīng)用在線檢測(cè)可以大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì):1、由于在加工過(guò)程中機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)不平衡、刀具與主軸之間的受力、材料應(yīng)變等諸多因素,回轉(zhuǎn)類零件不可避免地產(chǎn)生圓度誤差,直接影響回轉(zhuǎn)類零件的互換性和配合精度,加劇互配件的磨損、震動(dòng),降低了其使用性能和壽命。而提高零件圓度誤差的前提是及時(shí)有效地檢測(cè)加工零件的圓度誤差。圓度誤差檢測(cè)方法的發(fā)展經(jīng)歷了從接觸式測(cè)量到非接觸式測(cè)量,從離線測(cè)量到在線測(cè)量,從被動(dòng)測(cè)量到主動(dòng)測(cè)量。具體方法有:基于半徑變化量測(cè)量的圓度儀、分度頭法、與激光技術(shù)相結(jié)合的激光衍射法、激光三角法;基于坐標(biāo)測(cè)量的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)圓度檢測(cè)法;生產(chǎn)車間普遍使用的兩點(diǎn)、三點(diǎn)近似圓度誤差檢測(cè)法;基于圖像處理的測(cè)量方法;測(cè)量技術(shù)與虛擬技術(shù)結(jié)合的虛擬圓度測(cè)量?jī)x器;基于誤差分離技術(shù)的圓度測(cè)量法;在線測(cè)量法及主動(dòng)測(cè)量法等等。圓度儀是圓度檢測(cè)的權(quán)威手段,具有精密的回轉(zhuǎn)軸系,測(cè)量精度很高,大多屬接觸式測(cè)量。主要分為轉(zhuǎn)軸式和轉(zhuǎn)臺(tái)式,分別適于測(cè)量尺寸較大和較小的零件。被測(cè)零件置于測(cè)量臺(tái)上,調(diào)整被測(cè)輪廓軸線與圓度儀的回轉(zhuǎn)主軸同軸。測(cè)頭與被測(cè)輪廓接觸,并做相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成一理想圓,將實(shí)際輪廓與理想圓比較,得到實(shí)際輪廓的半徑變化量,再通過(guò)數(shù)據(jù)處理算出圓度誤差值。影響圓度儀測(cè)量精度的主要因素有被測(cè)零件在儀器上的安裝誤差、儀器主軸回轉(zhuǎn)誤差、測(cè)頭安裝誤差等,濾波器的傳輸頻率、測(cè)頭半徑和測(cè)量力等對(duì)測(cè)量精度也有一定影響。圓度儀的主軸回轉(zhuǎn)精度一般為0.02~0.2 ,對(duì)微米級(jí)的測(cè)量基本可忽略,m?但對(duì)亞微米級(jí)測(cè)量會(huì)有一定影響。Taloround 73UHRP型圓度儀和Mitutoyo圓度儀的主軸回轉(zhuǎn)精度高達(dá)0.01 ,屬目前世界最高水平。如在現(xiàn)有硬件水平上加上使用補(bǔ)償軟件,圓m?度儀的測(cè)量精度可提高到納米級(jí)。一方面通過(guò)提高主軸回轉(zhuǎn)精度、采用數(shù)字濾波技術(shù),加入誤差分離方法、提高自動(dòng)調(diào)心功能(調(diào)心精度達(dá)5 )等手段,向高精度高效率的方向發(fā)?展,并增添譜分析功能,使測(cè)量與加工相聯(lián)系,起到質(zhì)量控制作用。另一方面向多功能方向發(fā)展,除圓度外還可檢測(cè)圓柱度、同軸度、垂直度、直線度、平面度等。國(guó)內(nèi)有些單位利用圓度儀的高精度回轉(zhuǎn)軸系,改造了早期進(jìn)口的舊型圓度儀,提高了測(cè)量精度和效率。2、發(fā)展趨勢(shì):測(cè)控儀器儀表面對(duì)產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性和適應(yīng)性要求不斷提高;測(cè)控儀器儀表技術(shù)指標(biāo)和功能不斷提高;測(cè)控儀器儀表最先采用新的科學(xué)研究成果;測(cè)控儀器儀表高新技術(shù)大量采用;測(cè)控儀器儀表單元微小型化、智能化日趨明顯;要求測(cè)控儀器儀表單元可獨(dú)立使用、嵌入式使用和聯(lián)網(wǎng)使用;儀器測(cè)控范圍向立體化、全球化擴(kuò)展;測(cè)控功能向系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展;便攜式、手持式以至個(gè)性化儀器大量發(fā)展。三、主要參考文獻(xiàn):[1] 常健生. 檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù).[M] 機(jī)械工業(yè)出版社 2002年2月[2] 樊映川. 數(shù)學(xué)分析.[M] 人民教育出版社 1980年6月[3] 朱龍根. 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) [M] 機(jī)械工業(yè)出版社 2001年8月[4] 王光斗,王春福. 機(jī)械夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) [M] 上海科技大學(xué)出版社 1988年3月[5] 方大千. 電工手冊(cè) [M] 電子出版社 2003年10月[6] 溫松明. 互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ) [M] 湖南大學(xué)出版社 2000年10月[7] 譚浩強(qiáng). C 程序設(shè)計(jì) [M] 清華大學(xué)出版社 1997年1月[8] 陸耀祖. 內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)與原理 [M] 中國(guó)建材工業(yè)出版社 2004年3月[9] 卡嚴(yán). 機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè) [M] 機(jī)械工業(yè)出版社 1997年1月[10] 王世彤.機(jī)械原理與零件 [M] 高等教育出版社 2004年3月[11] 符煒. 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)構(gòu)思方法 [M] 湖南科學(xué)技術(shù)出版社 2005年1月[12] 孫恒 陳作模. 機(jī)械原理 [M] 高等教育出版社 1996年5月研究方案:一、研究目的:提高生產(chǎn)效率,提高產(chǎn)品質(zhì)量,減少成本。二、設(shè)計(jì)主要內(nèi)容:1、建立數(shù)學(xué)模型;2、進(jìn)行方案選擇,要求論證充分;3、整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),繪制0號(hào)結(jié)構(gòu)示意圖一張;4、編寫運(yùn)算程序;5、測(cè)繪零件圖1號(hào)圖紙一張;6、編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份,不少于15000字。三、研究方法:收集資料并歸納分析,總體方案論證,選擇,整體結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)。對(duì)各主要零件設(shè)計(jì)、計(jì)算。根據(jù)分析方案, 。確定整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),繪制裝備圖;控制原理圖;零件圖。四、畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)期成果:我相信在老師的領(lǐng)導(dǎo)和同學(xué)的幫住下,我相信能學(xué)到很多的知識(shí),也相信能順利完成本次設(shè)計(jì)。時(shí)間進(jìn)程安排:2012.02.02~2012.03.15 收集資料2012.03.16~2012.03.31 總體方案論證,選擇,整體結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)2012.04.1~2012.04.05 中期檢查2012.04.16~2012.04.30 繪制控制原理圖2012.05.1~2012.05.10 繪制零件圖2012.5.11~2012.5.22編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 5月底開始審核、修正、答辯準(zhǔn)備開題論證小組意見組長(zhǎng)簽名:年 月 日專業(yè)委員會(huì)意見專專業(yè)教研室主任簽名:年 月 日