圆度仪

一种利用回转轴法测量工件圆度误差的测量工具

圆度仪（Roundness measuring instrument）是一种利用回转轴法测量工件圆度误差的测量工具。圆度仪分为传感器回转式和工作台回转式两种型式。测量时，被测件与精密轴系同心安装，精密轴系带着电感式长度传感器或工作台作精确的圆周运动。圆度仪由仪器的传感器、放大器、滤波器、输出装置组成。若仪器配有计算机，则计算机也包括在此系统内。

基本简介

圆度仪是一种测量零件回转表面(轴、孔或球面)不圆度的精密仪器。通常有两种类型：小型台式，把工件装在回转的工作台上，测量头装在固定的立柱上；大型落地式，把工件装在固定的工作台上，测量头安装在回转的主轴上。测量时，测量头与工件表面接触，仪器的回转部分(工作台或主轴)旋转一周。因回转部分的支承轴承精度极高，故回转时测量头对被测表面将产生一高精度的圆轨迹。被测表面的不圆度使测量头发生偏移，转变为电(或气)信号，再经放大，可自动记录在圆形记录纸上，直接读出各部分的不圆度，供评定精度与工艺分析之用。广泛用于精密轴承、机床及仪器制造工业中。

工作原理

圆度仪采用半径测量法，工作旋转式。该圆度仪旋转轴系采用高精度气浮主轴作为测量基准；该圆度仪电器部分由高级计算机及精密圆光栅传感器、精密电感位移传感器组成，圆光栅传感器、精密电感位移传感器计量角度、径向位移量，保证测量工件的角位移、径向值的精确度；圆度仪测量软件采用基于中文版WinXP操作系统平台的圆度测量软件，完成数据采集、处理及测量数据管理等工作。

基本类型

圆度仪基本上有两种形式。(1)工作台转动式：工件转动而检测器固定；(2)测量轴转动式：工件固定而检测器转动。圆度仪的关键之一是旋转主轴有非常高的制造精度和装配精度。

使用注意事项

1. 每天开机后，用酒精（无水乙醇,99.97%）清洁大理石工作台及立柱大理石部分。注意：不要用酒精擦拭驱动箱外壳，因为，外壳部分表面是喷涂油漆的，容易起化学反应，用酒精擦拭后容易影响外观的美观。

2. 注意大理石工作台的T型槽、立柱的丝杆及立柱导轨（立柱后面金属部分）的防锈，定期涂防锈油特别是放长假时一定要注意。具体方法：可以喷WD40在以上地方，过五分钟之后，用无尘纸将多余的WD40擦干净。

3. 在不使用时，应将探针Stylus拆下放置在专用的探针盒里。

4. 需要定期检查供电电源的电压，请用户设备维护专业人员配合，具体方法：检查电压值是否在110~~240V之间，电压的波动是否在允许范围之内，L-火线、N-零线、E-接电线的相序及电压是否正确。

5. 外部供电有无UPS不间断电源保护装置（必须安装），为了防止当电源送电和突然断电引起的峰值电压对控制箱内电路板、电脑及电子元件的损坏。

6. 仪器的环境温度及湿度是否在允许范围之内。操作环境温度的范围：15-30摄氏度，温度梯度变化允许范围：小于2摄氏度（一般环境要求，如加工现场）；操作环境温度的范围：18-22摄氏度，温度梯度变化允许范围：小于2摄氏度（标准计量室）；湿度要求：45%-75%之间。

特点

根据不圆度测定的要求，圆度仪必须具备三个特点：(1)具有高精度的主轴，以实现零件定心，并同时确定理论圆的中心。(2)具有高灵敏度的传感器。当它以主轴中心为圆心作回转运动时，可以把微小的零件不圆度误差测量出来。(3)具有连续指示或记录的装置。以便将零件的实际轮廓记录下来，进行分析和评定。

测量方法

圆度测量有回转轴法、三点法、两点法、投影法和坐标法等方法。

1、回转轴法。

利用精密轴系中的轴回转一周所形成的圆轨迹（理想圆）与被测圆比较，两圆半径上的差值由电学式长度传感器转换为电信号，经电路处理和电子计算机计算后由显示仪表指示出圆度误差，或由记录器记录出被测圆轮廓图形。回转轴法有传感器回转和工作台回转两种形式。前者适用于高精度圆度测量，后者常用于测量小型工件。按回转轴法设计的圆度测量工具称为圆度仪。

2、三点法

常将被测工件置于V形块中进行测量。测量时，使被测工件在V形块中回转一周，从测微仪读出最大示值和最小示值，两示值差之半即为被测工件外圆的圆度误差。此法适用于测量具有奇数棱边形状误差的外圆或内圆，常用2角为90°、120°或72°、108°的两块V形块分别测量。

3.两点法

常用千分尺、比较仪等测量，以被测圆某一截面上各直径间最大差值之半作为此截面的圆度误差。此法适于测量具有偶数棱边形状误差的外圆或内圆。

4.投影法

常在投影仪上测量，将被测圆的轮廓影像与绘制在投影屏上的两极限同心圆比较，从而得到被测件的圆度误差。此法适用于测量具有刃口形边缘的小型工件。

5.坐标法

一般在带有电子计算机的三坐标测量机上测量。按预先选择的直角坐标系统测量出被测圆上若干点的坐标值、，通过电子计算机按所选择的圆度误差评定方法计算出被测圆的圆度误差。

影响因素

影响圆度仪测量精度的主要因素有：

1、主轴回转精度。圆度仪测量实际上是一个比较测量的过程，即测量头相对于工件旋转画出的圆周与被测轮廓比较，因此主轴的回转精度直接影响测量结果的不确定度。

2、工件安装误差。包括被测工件相对于圆度仪中心偏差和被测工件的中心线相对于仪器主轴倾斜两种情况。

3、测头形状和半径的选择。正确地选择触头的形状和半径，对测量圆度误差是事关重要的。形状和半径的选择主要根据工件表面的特性，同时兼顾工件硬度等因素，为避免表面粗糙度等微观几何形状的影响，不宜采用针形测头，而采用球形或斧形测头。较小工件可用圆柱形测头。硬度较低的工件，用较大半径的测头，以防止工件表面的塑性变形。

4、测量力的影响。测量力的选择是：被测表面既不会产生塑性变形，同时测头与被测表面保持接触稳定。

技术要求

1、外观

仪器工作表面不应有锈蚀和碰伤，涂镀表面应平整均匀，不应有斑点、脱皮等现象，外部零件结合处应整齐。

有刻线和刻字的零件，文字和线纹应清晰、均匀。不得有漏油现象。

2、相互作用和相互位置

仪器可动部分在规定范围内均应平稳地运动。

各种按钮、操作件和限位装置的动作应灵活、作用那个可靠、功能正常。

仪器测量方向应通过主轴回转中心。

记录范围与对心表的知识范围应保持一致。

3、放大器的转换误差

定标误差应不大于1%。