自制悬臂式角度测量仪完成

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1、自制悬臂式角度测量仪自制悬臂式角度测量仪技术的研究技术的研究何何 财财 林林 浙江工业职业技术学院浙江工业职业技术学院二零一三年五月三十日二零一三年五月三十日二零一三年五月三十日二零一三年五月三十日 1.研究背景 2.研究的内容 1.自制悬臂式角度测量仪组成自制悬臂式角度测量仪组成 2.自制悬臂式角度测量仪使用方法自制悬臂式角度测量仪使用方法3.总结1 1、机械制造领域中的角度测量方式有：1)1)、万能角度尺 其测量方式是通过“直尺”贴近零件被测面，根据“直尺”与被测面的透光来判断是否贴紧、平整，再在尺身和游标中读出角度值。（优点：结构简单、测量方便。缺点：测量精度低、测量有一定的局限性）2)

2、2)、光学投影测量：其测量方式是通过光学投影间接得出角度值。（优点：精度较高。缺点：结构较复杂、设备成本较高、测量有条件限制）3)3)、三坐标测量仪：使用电脑控制，通过移动“触头”接触零件间接得出角度值。（优点：测量精度高，测量局限性小。缺点：结构复杂、设备成本高）一、研一、研 究究 背背 景景2 2、目前存在的问题、目前存在的问题 1)1)、上述几种角度测量方式一般都是适用于零件的检测环节，但不适于一线制造的找正环节。2)2)、简单的万能角度尺很难达到高精度零的要求，而光学投影测量和三坐标测量仪设备昂贵，一般中小型企业很难购置。悬臂式角度测量仪有数显式和刻盘式两种，基本结构是由：基座、立柱、

3、滑块、主尺、游标、百分表、传感器与数显装置等组成。特点是结构简单、操作方便、测量精度高、成本低。由于“悬臂主尺”的可调节性，给于测量很大的灵活性。虽结构简单，但由于采用了百分表和传感器与数显装置，可以得到高的测量精度和目前的角度测量设备相比，还可用于一线生产制造的找正过程。二、本课题研究内容二、本课题研究内容1.1.自制悬臂式角度测量仪组成内容 本研究在于克服现有角度测量技术的不足，提供一种结构简单，制造成本低，测量精度高，操作方便的新型角度测量技术方法和装置。采用的技术方案如下(以数显式为主)：一种利用传感器与数显装置配合百分表进行检测和读数的技术，利用基座来作为测量角度的基准，将被测物放在

4、基座上，被测面朝向主尺，转动主尺，使得百分表的接触工件直至相同的读数。利用传感器与数显装置直观的得出所测角度，利用百分表来判断主尺与被测面的平行度，同时也可利用百分表的读数来得出所测角度的精确值。基座上下面平行度至少为0.001mm，立柱与基座的垂直度应小于0.01mm。有两种型式的悬臂式角度测量装置，基本装置包括：基座、立柱、滑块、主尺、游标、百分表、传感器与数显装置。基座是被测物体的基准，内嵌有高磁性的磁铁，用于稳定被测物；滑块须能在立柱上进行移动，适用于各种不同高度的被测物体，设有在测量时须将滑块固定的螺钉或固定装置；主尺须得进行转动来测量角度，在主尺与滑块结合处设有传感器和数显装置（和

5、目前市场中的数显尺一样），用于直接测量得出角度值；设有螺钉和卡扣将百分表固定在主尺之上，转动主尺，利用百分表的检测读数来判断主尺是否与被测面平行。刻盘式悬臂角度测量装置中主尺与滑块结合处设有刻度盘（0360）与读数装置，没有传感器与数显装置。将传感器数显装置测量与百分表测量相结合，具备测量各种不同的角度值，和可以测量高精度的角度。与现有技术设备相比：1、现有技术中很多是靠透光来判断被测面与测量体的平行度，有着很大的检测限制。采用百分表来判断被测面与测量体的平行度，一是可以提高检测的局限性，二是可以大大提高测量精度。2、现有技术中很多存在读数误差，如万能角度尺。采用传感器与数显装置相结合，一是可

6、以去除读数误差，二是可以提高测量精度。在测量角度值的功能上，有一定的测量局限性，其它仅次于三坐标测量仪。附图说明附图说明A型悬臂式角度测量仪结构1、检测精度高2、结构特点:传感器与数显装置；百分表两个位置是由背面的卡扣确定，数值固定；结构较简单。3、操作最简单4、生产成本较低B型悬臂式角度测量仪结构1、检测精度高2、结构特点：传感器与数显装置；百分表是由游标带动，数值灵活且精确；结构最复杂。3、操作最复杂4、生产成本最高C型悬臂式角度测量仪结构1、检测精度较高2、结构特点：码盘刻度读数；结构最简单。3、操作较简单4、生产成本最低2.自制悬臂式角度测量仪使用方法实施方法1：参见图1-1和图1-2

7、，A型悬臂式角度测量仪，包括：基座1、立柱2、角度传感器装置3、滑块4、数显装置5、百分表6、主尺7、磁铁8、旋钮9、若干卡口和螺钉。使用前调整和校正测量仪，移动滑块4带动主尺7上的百分表6，调整高度范围，转动旋钮9，使得百分表6上的测头接触基座1的平面，给百分表6归零（注意表上的旋转圈数），将主尺7上的数显装置5归零，完成测量仪的校正与归零。将被测物体放在基座1上，通磁铁8的磁性加固被测物的稳定性，移动滑块4调整测量高度范围，转动旋钮9调整角度测量范围，旋钮9和滑块4配合调整，使得百分表6的测头接触工件被测面，直到百分表6读数相同，读出数显装置5上的数值，完成角度测量。B型悬臂式角度测量仪（

8、如图1-1、1-2所示）和A型实施方法基本相同，A型中的两百分表是固定的，而B型中的百分表是可移动的，故此在实施过程中需要移动游标11来代替A型中的两个表的位置，游标11的移动值可以再数显装置10中得出。图1-1图1-2实施方法2：结构零件的运动与方法1相同，当旋钮9很难将百分表6的数值调整至相同时，我们可以采用此方法。在读数时我们综合数显上的数值和百分表的数值，图1-3为百分表两个位置简易图，其中a值在A型测量仪中是固定值（两百分表的距离），B型测量仪中可以在游标11中得出，b值是百分表在两个不同位置上的差值，角度c值就可以利用三角函数得出，再将c值结合数显上的数值就是精确角度值。百分表6接

9、触被测面，继续调整，直至读数块3上的刻线对准码盘5上的刻度，使用方法2中的内容得出百分表角度差值，将刻度读数与百分表角度差值相结合，即为最终角度值。图1-3 工作总结工作总结 此种悬臂式角度测量仪，利用传感器与百分表结合提高检测精度，将被测物体放在基座上，通过磁铁稳定，移动滑块和旋转旋钮调整主尺角度，使百分表接触被测面，直至数值相同，传感器与数显装置直接得出角度值，提高检测精度。结构型式有A型、B型和C型三种。构思巧妙、结构简单、制造成本低，还具有角度测量范围广、精度高、使用方便等优点，尤其是价格便宜、对操作者技能要求不高，且测量精度高，特别适合中小型工厂、机械加工车间和实验室选用。在单件和小批量生产的制造操作中有着很大作用，可以大幅度的提高生产效率，提高制造精度。