圆度测量技术解析

引言：
在精密制造领域，零件的几何精度直接影响着产品的性能与寿命。其中，圆度作为衡量旋转体或圆形截面形状精度的关键指标，对于轴承、轴类、齿轮、密封件等核心零部件至关重要。本文将系统介绍圆度的定义、测量方法、国际标准及高精度圆度测量解决方案。

一、怎样来定义圆度呢？
圆度，是指工件某一横截面轮廓相对于其理想圆的偏离程度。圆度值反应横截面轮廓的最大半径差，代表了轮廓接近完美圆的程度，数值越小，圆度越好。

二、为何要测量圆度？
涉及旋转运动的部件是工业零部件最基本、最普遍的几何形式之一，当回转部件需有平稳运转或低噪声、低功耗、长寿命、高密封等要求时，部件中的回转零件需对其圆度进行测量控制。
典型高要求应用行业：精密轴承、电机（转子/定子）、燃油喷射系统（油泵、喷油嘴）、发动机（曲轴、凸轮轴、气门组件）、传动齿轮、液压元件等。

三、如何测量圆度？
在工业现场应用中，简易的圆度测量方法通常有两点法和三点法。这两种方法的优点是使用成本低，快速高效。缺点是测量误差大，测量精度低。

在高精度的圆度测量应用中，主流的测量方法采用的是半径测量法，该方法需要使用专业的测量仪器，其测量原理为：以精密回转轴系为测量基准，以精密角位移传感器、位移传感器实时测得被测横截面的圆轮廓数据，通过数学方法，对其进行去噪、滤波等处理，按标准规范计算圆度值。该方法测量精度可高达亚纳米级。

四、圆度测量的滤波
在ISO/TS 12181-2:2003(E)标准中，对圆度测量滤波器的传输率，传输特性均有严格的规定，其传输特性如下：

不同滤波段的含义为：
1-500upr，抑制角间距小于0.72°不规则形状；
1-150upr，抑制角间距小于2.4°的不规则形状；
1-50upr，抑制角间距小于7.2°的不规则形状；
1-15upr，抑制角间距小于24°的不规则形状。

五、圆度的评定方法
圆度值的计算依赖于所选择的参考圆。不同的评定方法会得出不同的参考圆心位置和圆度值。主要标准方法包括：
1.最小二乘圆法LSCI:拟合圆使轮廓点径向偏差平方和最小。

2.最小区域圆MZCI:两个同心圆包容轮廓，使两圆的径向间距最小。

3.最小外接圆MCCI:寻找能完全包络被测轮廓的最小圆。用于评估轴类零件。

4.最大内切圆MICI：寻找能完全内切于被测轮廓的最大圆。用于评估孔类零件。

五、威尔仪器介绍
威尔RDM/RDA圆度仪系列是一款基于精密气浮回转主轴、精密传感器测量横截面圆轮廓的高精度测量仪器，并搭载专业级分析软件完成数据到报告的闭环处理。

关键功能亮点：
核心测量：圆度/同心度/跳动/平面度
特色技术：气浮主轴、可调测力传感器
精度保障：
回转精度： (0.025 + 6H/10000) μm (H=测量高度mm)
传感器分辨率： 0.001μm
智能分析：缺口剔除、频谱分析、ISO报表
高效操作：软件快速调心调平（RDM）、软件自动调心（RDA）、测针快速更换
稳定环境：一体式大理石防振机台、精密除油调压气源装置