用于车削中心的刀具自动测量系统

　　1.圆度误差的评定原则

　　在进行形状误差评定时，必须遵循国家标准GB1598—80《形状和位置公差——检测规定》中提出的“最小条件原则”，即评定时被测要素相对其理想要素的最大变动量应为最小。采用基于“最小条件原则”的最小区域法评定圆度误差的方法如下：

　　如图1所示，在被测圆周表面的不同方向上选取采样点，将各点测量结果标注在以基准轴为圆心的基准坐标系中，并用折线连接各点形成测量轮廓，然后用同圆心的一外接圆和一内接圆包容测量轮廓，并使两包容圆的半径差值f为最小，则该差值f即为被测圆度误差。在具体处理时，还应使两同心包容圆至少与测量轮廓的内外四点交替接触。

　　图1

　　2.应用AutoCAD软件评定圆度误差

　　(1)圆度误差测量系统工作原理

　　圆度误差测量系统的工作原理如图2所示。本测量系统可实现测量数据的实时采集，并可借助AutoCAD软件的ADS功能进行圆度误差的最小二乘法计算、绘图及打印输出等。

　　图2

　　(2)圆度误差评定方法

　　首先根据各采样点的测量数据，利用AutoCAD软件在计算机屏幕上绘制一适当大小的基准圆(其圆心为最小二乘圆心,半径为R)，并用折线连接各采样点形成测量轮廓。然后按照与透明模板法类似的原理，通过AutoCAD的MOVE命令移动一组与基准圆同圆心的同心圆图块(BLOCK)去包容测量轮廓。通过观察比较图形的变化，从中选定相对较符合最小区域法定义的两个同心圆作为包容圆。通过适当调整两包容圆的半径直至符合最小区域法定义为止，如图3所示(图中虚线圆为基准圆，其余两圆为包容圆)。据此即可对圆度误差进行计算评定。为提高评定精度，可适度提高AutoCAD的屏幕捕捉栅格(SNAP)的分辨率，将各圆心的间距定为0.01μm，并配合使用ZOOM放大命令等。

　　图3

　　3.评定结果对比

　　为了验证本评定方法的可行性，以文献［1］中评定圆度误差所用测量数据(见表1)为例，将按不同评定方法得出的评定结果与运用本方

表1　20mm轴的圆度测量数据^［1］

　　法得出的评定结果进行了对比(见表2)。

表2　不同评定方法的评定结果对比

　　由对比结果可知，运用本方法评定圆度误差具有可行性。此外，本方法还可应用于其它形状误差和位置误差的评定。应用AutoCAD软件评定圆度误差的方法具有一定新颖性和实用性，但也存在不足之处，如包容圆圆心运动方向的选择有一定盲目性等。因此，在使用本方法时如能与其它行之有效的圆度评定算法有机结合，则可使本方法的实用性进一步提高。