[其他]直线导轨动态测量仪

说明书

本实用新型属长度计量技术

一、前        言

直线导轨副是我国新开拓的精密滚动部件。它据有精度高，效率高，使用方便，寿命长等特点，应用越来越广泛。为适应批量及专业化生产的需要，急待解决高精度，高效率的检测问题。

通常直线度测量方法有直接测量法和间接测量法。直接测量法有平尺法和打表法。间接测量法有水平仪法和自准直仪法。直线导轨的滚道是园弧，而且园弧很短，只有园周的四分之一。由于结构特点，上述传统的测量方法已不能适应。

哈工大黄清渠主编的“几何量计量”与机械工程师进修大学教材第10期介绍了测量直线度的对比法。该法也不能解决直线导轨滚道的直线度测量。

通过试验研究发明了“直线导轨动态测量仪”。本量仪设计有测量信号感受新结构，使测量过程模拟了直线导轨副实际工作时的运动状态，测量的误差曲线真实可靠。本发明应用了微机系统和1米基准直尺，通过误差分离，对仪器工作台运动的系统误差进行了动态补偿，实现了动态连续测量。整个测量过程与评定过程实现了自动化，获得了测量的高精度与高效率。

本实用新型可以对直线导轨四个园弧滚道两个方向的直线度、四个园弧滚道对各基面的平行度、四个园弧滚道的相互平行度以及直线导轨副总成精度进行动态连续测量。

二、仪器的工作原理与测量方法

工作原理主要介绍直线导轨滚道直线度测量与评定方法。其它测量项目，原理类似，叙述从略。

仪器可测工件最大长度拟定为1000毫米。

第一测量方案

仪器的测量基准为1米高精度工字研磨直尺。（见图1）

仪器传动系统见图2所示，通过ZK－32直流电机（6），三角皮带，皮带轮带动滚珠丝杠（4）旋转，由滚动螺母（2）带动工作台（7）移动。底座（1）固定在工作台上，工件固定在底座上。龙门架（3）固定在床身（5）上，龙门架上装有两个测量架。（见图3）测量架可通过手轮（8、9）进行水平方向粗调，通过手轮（10、11、12、13、20、21）进行垂直方向粗调。八个电感轴向测头（DGC－8ZG／A）（A₁，A₂，A₃，A₄；B₁，B₂，B₃，B₄）装在左右测量架上，由螺旋千分尺手轮（14、15、16、17、18、19、22、23）对电感测头进行微调。将1米工字基准尺放在底座上，（见图4）由底座的侧面C与底面B定位。分别由垂直与水平方向安装的轴向电感测头与基准尺接触并调整零位。工作台带动基准尺移动1000毫米，电感测头按规定的采样间隔进行采样，采样的位置由磁栅尺给于控制。磁头装在磁头架上，磁头架装在工作台上。磁栅尺安装在固定在床身上的支架上，磁栅尺与工作台运动轨迹平行0.015毫米，第一个采样点由集成电路接近开关控制，定位精度△S≤0.02毫米。采样信号经电感测微仪→放大器→A／D→APPLEⅡ。由垂直方向安装的电感测头测得的形状曲线记为f（y）；由水平方向安装的电感测头测得的形状曲线记为f（x）。f（y）与f（x）即为二条误差补偿曲线。

测量过程：把基准直尺从底座上取下，将直线导轨放在底座上，由底座的C、B面定位，垂直方向用螺钉压紧，水平方向用压板压紧。（见图3）

将四个与滚道半径相同（或接近）的测量钢球分别放入四个滚道内，（见图3），（滚道半径通过量棒与滚道配接触确定）测量钢球用限位爪限位。八个电感测头分别与四个测量钢球接触并调整零位。工作台带动工件移动1000毫米。主机接到零位信号后开始采样。由于直线导轨滚道有误差，使测量钢球发生偏移，由电感测头感受偏移量，拾取原始信号，八路误差信号分别依次经过带多路开关的电感测微仪→放大器→A／D→APPLEⅡ。这八条原始误差信号f（A₁），f（A₂），f（A₃），f（A₄），f（B₁），f（B₂），f（B₃），f（B₄）。

经过误差补偿后工件的真实形状误差曲线记为：

F（A₁）＝f（A₁）－（y） F（A₂）＝f（A₂）＋f（y）