摘 要:介紹利用數(shù)顯式電子水平儀對長導(dǎo)軌直線度進(jìn)行測量的新方法,在實際工作中提高工作效率和測量精度。
電子水平儀測量機(jī)床導(dǎo)軌直線度平行度垂直度的方法
引言
在生產(chǎn)加工中,機(jī)床導(dǎo)軌直線度誤差直接影響到零件的加工質(zhì)量。導(dǎo)軌是機(jī)床上確定機(jī)床各部件相對位置關(guān)系的基準(zhǔn),同時也是整個機(jī)床運動的基準(zhǔn)。以車床為例,導(dǎo)軌的精度要求主要有以下三個方面:在水平面內(nèi)的直線度;在垂直面內(nèi)的直線度;前后導(dǎo)軌的平行度。臥式車床導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度誤差將直接反映在被加工工件表面加工誤差的敏感方向(法線方向)上,對加工精度的影響大。臥式車床導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度誤差可引起被加工工件的形狀誤差和尺寸誤差。通過電子水平儀測量機(jī)床導(dǎo)軌直線度平行度垂直度的方法,并進(jìn)行正確的數(shù)據(jù)處理和的導(dǎo)軌修磨,可有效地提高機(jī)床的加工精度。
1 直線度的測量原理
直線度的測量方法有很多,比如直尺法、準(zhǔn)直法、重力法和直線法等。但機(jī)床導(dǎo)軌一般較長,難以用平尺等作為基準(zhǔn)進(jìn)行檢驗。通常對于大型工件直線度、平面度的檢測經(jīng)常用到方框(氣泡)水平儀和電子式水平儀。氣泡水平儀法操作簡單、使用方便、成本較低。但是,一般氣泡水平儀的分度值為0.02mm/m,測量精度較低,而且容易損壞,測量傾角范圍有限。同時,氣泡水平儀水準(zhǔn)泡中氣泡的長度隨溫度變化而變化,冬長夏短,一般冬夏長度相差3—4格。為了克服氣溫在短時間內(nèi)的急劇波動對讀數(shù)的影響,通常可以采取雙向讀數(shù)法,但這對快速讀數(shù)和數(shù)據(jù)處理造成了障礙。
電子式水平儀是用于高精度測量的測試儀器,如nc車床、銑床、切削加工機(jī)床等設(shè)備的床面,其測試精度和靈敏度非常高。電子水平儀的主要原理有電感式和電容式等兩種。電感式電子水平儀的原理是當(dāng)水平儀的基座因待測工件傾斜而傾斜時,其內(nèi)部擺錘因移動所造成感應(yīng)線圈的電壓變化。電容式水平儀的測量原理是采用一個圓形擺錘自由懸掛,擺錘受地心重力的影響并要求懸浮于無摩擦狀態(tài)。在擺錘的兩邊設(shè)有電極,當(dāng)間隙相同的時侯電容量是相等,當(dāng)水平儀受到待測工件的影響造成兩邊間隙不同距離改變即產(chǎn)生電容不同,形成了角度的差異。
2 電子水平儀測量導(dǎo)軌直線度的方法
為解決傳統(tǒng)方框(氣泡)水平儀在直線度測量上的不足,在實際的生產(chǎn)中采用電子水平儀測量導(dǎo)軌直線度誤差及數(shù)據(jù)處理。本文在進(jìn)行導(dǎo)軌直線度測量時采用瑞士Wyler公司生產(chǎn)的高精度數(shù)顯電子水平儀,該水平儀體積小巧,操作方便,讀數(shù)簡單快捷,且測量精度較高,分度值可達(dá)到0.001mm/m,特別適用于小角度測量、平面度測量、垂直度測量,機(jī)床幾何誤差測量等。測量的讀數(shù)可在電子顯示屏上直接讀取,不存在測量讀數(shù)誤差,并且還提供了rs485通信接口,可與計算機(jī)直接進(jìn)行數(shù)據(jù)通信完成對測量數(shù)據(jù)的自動采集和處理。
利用數(shù)顯式電子水平儀逐檔測量導(dǎo)軌的直線度,步距l(xiāng)有150mm, 180mm,200mm等。檔0-l,第二檔l-2l;并逐檔將讀數(shù)記錄下來。但取數(shù)后,進(jìn)行計算或作坐標(biāo)圖時,各類專業(yè)書上所采用的方法差別較大,常用的為作圖法和計算法。
例:如圖1所示,用分度值0.001mm/m的電子水平儀測量1200毫米長導(dǎo)軌,各點讀數(shù)如表1所示,用圖解法求導(dǎo)軌直線度誤差。
得直線度誤差值為:
式中 l---步距;
i---水平儀分度值;
h---maximum error。
作圖法的優(yōu)點是圖形直觀,不需要較大的計算量。但作圖必須,得到的包容區(qū)域通常受作圖誤差影響。而且每檢測一次,就必須重新作圖一次,效率較低。
3 數(shù)顯式電子水平儀讀數(shù)前注意要點
(1)進(jìn)行零點設(shè)計之前,要等待儀器和環(huán)境溫度、工件的溫度一致。并且儀器開機(jī)至少一分鐘以上;
(2)將水平儀放置在水平的平板上(如車間用檢測平板);
(3)在平板上標(biāo)記水平儀底座位置;
(4)將儀器的顯示值設(shè)置為零;
(5)儀器在平板上旋轉(zhuǎn)180度,底座位置保持不變,讀取儀器顯示值,記錄并得出其1/2結(jié)果值;
(6)將儀器的顯示值調(diào)整到1/2結(jié)果值;
(7)然后,再次將儀器旋轉(zhuǎn)180度,其顯示數(shù)值應(yīng)該不變而符號相反。如果不是,重復(fù)以上步驟。
4 結(jié)語
采用電子水平儀測量導(dǎo)軌直線度相比較其它測量方法操作方便,讀數(shù)簡單快捷,且測量精度較高,符合國家檢定規(guī)程要求的誤差范圍,能近一步提高工作質(zhì)量和工作效率。同時,利用電子水平儀可與計算機(jī)直接進(jìn)行數(shù)據(jù)通信從而完成對測量數(shù)據(jù)的自動采集和處理,方便使用計算機(jī)利用計算機(jī)評定直線度誤差,克服了手工作圖評定直線度誤差的繁瑣、粗糙性以及計算法的不可觀性,從而使得到的直線度誤差結(jié)果更迅速、準(zhǔn)確。
電子水平儀測量機(jī)床導(dǎo)軌直線度平行度垂直度的方法,快速測量機(jī)床直線度、平行度、垂直度、平面度。