轴类零件圆柱度误差自动检测系统的设计.doc

济南大学毕业设计-24-1前言1.1零件圆柱度误差测量的现状与发展趋势1.1.1国内研究现状及发展趋势我国是从1975年才开始提出形位公差标准的，此后进行了修改制，并接连制定了一些其它的相关连的标准。到了80年代的末期，我国已经逐渐形成成套的形状和位置公差标准和形位误差检测的基本标准。其中多数的标准是与国际的相应标准一致或相类似的。制定的这些指标，无疑对国内形位误差评定理论和检测技术的进一步发展起到了关键性的作用。国内诸多高等院校和科研机构他们都对形位误差的检测与评定的研究已具有相当不非的水平，尤其是在形状误差和位置误差的检测与评定的理论及方法的许多方面都已走在世界的前面，但是，就在理论成果转向实际应用技术的转化部分，特别在测量仪器的深入研究和进一步开发方面，就综合水准和总体实力来看，与发达国家还有相当的差距。近些年，我国已经在圆柱度误差的测量方面取得了相当大的进步，特别是“北京机电研究院”成功地研制出了第一台计算机控制的圆柱度仪。研究方法采用最小二乘圆法和最小区域圆法等指标评定圆柱度误差。螺旋线法测量圆柱度误差的圆柱度仪在中原量仪厂初步试制成功了。大连理工大学机械工程系试用研发的新型五坐标回转体测量仪能在一次装备下，测量诸如圆柱、圆锥、圆球以及它们组合型体等的回转零件的内外型面的形状和位置误差。该仪器已于90年前后通过了技术的鉴定并申报了国家专利，同年的9月交付给用户运转试用，试用后证明各项技术指标均达到标准，软件运行状况很好，受到用户的一致好评。东北大学机械工程学院自行研制了“xwY一1”型形位误差测量仪并开发出形位误差数据处理软件包，这台测量仪在90年前后通过国家技术监督局的技术成果鉴定和认定，初步达到了国际先进水平[1]。1.1.2国外研究现状及发展趋势国外对形位公差的标准化研究工作是从20世纪40-50年代开始的。50年代后期，国际标准化组织提出了有关于形位公差框架标注的指标的初步草案，此后，出台了一系列相一致的国际标准。推移到80年代末已经发展了从图样标注到检测方案诸多方面的形位误差、公差部分的国际标准。国际标准的制定推进了各国形位误差、公差的研究内容和标准内容在英国、美国、加拿大、瑞士、瑞典、日本以及前苏联等国先后修订了相一致的标准，使之与国际标准基本一致。德国、美国、日本、英国等国对形位误差的评定与检测领域的研发和实际应用方面均走在世界的前列。国外在形位误差的测量的开发方面，主要放在于高精、高效、多功能、符合误差定义的测量仪的开发上。诸如三坐标测量机等。美国某些大学的精密度测量的实验室专门用于坐标测量和表面测量的开发，该实验室拥有许多用于测量工件形状以及表面粗糙度的量仪。其中，测量圆柱度误差的量仪主要有接触式和非接触式两类。前面的包括FederaIFomscan3600圆柱度仪、MahrMFu7圆柱度仪；后面的包括TroDelcM一25光学圆柱度仪器等。TaylorHobSon企业开发的圆柱度仪利用最小二乘原理设计的应用截面法的测量圆柱度误差的类似计算程序[2]。1.2设计的内容和意义课题设计题目属于机电一体化系统设计的内容，回转轴类零件圆柱度误差自动检测系统的整体设计，包括机械传动系统、回转轴类零件的夹持系统、传感器移动和固定系统、自动控制系统等几个部分。系统的指标如下：1)回转轴类零件的最大检测范围为100mm；2)每个回转轴类零件的最大检测时间为60秒；3)系统采用接触测量方式或非接触测量方式，在计算机的控制下实现自动测量。其设计的意义如下：（1）我国轴类零件圆柱度误差的测量对自动化系统有着巨大的需求。我国制造业和制造业组织面临着调整、改进和优化的艰巨任务,因此自动化检测系统的研究和发展为新一代的制造技术提供了巨大的动力。（2）我国的轴类零件的生产与市场将进一步融合到广阔的国际市场中去，面对激烈的市场竞争，要使我们的产品在国际占有一席之地，必须尽快提高产品的技术含量和性能指标，并与国际接轨。自动化检测系统的设计起到了至关重要的环节。（3）实用价值和经济效益轴系零件的计量与认证在航空航天工业、造船业、汽车制造业等许多产业中都具有良好的应用前景，市场需求是极其广泛的同时在国际经济一体化的大背景下，开发圆柱度误差非接触测量自动化检测系统及其软、硬件产品，将会有很好的实用性和推广价值。2理论及总体方案的设计2.1形位误差形状误差和位置误差简称形位误差。形状误差是指实际形状对理想形状的变动量。这个变动量就是实际得到的误差值。它是用来表示零件表面的一条线，或一个面，加工后本身所产生的误差，是实际测量的数值。测量理想形状相比于现实形状的位置，可以按照最小条件等要素来确定。位置误差就是实际位置相对于理想位置的变动量，主要是用于表示零件上的两个或两个以上的线面修整后本身所发生的误差，即实际测量值。测量时，理想的位置是相对于