卧式自动化圆度圆柱度测量仪制造技术

本发明专利技术涉及一种卧式自动化圆度圆柱度测量仪，包括计算机、数据采集卡、运动控制卡、电涡流传感器、前置放大器和三自由度卧式工作台，计算机按照编入程序输出控制信号给运动控制卡，运动控制卡驱动三自由度卧式工作台中的主轴旋转电机，X轴水平移动电机，Z轴垂直移动电机实现卧式工作台主轴的回转运动，使被测工件旋转；工作台X轴和Z轴的移动，分别实现电涡流传感器沿被测工件的轴向移动和径向移动，电涡流传感器将被测工件的实际表面与电涡流传感器的距离转换成电压信号，并经过前置放大器的检波、放大输出到数据采集卡，从而传输到计算机中进行分析、处理。采用虚拟仪器，操作方便，维护简单，升级迅捷，只需升级软件则整个测量仪就会有一个质的飞跃。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种工件的圆度圆柱度测量装置，尤其是一种运用于虚拟仪器技 术得到较为精确圆度和圆柱度测量值的圆度圆柱度测量装置。
技术介绍
近年来，精密测量技术发展迅速，但圆柱和圆柱度等几何量的精密测量，尤其是现 场测量仍然是难点。从测量原理上，圆度和圆柱度测量可分为接触测量和非接触测量两种 1.接触测量研究接触式测量是测量仪器或测头与被测工件直接接触，它是传统测量中常见的测量方 式。常见仪器有外径千分尺、内径量杆表、传统圆度仪以及传统圆柱度仪等。2.非接触测量研究非接触测量与接触测量刚好相反，它打破传统的测量方式，使测头与被测量工件分离， 很好的保护了测头和工件表面。常见仪器有三坐标测量机、精确测量圆度仪以及精确测量 圆柱度仪等。从仪器类型分为1.圆度和圆柱度测量专用仪器专用仪器包括圆度仪和圆柱度仪。圆度仪具备精密的回转轴系，用于测量较高精度和 高精度零件的圆度误差。圆度仪按照旋转方式又可分为传感器旋转式和工作台旋转式两 种。其中，用传感器旋转式圆度仪测量时，被测量零件放置在工作台上固定不动，仪器的主 轴带着传感器和测头一起回转。设仪器主轴绕一条理想轴线回转，当仪器测头与实际被测 轮廓接触时，随着实际被测轮廓半径的变化，测头就做相应的径向运动，反映出实际被测轮 廓半径的变化量。这种仪器由于测量时被测零件固定不动，可用来测量较大零件的圆度误 差。而用工作台旋转式圆度仪测量时，传感器和测头保持固定不动，被测量零件放置在仪器 的回转工作台上，随着工作台一起回转。设工作台绕一条理想轴线回转，当仪器测头与被测 量轮廓接触时，实际被测轮廓的半径变化量可以通过测头反映出来。这种仪器常制成结构 紧凑的台式仪器，只适用于测量小型零件的圆度误差。与圆度仪相似，圆柱度仪有传感器旋转式和工作台旋转式两种。不同的是，圆柱度 仪除了具备精密的回转轴系以外，还具备平行于仪器回转轴系的精密直线导轨，用于测量 较高精度和高精度零件的圆柱度误差。用传感器旋转式圆柱度仪测量时，被测零件放置在 工作台上，主轴带着传感器和测头一起回转，而工作台可以间断的或连续的作平行于主轴 回转轴线的直线位移。用工作台旋转式圆柱度仪测量时，被测量零件放置在工作台上，且随 工作台一起回转，传感器和测头则间断的或连续的作平行于仪器工作台回转轴线的直线位 移。2.三坐标测量机三坐标测量机(CMM)是一种多功能精密计量测试设备。它作为质量保证及科研的重要测试手段来替代传统的测试方法也越来越被更多的科研院所和实验室所采用。利用三坐标 测量机进行零件形位公差检测，既直观又方便，测量结果精度高。但三坐标测量机由于尺寸 大、安装技术要求高，只适用于实验室测量圆度和圆柱度而难以直接运用于现场测量。
技术实现思路
本专利技术是要提供一种卧式自动化圆度圆柱度测量仪，该测量仪采用虚拟仪器，操 作方便，维护简单，升级迅捷，只需升级软件则整个测量仪就会有一个质的飞跃。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是一种卧式自动化圆度圆柱度测量仪，包括 计算机、数据采集卡、运动控制卡、电涡流传感器、前置放大器和三自由度卧式工作台，其特 点是计算机按照编入程序输出控制信号给运动控制卡，运动控制卡驱动三自由度卧式工 作台中的主轴旋转电机，X轴水平移动电机，Z轴垂直移动电机实现卧式工作台主轴的回 转运动，使被测工件旋转；工作台X轴和Z轴的移动，分别实现电涡流传感器沿被测工件的 轴向移动和径向移动，电涡流传感器将被测工件的实际表面与电涡流传感器的距离转换成 电压信号，并经过前置放大器的检波、放大输出到数据采集卡，从而传输到计算机中进行分 析、处理。