自動化導軌垂直度測量方法

① 機床精度檢測方面，導軌直線度誤差常用檢測方法有哪些

一、水平儀測量法

以普通氣泡式水平儀為例進行分析。首先根據機床導軌直線度誤差的精度要求,選擇合適精度的水平儀和合適步距的專用橋架;然後將水平儀調零,放在專用橋架上,把專用橋架放在被測導軌的一端開始進行測量。每次記錄下相應段的水平儀氣泡移動的格數,並按其正負記錄下來,然後進行誤差值換算數據處理,最後根據所測點數據做誤差曲線圖,使用最小包容平行線法即可求出其直線度誤差。

二、自準直儀測量法

自準直儀主要由具有一定焦距的物鏡(望遠鏡)、帶有分劃板及照明裝置的自準直測微目鏡和置於被測對象上的反射鏡組成。目前使用的自準直儀主要有3種:光學自準直儀、平直度檢查儀和光電自準直儀。下面以光學自準直儀為例進行分析,其基本測量原理見圖1。

分劃板置於物鏡的焦平面上,其上的o點位於物鏡的光軸上,光源1發出的光線通過o點經過物鏡後成一束與光軸平行的平行光線射向反射鏡4。當反射鏡面垂直於光軸時,光線仍按原路返回,經物鏡後仍成像在分劃板上o處,與原目標重合。如果反射鏡與光軸有一傾角a,則反射光線的偏轉角為2a,通過物鏡後成像在分劃板上的o′處,此時線位移oo′=s,表示了偏轉角度的大小,即:

s=f′tan2α。

其中:f′為物鏡的焦距。當α很小時,tan2α≈2α,則:

設反射鏡橋板跨距(測量間隔)為b,自準直儀讀得反射鏡傾斜角a與傾斜高度h的關系為h=ba。

三、激光干涉儀測量法

激光具有方向性好、單色性好、能量集中和相乾性強等優點,使用激光干涉法測量直線度精度較高。當前多採用氦—氖激光,它是可見光,且功率和頻率的穩定性容易控制,頻帶比較窄。

入射光束4被角度干涉鏡中包含的分光鏡分為光束5和光束6,光束5和光束6又分別被角度反射鏡反射回分光鏡的同一位置,分光鏡對兩束光進行調制後直接把光束傳送到激光發射器中,從而使兩束光在探測器中產生干涉條紋。根據光的疊加和干涉原理,凡光程差等於波長整數倍的位置,振動加強,產生明條紋;凡光程差等於半波長奇數倍的位置,振動減弱,產生暗條紋。使用激光干涉儀測量機床導軌時,反射鏡3沿著導軌方向運動,當反射鏡有偏轉角度時,光束5和光束6會產生光程差,即干涉條紋會產生相應的變化,通過運算器可將其轉換為直線度誤差值。

三種測量方法優缺點分析：

水平儀法操作簡單、使用方便、成本較低。但是精度較低,一般只能達到20lm/m。水平儀可以測量導軌在垂直面內的直線度以及兩條導軌之間的平行度,但是測量水平面內的直線度很困難。用水平儀測試法,數據的採集和整理容易出錯,由於此法是以導軌上某些固定采樣點為測量對象,所以測量距離長了難以保證測試結果的真實性。

自準直儀法的缺點是不易達到很高精度,一般為5lm/m。因為光線在空氣中並非絕對準直,測量范圍越大,其偏差就越大,採用的光電位置敏感元件的測量精度較難大幅度提高,光束在傳播過程中容易受到各種干擾而出現偏差,為非連續測量,結果具有很大的隨機性,成本相對激光干涉儀低。

激光干涉儀的優點是測量距離大,測量速度快,測量精度高,而且可連續測量和採用微計算機進行數據處理、顯示和列印。激光抗干擾能力強,尤其是抗空氣擾動的能力強,因此它適於在車間等環境稍差些的場合應用,測量精度可達0.4lm/m。但是價格昂貴,一般用於對精度要求很高的場合。

綜上所述,各種檢測直線度的方法都各有其優缺點,企業在選用測量方法的時候應該考慮兩方面的要求:一是精確度要求,即測量結果必須達到一定的可信程度;二是經濟性要求,即在保證測量結果精確性的前提下,應使測量過程簡單、經濟、花費代價最小。

② 怎麼打兩個90℃導軌之間的垂直度

千分表測可以精確測量導軌之間的垂直度。
導軌間垂直度的檢測方法：以一條合格的導軌為測量的基準，用干分尺配合檢驗棒間接測量導軌的平行度，上兩種檢測法是用千分尺寸在兩端和中間部位測量。
檢測出的最大誤差值則就是這個兩個導軌的平行度誤差，而對於框式水平儀測量法則就是檢測時利用框式水平儀工作面互成直角的特點來進行檢查相互垂直的兩面間的垂直度。
則就是表面對表面的垂直度，首先將水平儀放在合適的位置，調整床身使得水平儀氣泡處在中間零位。再進行檢查，位置水平讀數將誤差格數進行轉換算成數值，就是導軌間的垂直度誤差值。

③ 自准法有哪些應用

自准法應用：常用於、平板的平面度(這時稱為平面度測量儀)等，也可藉助於轉向棱鏡附件測量垂直度等。

自准法直線法：利用鋼絲和激光束等測量直線度。利用鋼絲測量車床導軌的直線度誤差時，移動溜板，可從安裝在溜板上的讀數顯微鏡中讀出導軌各點偏離鋼絲的數值。利用激光束測量直線度誤差時，激光束相當於鋼絲，四象限光電感測器和指示表相當於讀數顯微鏡。

沿被測導軌移動滑塊，若四象限光電感測器中的 4個光電池所接收的光強信號相等，表示導軌直線度好；否則表示存在誤差。誤差大小可以直接從指示表中讀出。利用激光束測量直線度誤差的測量工具稱為激光準直儀。

自准法光學準直法：

利用光學準直望遠系統測量直線度誤差。準直望遠系統由準直光管和望遠鏡組成。由光源發出的光經十字分劃板1和物鏡1後,以平行光射出,再經望遠鏡中的物鏡2後會聚在位於其焦平面上的十字分劃板2上，通過目鏡讀數。

如將望遠鏡和準直光管置於被測表面（例如導軌）上,當移動準直光管時,若其射出的十字線影像與分劃板2的十字線重合,則表示直線度好;如有偏離,則表示準直光管的光軸相對望遠鏡的光軸傾斜了一個角度□ 。將各個位置的偏離值經過數據處理後即可得到直線度誤差。

應用光學準直原理測量直線度誤差的量儀稱為準直望遠鏡。它的準直光管內還裝有同心圓分劃板。望遠鏡內還裝有內調焦透鏡組和用於讀數系統的平行平板玻璃等。利用內調焦透鏡組重新調焦可使同心圓分劃板上的同心圓刻線成像在分劃板 2上。