基于多电容传感大型主轴圆度的精密测量-计量学报.PDFVIP

第３３卷　第６期 计　　　 量　　　学　　　报 　 Ｖｏｌ．３３，№６ ２０１２年　１１月 ＡＣＴＡ　ＭＥＴＲＯＬＯＧＩＣＡ　ＳＩＮＩＣＡ 　 Ｎｏｖｅｍｂｅｒ，２０１２ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１１５８．２０１２．０６．０３ 基于多电容传感大型主轴圆度的精密测量 １ １ ２ 康岩辉 ，　张　恒 ，　李颖仲 （１中国计量科学研究院，北京 １０００１３；　２北京东方精益机械设备有限公司，北京 １０００７４） 摘要：为解决大型轴类零件圆度形状的高精度在线测量问题，研究了一种基于多电容传感、非接触式圆度形状 测量系统，可现场测量直径达８００ｍｍ的精密主轴。介绍了大直径精密回转工作台的主轴圆度形状测量方法，分析 了多测头三点法的误差分离技术，详细阐述了精密电容传感器的测量原理和系统的结构及数据评价方法。与高精 度的圆度形状测量仪比较的实验结果表明，该测量系统的示值误差优于０１ ｍ，重复性优于００５ ｍ，能够满足现 μ μ 场测量要求。 关键词：计量学；圆度测量；电容传感器；大型主轴；误差分离技术 中图分类号：ＴＢ９２　　　　文献标识码：Ａ　　　　文章编号：１０００１１５８（２０１２）０６０４９００４ ＨｉｇｈＰｒｅｃｉｓｉｏｎＲｏｕｎｄｎｅｓｓＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｆｏｒＬａｒｇｅＣｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ＳｈａｆｔＢａｓｅｄｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＣａｐａｃｉｔａｎｃｅＳｅｎｓｏｒｓ １ １ ２ ＫＡＮＧＹａｎｈｕｉ，　ＺＨＡＮＧＨｅｎｇ，　ＬＩＹｉｎｇｚｈｏｎｇ （１ＮａｔｉｏｎａｌＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｔｒｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１３，Ｃｈｉｎａ； ２ＢｅｉｊｉｎｇＤｏｎｇｆａｎｇＪｉｎｇｙｉＭａｃｈｉｎｅｒｙ＆ＥｑｕｉｐｍｅｎｔＣｏ．Ｌｔｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００７４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｒｏｕｎｄｎｅｓｓｏｎｌｉｎｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｆｏｒｌａｒｇｅｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｓｈａｆｔ，ａｎｏｎ ｃｏｎｔａｃｔｒｏｕｎｄｎｅｓｓｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｓｅｎｓｏｒｓｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ｗｈｉｃｈｃａｎｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ Ф８００ｍｍＴｈｅｒｏｕｎｄｎｅｓｓｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｔｈｅｓｈａｆｔｏｆｌａｒｇｅｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｒｏｔａｒｙｔａｂｌｅｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｔｈｅｅｒｒｏｒｓｅｐａｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｂｙｔｈｒｅｅｐｏｉｎｔｍｅｔｈｏｄＴｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｓｅｎｓｏｒａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｄａｔａｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈａｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｒｏｕｎｄｎｅｓｓｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｉｎｄｉｃａｔｉｏｎｅｒｒｏｒｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎ０１ ｍａｎｄｒｅｐｅａｔａｂｉｌｉｔｙｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ００５ μ μｍ，ｗｈｉｃｈｃａｎｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｆｉｅ