直接从干涉条纹读出平面度误差值的测量方法课件.ppt

1、 现代检测技术国培项目现代检测技术国培项目平面度误差检测平面度误差检测一、平面度公差带一、平面度公差带平面度 平面度公差带是距离为公差值t的两平行平面间的区域。 平面度误差检测平面度误差检测二、平面度误差检测方法二、平面度误差检测方法平面度误差平面度误差测量方法测量方法直接方法直接方法间接方法间接方法间隙法间隙法水平仪法水平仪法打表法打表法干涉法干涉法准直仪法准直仪法 跨步仪法跨步仪法光轴法光轴法液面法液面法平面度误差检测平面度误差检测1 1、打表法、打表法适用于中、小平面的平面度误差测量。适用于中、小平面的平面度误差测量。 被测表面置于平板上，并调整至约与平板平行的位被测表面置于平板上，并调

2、整至约与平板平行的位置，以平面作基面，将指示仪测头放在被测表面上某一置，以平面作基面，将指示仪测头放在被测表面上某一点调零，然后点调零，然后测出被测表面上若干点距平板距离的变动测出被测表面上若干点距平板距离的变动量，量，其中其中最大值与最小值之差最大值与最小值之差，即为平面度误差值，即为平面度误差值。 当用平板或仪器工作台面作为测量基面时，可用当用平板或仪器工作台面作为测量基面时，可用打表法测量。打表法测量。 二、平面度误差检测方法二、平面度误差检测方法平面度误差检测平面度误差检测2 2、干涉法、干涉法适用于精研表面的平面度误差测量。适用于精研表面的平面度误差测量。 干涉法是干涉法是以平面平晶

3、的测量面为测量基面，直接以平面平晶的测量面为测量基面，直接从干涉条纹读出平面度误差值的测量方法。从干涉条纹读出平面度误差值的测量方法。如果被测如果被测表面凹，则干涉条纹如下图（表面凹，则干涉条纹如下图（b b、c c）所示，其平面度）所示，其平面度误差为：误差为： 2bafa为条纹的弯曲度为条纹的弯曲度b为条纹间距为条纹间距 为所用光波波长为所用光波波长 2Kf K是光圈数是光圈数调整平晶使干调整平晶使干涉带数为最少涉带数为最少调整平晶使出现调整平晶使出现35条干涉带条干涉带二、平面度误差检测方法二、平面度误差检测方法平面度误差检测平面度误差检测3 3、液面法、液面法 采用采用罐式水平量器进行

4、测量罐式水平量器进行测量，是以，是以自然水平面作为测量基准。自然水平面作为测量基准。 测量方法：测量方法：把两个罐式水平量把两个罐式水平量a a和和b b用软管连通，放在被测表面上。根据在用软管连通，放在被测表面上。根据在连通器中只灌进某一种液体时，连通器连通器中只灌进某一种液体时，连通器各部分的液面总是保持在同一水平面上各部分的液面总是保持在同一水平面上的原理而进行测量。的原理而进行测量。取罐式水平量具取罐式水平量具a a、b b在同一位置的示值作为零位示值，固定在同一位置的示值作为零位示值，固定量具量具a a，按一定布点形式逐点移动量具，按一定布点形式逐点移动量具b b，将测量示值与零位示

5、值之差将测量示值与零位示值之差h h乘乘2 2并进行并进行记录，记录，其中最大值与最小值之差，即为其中最大值与最小值之差，即为平面度误差值。平面度误差值。适用于大平面的平面度误差测量。适用于大平面的平面度误差测量。二、平面度误差检测方法二、平面度误差检测方法平面度误差检测平面度误差检测4 4、光束平面法、光束平面法适用一般精度大平面的平面度误差测量适用一般精度大平面的平面度误差测量 测量时，将准直光管放在被测表测量时，将准直光管放在被测表面上，并选定相距较远的三个点放置面上，并选定相距较远的三个点放置瞄准镜靶，调整准直光管以光束瞄准瞄准镜靶，调整准直光管以光束瞄准镜靶，确定光束平面。然后将镜靶

6、依镜靶，确定光束平面。然后将镜靶依次放在被测表面的各个测点上，测得次放在被测表面的各个测点上，测得读数，读数，以以各测得值中各测得值中最大值与最小值最大值与最小值之差，之差，作为按照三点法评定的平面度作为按照三点法评定的平面度误差。误差。该测量方法是用光束平面作为测量基准。该测量方法是用光束平面作为测量基准。二、平面度误差检测方法二、平面度误差检测方法平面度误差检测平面度误差检测5 5、间接测量法（节距测量法）、间接测量法（节距测量法） 使用水平仪、自准直仪等仪器在被测量有预先拟定的若干测量面上，以节距法进行测量，得到被测点相对测量基准量值。平面度测量常用布点形式有米字型和网格型，主要用于间接

