用于圆形工件椭圆度检测的测量仪
一种用于圆形工件椭圆度检测的测量仪包括定支点(1)、表架(4)、测量平台(5)、移动支点(6)和主动导辊(7)，测量平台与水平面成α角设置，测量平台的底端设置定支点，测量平台的左端设置移动支点，测量平台的上端配置表架，测量平台的右端设置主动导辊，主动导辊的水平轴线与垂直移动支点的夹角呈45°。把圆形工件(2)从测量平台的右面推入，由于定支点是相对固定的，这时要调整移动支点和圆形工件接触并使其紧靠在主动导辊上，当主动导辊匀速旋转时，圆形工件也被匀速旋转，这时表架的测头(3)可以对圆形工件的外径测量椭圆度，表架反映的大直径与小直径之差即为该圆形工件的椭圆度。系统经过运算得到椭圆度、周长、直边的测量结果，回转测量机构顺时针反转回到零位，在反转过程中如果测量结果出现椭圆度超标，喷标系统将在相应位置进行喷涂标记。结构简单实用，椭圆度测量结果可靠。
钢管椭圆度测量仪的圆心求解原理
椭圆度作为钢管端部的重要几何尺寸，在保证管道施工进度和质量方面有着重要意义。本研究利用二乘法原理设计该旋转极坐标钢管椭圆度自动测量设备，可以保证椭圆度和周长自动测量精度。实际上，椭圆度误差反映了实际圆与理想圆的径向偏离程度，圆导轨的平面度则反映了实际圆与理想圆的轴向偏离程度。用钢管圆度测量仪测量钢管圆度时，实际被测表平面的位置用极坐标 （Ri，θi）表示，其中Ri是半径偏差的观测值，θi是测点的位置相角，该测点的坐标如图1所示。图1 测点坐标示意图直角坐标 （xi，yi）为令小圆心的坐标为 （u1，u2），则相对于此圆心各测点的坐标 （xi′， yi′） 和半径 Ri′分别为：二乘圆心的坐标 （u1，u2）应这样确定，它使半径误差 ei=（Ri′－R）2和E2为小， 其中 E2的计算方法见式（6）这是个非线性二乘问题，求解比较困难。3喷标喷头位置调整松开安装了喷嘴装置的锁紧手柄，当测杆上刻尺标记指针位置指向被测钢管直径对应尺寸位置时，锁紧手柄，即完成测杆传感器的调整工作（如图8所示）。实际上，根据椭圆度误差精度测量的特点，在测量之前必须调整零件的回转轴线，使u1、u2之值很小，满足所谓的 “小偏差假设”；并且，零件的椭圆度误差和其半径相比是微量，称为小误差情况，在这两种情况下半径误差ei可表示为于是，得到二乘法的线性模型半径偏差Ri相当于高度偏差，平均半径R相当于截距，因此，由公式（8）可得二乘圆心和半径分别为小外接圆法只适用于外圆，以包容被测圆轮廓且半径为外接圆圆心为圆心，所作包容被测圆轮廓的两同心圆半径差即为圆度误差。
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钢管椭圆度测量仪的设计方案
椭圆度测量仪可自动完成被测大直径钢管两端的椭圆度、外圆周长以及直边的在线测量，实现测量结果显示、存储和数据上传，并在椭圆度超标钢管小直径处自动喷涂标记。2.1 适用的钢管规格范围钢管外径：Φ508 mm～Φ1 422 mm。
长度： 8.0～12.5 m。
钢管直度：管端弯曲度≤4 mm/m，管体弯曲度≤3 mm/m，全长弯曲度≤30 mm。
