大型零件圓柱度測量儀樣機(jī)

　　近日，中國科學(xué)院沈陽自動化研究所智能檢測與裝備研究室IDE團(tuán)隊在國家重點研發(fā)計劃項目的支持下，經(jīng)過艱苦攻關(guān)，創(chuàng)新性提出了高負(fù)載大可變量程的大型圓柱度測量新方法，并依此方法研發(fā)了大型圓柱度測量儀。

　　圓柱度是精密回轉(zhuǎn)類零件重要的精度指標(biāo)之一。目前，圓柱度測量儀大多通過接觸式傳感器獲取被測目標(biāo)信息，采用精密轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)的方式實現(xiàn)測量，如英國Talyrond公司研制的最大測量直徑達(dá)1.6米的1600型圓柱度測量儀。接觸式傳感器的可形變量極小，在圓柱度測前定心調(diào)整過程中，大偏心距累積的運(yùn)動定位誤差極易超出傳感器的極限行程而造成傳感器損壞。受被測對象的尺寸、重量及高精密轉(zhuǎn)臺的制造技術(shù)等因素的影響，過大的載荷將嚴(yán)重影響精密軸系的回轉(zhuǎn)精度，所產(chǎn)生的隨機(jī)誤差難以通過算法有效補(bǔ)償，無法滿足大型工件的高精度測量需求。對于直徑超過2米的大型軸承套圈，由于零件尺寸巨大、圓柱度測量精度要求高以及測量環(huán)境的局限性，現(xiàn)有的接觸式傳感器與轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)的測量方式難以滿足其測量要求。因此，亟需研究針對大型回轉(zhuǎn)類零件圓柱度的現(xiàn)場快速精密測量方法及相應(yīng)的評定技術(shù)。

　　沈陽自動化所智能檢測與裝備研究室IDE團(tuán)隊提出的高負(fù)載大可變量程的大型圓柱度測量新方法采用具有精密、隔震等特性的氣浮驅(qū)動技術(shù)，配合精密耦件，通過測前快速自適應(yīng)偏置調(diào)整技術(shù)實現(xiàn)工件測前自動定心，采用精密測頭回轉(zhuǎn)的方式快速獲取有效測量信息。在測量原理方面，提出了更完善的圓柱度測量模型及誤差分離算法，測前定心與實際測量采用分立的運(yùn)動控制系統(tǒng)，既解決了大型工件的載荷問題，又能夠通過模型參數(shù)擬合的方式實現(xiàn)偏心、測量線偏置、被測圓柱軸傾斜等誤差的精準(zhǔn)分離；測量系統(tǒng)采用對稱式雙測頭測量方案，綜合了非接觸式位移傳感器安全、柔性的特點與接觸式位移傳感器精密、可靠的特性。本方法的提出突破了傳統(tǒng)測量方法在大型圓柱度測量過程中的局限性，實現(xiàn)了大型回轉(zhuǎn)類零件圓柱度測前自適應(yīng)偏置調(diào)整和現(xiàn)場快速精密測量。

　　目前，該研發(fā)團(tuán)隊已完成大型圓柱度測量儀原理樣機(jī)的研發(fā)工作，并在《光學(xué)精密工程》《中國激光》等高質(zhì)量期刊發(fā)表相關(guān)論文2篇，申請發(fā)明專利4項。經(jīng)過國家權(quán)威計量專家及天津計量院的檢定，大型圓柱度測量儀樣機(jī)的回轉(zhuǎn)精度為42.6nm，Z向?qū)к壘?39nm/100mm，最大測量直徑為2500mm，且其測量范圍可根據(jù)使用需求進(jìn)一步拓展。這意味著該原理樣機(jī)的核心技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平。本項目的實施將進(jìn)一步夯實我國大型軸承及以大型軸承為核心基礎(chǔ)部件的高端裝備的制造技術(shù)基礎(chǔ)，填補(bǔ)直徑大于2米的大型軸承圓柱度測量儀的國內(nèi)空白，掌握大型圓柱度測量儀的核心技術(shù)，提高軸承及相關(guān)行業(yè)的自主創(chuàng)新能力，為我國高鐵、風(fēng)電和高檔數(shù)控機(jī)床等高端裝備制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供保障能力，對我國從制造大國邁向制造強(qiáng)國，具有重要的現(xiàn)實意義和巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益。