7、测量。平面度测量常用布点形式有米字型和网格型，主要用于间接测量。采用封闭采用封闭“米米”字形布点进行测量的方法，亦称字形布点进行测量的方法，亦称对角线法。对角线法。采用呈封闭网格形布点进行测量的方法又叫采用呈封闭网格形布点进行测量的方法又叫环线法。环线法。二、平面度误差检测方法二、平面度误差检测方法平面度误差检测平面度误差检测对角线布点对角线布点400mm400mm400mm400mm受检点数应等于或多于受检点数应等于或多于9 9点；点；630mm630mm400mm400mm1600mm1600mm1000mm1000mm受检点数等于或多于受检点数等于或多于2525点；点；1600mm160

8、0mm1000mm1000mm受检点应等于或多于受检点应等于或多于4949点。点。 测量时，先测出两对角线截测量时，先测出两对角线截面各受检点读数，然后再测面各受检点读数，然后再测出四边和两对称平分截面各出四边和两对称平分截面各点读数，图中箭头表示仪器点读数，图中箭头表示仪器的移动方向。的移动方向。 矩形平面矩形平面圆形平面圆形平面小小平平面面简简化化二、平面度误差检测方法二、平面度误差检测方法平面度误差检测平面度误差检测网格布点网格布点矩形平面矩形平面圆形平面圆形平面二、平面度误差检测方法二、平面度误差检测方法平面度误差检测平面度误差检测（1 1）水平仪法）水平仪法适用于大、中型平面的平面度

9、误差测量适用于大、中型平面的平面度误差测量 将固定有水平仪的桥板置于被测平面上，将固定有水平仪的桥板置于被测平面上，按一定的布按一定的布点形式首尾衔接地拖动桥板，点形式首尾衔接地拖动桥板，测出被测平面上相邻两点连测出被测平面上相邻两点连线相对测量基面线相对测量基面( (自然水平面自然水平面) )的倾斜角，的倾斜角，通过数据处理求通过数据处理求出平面度误差值的方法。出平面度误差值的方法。二、平面度误差检测方法二、平面度误差检测方法平面度误差检测平面度误差检测 以过起始点以过起始点A A的水平面作为转换基面，的水平面作为转换基面，按测量顺序逐点累加，按测量顺序逐点累加，将水平仪网格布点将水平仪网格

10、布点的测量示值的测量示值aiai转换成转换成相对转换基面坐标值相对转换基面坐标值Zi:Zi: 整个测量过程是封闭的，从两个测量方向整个测量过程是封闭的，从两个测量方向(A-D-C(A-D-C和和A-B-C)A-B-C)累加所得的累加所得的C C点坐标值点坐标值ZcZc理论上应相等。当两者相差较小时，可取其平均值为理论上应相等。当两者相差较小时，可取其平均值为Zc;Zc;当相差当相差较大时，一般应重新测量。较大时，一般应重新测量。 然后用旋转变换法对各点坐标值然后用旋转变换法对各点坐标值ZiZi进行数据处理，求出平面度误差值。进行数据处理，求出平面度误差值。二、平面度误差检测方法二、平面度误差检

11、测方法平面度误差检测平面度误差检测（2 2）自准仪法）自准仪法适用于大、中型平面的平面度误差测量适用于大、中型平面的平面度误差测量 将固定有反射镜的桥板置于被测平面上，将固定有反射镜的桥板置于被测平面上，按对角线布按对角线布点形式拖动桥板，测出被测平面上点形式拖动桥板，测出被测平面上相邻两点连线相对测量相邻两点连线相对测量基线基线( (面面) )倾斜角，倾斜角，通过数据处理求出平面度误差值方法。通过数据处理求出平面度误差值方法。二、平面度误差检测方法二、平面度误差检测方法平面度误差检测平面度误差检测三、平面度误差评定三、平面度误差评定 平面度误差的评定方法有平面度误差的评定方法有: :最小包容

12、区域法、最小二乘法、最小包容区域法、最小二乘法、对角线平面法和三远点平面法。对角线平面法和三远点平面法。其中最小包容区域法的评定其中最小包容区域法的评定结果小于或等于其他三种评定方法。结果小于或等于其他三种评定方法。 当用当用最小包容区域来评定平面度误差值时，由两平行平最小包容区域来评定平面度误差值时，由两平行平面包容实际表面时，至少有三点或四点与之接触，面包容实际表面时，至少有三点或四点与之接触，有下列三有下列三种准则：种准则： （1 1）三角形准则：）三角形准则：至少有三个高至少有三个高( (低低) )极点与一个平面接极点与一个平面接触，有一个低触，有一个低( (高高) )极点与另一个平面