三自由度卧式工作台包括X轴水平移动电机，工作台，辅助支撑，X轴导轨，Z轴垂 直移动电机，Z轴导轨，传感器夹持装置，电涡流传感器，三抓卡盘，主轴旋转电机，其中，工 作台上设有χ轴导轨，χ轴导轨上面右端装有三抓卡盘和主轴旋转电机，右端通过辅助支撑 装有X轴水平移动电机，与X轴导轨垂直方向上设有Z轴导轨，Z轴导轨后端装有Z轴垂直 移动电机，Z轴导轨上面装有传感器夹持装置，传感器夹持装置内固定连接电涡流传感器的 测头。本专利技术的有益效果是； a.技术上的优势应用虚拟仪器技术实现工作台运动以及数据采集工功能。虚拟仪器系统的基本 构架包括模块化的测量硬件和功能强大的软件两部分。虚拟仪器的硬件主体为计算 机和为计算机配置的电子测量仪器硬件模块。虚拟仪器与传统仪器相比较，在数据 处理能力、设备利用率、可操作性等方面都具有明显的技术优势，其具体优势如下①强大的处理功能，它利用计算机系统的强大功能，结合相应的硬件，大大突破传统仪器在数据处理、显示、传送、处理等方面的限制，使用户可以方便地对其进行维护、扩展、升级等；0具有良好的可扩展性，设备使用率高，系统成本低下；系统开发；③系统开放，可与网络及其它周边设备互联。b.使用上的优势本圆度、圆柱度测量的虚拟仪器操作方便，维护简单，升级迅捷，只需升级软件则整个 测量仪就会有一个质的飞跃。c.价格方面的优势充分利用虚拟仪器软件的优势，降低对传感器等硬件的技术要求，从而可以降低成本。 本圆度、圆柱度测量的虚拟仪器成本比较市场上的圆度、圆柱度仪要相对低廉。比如广精精密仪器有限公司研发的RD60II型圆度仪单价超过十万人民币，而思瑞测量技术有限公司 提供的FUNCTION系列型三坐标测量机单价达四十多万人民币。附图说明图1是本专利技术的系统图2是本专利技术的三自由度卧式工作台结构主视图； 图3是图1的俯视图。具体实施例方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步的说明。如图1所示，本专利技术的卧式自动化圆度圆柱度测量仪，包括计算机、数据采集卡、 运动控制卡、电涡流传感器、前置放大器和三自由度卧式工作台。计算机按照编入程序输出控制信号给运动控制卡，运动控制卡驱动三自由度卧式 工作台中的主轴旋转电机，X轴水平移动电机，Z轴垂直移动电机实现卧式工作台主轴的回 转运动，使被测工件旋转；工作台X轴和Z轴的移动，分别实现电涡流传感器沿被测工件的 轴向移动和径向移动，电涡流传感器将被测工件的实际表面与电涡流传感器的距离转换成 电压信号，并经过前置放大器的检波、放大输出到数据采集卡，从而传输到计算机中进行分 析、处理。如图2，3所示，三自由度卧式工作台包括X轴水平移动电机1，工作台2，辅助支撑 3，X轴导轨4，Z轴垂直移动电机6，Z轴导轨7，传感器夹持装置8，电涡流传感器9，三抓 卡盘10，主轴旋转电机11。工作台2上设有X轴导轨4，X轴导轨4上面右端装有三抓卡盘10和主轴旋转电 机11，右端通过辅助支撑3装有X轴水平移动电机1，与X轴导轨4垂直方向上设有Z轴导 轨7，Z轴导轨7后端装有Z轴垂直移动电机6，Z轴导轨7上面装有传感器夹持装置8，传 感器夹持装置8内固定连接电涡流传感器9的测头。本专利技术由三大部分组成 (1)机械本体部分机械本体部分主要包括工作台2。为完成工件圆度和圆柱度测量，工作台2是完成三 个基本运动，即被测圆柱体工件5夹持在工作台2主轴上实现回转运动，传感器9沿工作 台2Z轴方向移动，即沿被测圆柱工件5的径向运动；传感器9沿工作台2X轴方向移动，即 传感器9沿被测圆柱体工件5的轴向运动。(2)运动控制系统的设计在计算机中编写控制程序，驱动运动控制卡来实现三自由度卧本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种卧式自动化圆度圆柱度测量仪，包括计算机、数据采集卡、运动控制卡、电涡流传感器、前置放大器和三自由度卧式工作台，其特征在于：所述计算机按照编入程序输出控制信号给运动控制卡，运动控制卡驱动三自由度卧式工作台中的主轴旋转电机，Ｘ轴水平移动电机，Ｚ轴垂直移动电机实现卧式工作台主轴的回转运动，使被测工件旋转；工作台Ｘ轴和Ｚ轴的移动，分别实现电涡流传感器沿被测工件的轴向移动和径向移动，电涡流传感器将被测工件的实际表面与电涡流传感器的距离转换成电压信号，并经过前置放大器的检波、放大输出到数据采集卡，从而传输到计算机中进行分析、处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：荆学东，祁广利，吉涛，何凯，杨亮，
申请(专利权)人：上海应用技术学院，
类型：发明
国别省市：31