1、自制悬臂式角度测量仪 技术的研究,何 财 林浙江工业职业技术学院 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2.自制悬臂式角度测量仪使用方法,3.总结,1、机械制造领域中的角度测量方式有：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)、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)、三坐标测量仪：使用电脑控制，通过移动“触头”
2、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 究 背 景,2、目前存在的问题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)、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、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
3、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,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
4、，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
5、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,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
6、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，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，
7、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（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
8、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,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。,THANKS,
