一种正弦规30制造技术

本发明专利技术提供了一种正弦规30

【技术实现步骤摘要】
一种正弦规30
°
角值精密测量校准方法


[0001]本专利技术是属于几何量角度测量
，并具体涉及一种正弦规30
°
角值精密校准的测量方法。

技术介绍

[0002]正弦规是应用三角函数法测量角度的一种精密量具，一般用于测量带有锥度或角度的零件，测角精度可达
±
10
″
～
±
30
″
，因此被广泛用于机械加工过程零件各工序精密角度测量。
[0003]依据现行有效的国家计量检定规程JJG 37
‑
2005《正弦规》中规定，需对正弦规30
°
角值开展测量校准，校准过程采用“简易表架直接测量法”。将正弦规直接放置于0级大理石平板，组合标准器0级角度块、三等量块以及被测正弦规为校准状态，如图1所示；再用测微仪在0级角度块测量面A、B两位置点进行打表读数，通过三角函数计算出正弦规30
°
角值。
[0004]正弦规30
°
角值测量校准依据测量原理公式(1)：
[0005][0006]式中：Δα——正弦规角值偏差，(
″
)；
[0007]a、b——分别为测微仪在A、B两点的读数，μm；
[0008]l——测微仪在A、B两点间距离(应不小于66mm)，mm；
[0009]Δi——标准角度值偏差，(
″
)。
[0010]从上述公式可以看出，正弦规30
°/>角值Δα测量校准涉及三个变量：
①
测微仪在角度块测量面A、B两点读数值之差[b
‑
a]，可通过测微仪测得；
②
标准角度值偏差Δi，由上级计量部门检定给出；
③
测微仪在A、B两点间距离l。由于测量人员之间的操作差异，移动简易表架可能使l值测量不准确。例如，当[b
‑
a]＝5μm，Δi＝0.3
″
，假设测微仪在A、B两点间距离测量值分别为l＝66mm和l＝70mm。将各参数代入公式(1)可得角值偏差Δα分别为16.2
″
和15.0
″
，测量不确定度U＝5
″
，k＝2(包含概率约为95％)。可见在极端情况下，测微仪在A、B两点间距离l相差4mm会导致正弦规角值偏差相差1.2
″
，而1级正弦规要求误差优于
±
15
″
，此1.2
″
差值可能会导致合格正弦规被误判为不合格。
[0011]由此可知，当前常用的“简易表架直接测量法”校准正弦规的手段虽然简单经济，具有极强的操作性和便利性，但却存在不可避免的问题：
①
测量过程中由于表架采用手工移动导致存在偏差，从而无法得出A、B两点间距离的准确值，对校准精度会产生影响；
②
角度块竖直放置于正弦规测量面，无固定装置以致稳定性不足，影响测量操作；
③
标准器组合过程较为繁琐耗时，尤其对于新人员测量效率较低。当机械加工企业进行大批量的正弦规测量校准时，“简易表架直接测量法”将极大地影响正弦规测量校准效率。