13、接触，并且这一个低极点与另一个平面接触，并且这一个低( (高高) )极点的投影落在上述三个高极点的投影落在上述三个高( (低低) )极点连成的三角形内，或者落极点连成的三角形内，或者落在该三角形的一条边上。在该三角形的一条边上。 平面度误差检测平面度误差检测 （2 2）交叉准则：）交叉准则：至少有两个高极点和两个低极点分别与至少有两个高极点和两个低极点分别与这两个平行平面接触，并且两个高极点的连线和两个低极点的这两个平行平面接触，并且两个高极点的连线和两个低极点的连线在空间呈交叉状态。连线在空间呈交叉状态。 （3 3）直线准则：）直线准则：有两个高有两个高( (低低) )极点与两个平行包容平面

14、极点与两个平行包容平面中的一个平面接触，还有一个低中的一个平面接触，还有一个低( (高高) )极点与另一个平面接触，极点与另一个平面接触，且该低且该低( (高高) )点的投影落在两个高点的投影落在两个高( (低低) )极点的连线上。极点的连线上。 三、平面度误差评定三、平面度误差评定平面度误差检测平面度误差检测 根据各测得点的坐标值进行根据各测得点的坐标值进行多次旋转变换，使最高点和最多次旋转变换，使最高点和最低点的分布形式符合最小包容区域判别准则之一低点的分布形式符合最小包容区域判别准则之一，进而求出平进而求出平面度误差值的方法。面度误差值的方法。数据如何处理，即如数据如何处理，即如何求出平

15、面度误差值何求出平面度误差值? ?旋转变换法旋转变换法求平面度误差值求平面度误差值? ?三、平面度误差评定三、平面度误差评定平面度误差检测平面度误差检测 旋转变换法步骤旋转变换法步骤: : 1)1)根据测得点坐标值，根据测得点坐标值，判别被测面可能符合的判别准则。判别被测面可能符合的判别准则。确定旋确定旋转轴，将其中两个可能的高转轴，将其中两个可能的高( (或低或低) )极点旋转变换成等值，同时变换其余极点旋转变换成等值，同时变换其余各点坐标值。各点坐标值。m1、m2要旋转成等高的两点的值要旋转成等高的两点的值 i1、i2这两点距旋转轴的距离这两点距旋转轴的距离 旋转量：旋转量：Q=Q=S*L

16、 增大者取正号，减小者取负号。增大者取正号，减小者取负号。 L为各点距旋转轴的间距格数为各点距旋转轴的间距格数三、平面度误差评定三、平面度误差评定平面度误差检测平面度误差检测 2)2)若可能符合交叉准则，若可能符合交叉准则，则则以平行于上述等值点连线的线以平行于上述等值点连线的线为轴，将轴两侧的低为轴，将轴两侧的低( (或高或高) )点旋转变换成等值，点旋转变换成等值，同时变换其余同时变换其余各点的坐标值；各点的坐标值； 3)3)若可能符合三角形准则，若可能符合三角形准则，则以平行于上述等值点的线为则以平行于上述等值点的线为轴，将另一个高轴，将另一个高( (或低或低) )点旋转变换成等值，同时

17、变换其余各点点旋转变换成等值，同时变换其余各点的坐标值；的坐标值； 4)4)旋转变换后符合判别准则，平面度误差值旋转变换后符合判别准则，平面度误差值f=Zmax-Zminf=Zmax-Zmin； 5) 5)旋转变换后不符合判别准则，则重复旋转变换后不符合判别准则，则重复2)2)或或3)3)步骤，直至步骤，直至符合最小包容区域判别准则。符合最小包容区域判别准则。三、平面度误差评定三、平面度误差评定平面度误差检测平面度误差检测例：在基准平面上，用千分表测量一块例：在基准平面上，用千分表测量一块400400（mmmm）400400（mmmm）平板平面度误差，测）平板平面度误差，测 得数据如图所示，求

18、该平板的平面度误差。得数据如图所示，求该平板的平面度误差。 解解: :（1 1）据图初步判断被测表面为中突平面。可能选用三角形准则判断最小区域。据图初步判断被测表面为中突平面。可能选用三角形准则判断最小区域。 为了容易判定被测表面的类型，可将各点的数据同减一最大值，使全部数据变为同号，为了容易判定被测表面的类型，可将各点的数据同减一最大值，使全部数据变为同号，此例减此例减8080。数值中有。数值中有-110-110和和-120-120两个最低点，先使这两点旋转成等高点，所以选两个最低点，先使这两点旋转成等高点，所以选c1-a3c1-a3为为-为旋转轴。其旋转量为旋转轴。其旋转量S S为为: : (2)(2) 为使三个最低点等值，选定为使三个最低点等值，选定a1-c3a1-c3为为-为转轴，进行第二次旋转。为转轴，进行第二次旋转。 ( (3)3) 由图由图d d可以看出，已符合三角形判断准则。可以看出，已符合三角形判断准则。 则平面度误差为：则平面度误差为： f f=0-=0-（-100-100）=100m =100m 三、平面度误差评定三、平面度误差评定平面度误差检测平面度误差检测