全跳动综合检查仪的设计与误差分析

　　1 引言

　　由于全跳动公差检测设备的欠缺，设计者在产品图样上很少标注全跳动公差项目。而轴类零件的全跳动误差对机器的工作精度、寿命等性能有着直接的影响。对高温、重载等条件下工作的机器及精密机械仪器，影响则更甚，如高精度数控车床主轴的跳动直接影响加工出来零件的精度。为此，设计了一台全跳动综合检查仪，采用电机驱动轴类零件回转，位移传感器完成数据采样，计算机控制检测过程并实时处理采样数据。折叠式测量头完成直线度、圆度、端面圆跳动、径向圆跳动、端面全跳动、轴向全跳动等公差项目的测量，实现零件一次装夹后，若干公差项目测量数据的采集，避免了二次安装夹紧被测零件时引起的安装误差，进而能对被测零件做出准确的精度评价。

　　2 结构设计

　　2.1 检查仪工作原理与结构

　　如图1，全跳动综合检查仪工作原理与结构，主要由机械结构、传动部分、控制电路、计算机操作控制和打印显示等组成。测量机构横纵向移动，顶尖和夹持机构带动被测件(轴类零件)回转运动，在长度范围内检测被测件的全跳动误差值。检查仪的头架部分采用一个三相同步小功率电动机，利用滑移齿轮完成双速变换，实现被测件的高速、低速两级速度的回转运动。底座部分采用一个三相异步小功率电动机，测量机构的变速箱齿轮传动机构利用滑移齿轮完成双速变换，实现丝杠带动测量机构的高速、低速两级速度的直线运动。利用计算机控制电机，驱动被测件的传动，位移传感器代替指示表，对运动中公差项目连续采样。当被测轴转动时，其径向误差及轴向误差在x、y两个方向上移动量的大小即为轴的径向、轴向公差值，由位移传感器将位移信号变成电信号，并由测量电路对传感器输出的电信号放大，经A/D转换后送入计算机进行数据处理。当被测件转动一周时，计算机将测量结果和误差曲线实时显示出来。

　　调整测量装置使测量头进入线性量程内，头座的电机驱动被测件做定轴回转运动，测量头可测量轴上每一微段上的形位公差元素;测量头通过丝杆传递的轴向力做轴向直线运动，还可以测量在线性量程内被测件轴向形位公差元素;要测量被测件的端面形位公差元素，这时只需要把侧头弯折，纵向移动测量机构到所要测量的端面进行测量即可，这就是本装置能够多功能测量的原因。

　　被测件通过夹持装置定位，在电机驱动下作低速回转运动，根据要求检测的公差项目调整折叠式测量头传感器触点位置。测量头处于被测件端面水平位置沿x轴匀速移动，可测量径向全跳动;测量头旋转一定角度保证与圆柱面母线垂直时，测量滑板沿y轴匀速移动，测量轴向全跳动;各公差项目的详细检测方案：①测量滑板固定不动且被测件旋转时，检测零件圆度、径向圆跳动误差;②测量滑板不动且被测件旋转，测量头处于被测件端面水平位置沿x轴匀速移动，检测零件端面全跳动;③测量滑板轴向移动且被测件旋转，检测零件轴向全跳动误差;④测量滑板轴向移动且被测件静止，检测被测件母线的直线度误差;⑤测量滑板固定不动且被测件静止时，调整测量头可检测零件端面平面度，端面圆跳动。