技术实现思路

[0012]为解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提出一种基于“测量坐标值”原则的正弦规30
°
角值高效精密测量方法，将角度块测量面A、B两点间距离l的测量精度从5mm提高到
0.1mm，消除合格误判风险并大幅提升测量校准效率。
[0013]本专利技术的基于“测量坐标值”原则源于三坐标测量机测量原理，以此设计正弦规(三)坐标测量装置，由机械传动机构、步进电机、光栅位移传感器和控制器四部分组成。测量时，将被测正弦规和组合标准器放入预设测量位置，设定角度块测量面A、B两点后，三坐标测量装置的控制器控制步进电机驱动机械传动机构使测微仪移动到指定位置，光栅位移传感器自动测量A、B两点三维坐标数据[x
1i
，y
1i
，z
1i
]和[x
2i
，y
2i
，z
2i
]，其中[b
‑
a]＝[z
2i
‑
z
1i
]，依据公式(1)进行数据处理可得出正弦规角值偏差，通过该设计能够一次测量将得到所有待测参数。
[0014]具体的，本专利技术提供的一种正弦规30
°
角值精密测量校准方法，所述方法依据下式(1)的测量原理公式：
[0015][0016]式中：Δα——正弦规30
°
角值偏差，单位
″
；
[0017]a、b——分别为测微仪在标准角度块上的A、B两点的读数，单位μm；
[0018]l——测微仪在A、B两点间距离，单位mm；
[0019]Δi——标准角度值偏差，单位
″
；
[0020]其中，所述方法采用三坐标测量装置与大理石平板上的定位设置配合，来实现式(1)中参数1、以及b
‑
a的准确测量。
[0021]其中，本专利技术的“测量坐标值”原则三坐标测量装置来实现；所述三坐标测量装置由机械传动机构、步进电机、光栅位移传感器和控制器四部分组成；其中，所述控制器控制所述步进电机驱动所述机械传动机构；所述机械传动机构连接测微仪用于在将所述测微仪移动到指定位置；所述光栅位移传感器用于测量角度块上的A、B两点三维坐标数据[x
1i
，y
1i
，z
1i
]和[x
2i
，y
2i
，z
2i
]。
[0022]其中，式(1)中，b
‑
a＝z
2i
‑
z
1i
。
[0023]进一步的，式(1)中1由下式(2)获得：
[0024][0025]其中，l为一次或多次测得的l
i
的平均值。
[0026]进一步的，大理石平板上的定位设置为：在大理石平板上设计纵横两坐标金属标尺和量块定位凹形槽，以两坐标金属标尺交点为正弦规定位原点，可将正弦规待测组合体快速定位至三坐标测量装置待测位置并与控制器中测量原点坐标相匹配。
[0027]更进一步的，本专利技术提供的一种正弦规30
°
角值精密测量校准方法，其具体包括如下步骤：
[0028](1)选择高精度测微仪，测量过程在恒温实验室进行，温度20.0℃，相对湿度为25％。以0级标准30
°
角度块和量块(如，50mm三等量块)为测量标准器，在0级大理石平板上组合待测正弦规、量块和0级标准30
°
角度块组成正弦规待测组合体；
[0029](2)在0级大理石平板上设计有纵横两坐标金属标尺和量块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正弦规30
°
角值精密测量校准方法，所述方法依据下式(1)的测量原理公式：式中：Δα——正弦规30
°
角值偏差，
″
；a、b——分别为测微仪在标准角度块上的A、B两点的读数，μm；l——测微仪在A、B两点间距离，mm；Δi——标准角度值偏差，
″
；其特征在于，所述方法采用三坐标测量装置与大理石平板上的定位设置配合，来实现式(1)中l的准确测量。2.根据权利要求1所述的正弦规30
°
角值精密测量校准方法，其特征在于，所述三坐标测量装置由机械传动机构、步进电机、光栅位移传感器和控制器四部分组成；其中，所述控制器控制所述步进电机驱动所述机械传动机构；所述机械传动机构连接测微仪用于在将所述测微仪移动到指定位置；所述光栅位移传感器用于测量角度块上的A、B两点三维坐标数据[x
1i
，y
1i
，z
1i
]和[x
2i
，y
2i
，z
2i
]。3.根据权利要求2所述的正弦规30
°
角值精密测量校准方法，其特征在于，式(1)中，b
‑
a＝z
2i
‑
z
1i
。4.根据权利要求2或3所述的正弦规30
°
角值精密测量校准方法，其特征在于，式(1)中l由下式(2)获得：其中，l为一次或多次测得的l
i
的平均值。5.根据权利要求1
‑
4任一所述的正弦规30
°
角值精密测量校准方法，其特征在于，大理石平板上的定...

【专利技术属性】
技术研发人员：全达，王志华，郭宇，王晴晴，李楠，齐坤，吴丽丽，
申请(专利权)人：北京航天新立科技有限公司，
类型：发明
国别省市：