摘 要：介紹利用數(shù)顯式電子水平儀對(duì)長(zhǎng)導(dǎo)軌直線度進(jìn)行測(cè)量的新方法，在實(shí)際工作中提高工作效率和測(cè)量精度。

電子水平儀測(cè)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(duì)位置關(guān)系的基準(zhǔn)，同時(shí)也是整個(gè)機(jī)床運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)。以車(chē)床為例,，導(dǎo)軌的精度要求主要有以下三個(gè)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(chē)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(duì)加工精度的影響大,。臥式車(chē)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(guò)電子水平儀測(cè)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(cè)量原理

直線度的測(cè)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(zhǎng),，難以用平尺等作為基準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn),。通常對(duì)于大型工件直線度、平面度的檢測(cè)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(jiǎn)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(cè)量精度較低,，而且容易損壞,，測(cè)量?jī)A角范圍有限。同時(shí),，氣泡水平儀水準(zhǔn)泡中氣泡的長(zhǎng)度隨溫度變化而變化,，冬長(zhǎng)夏短，一般冬夏長(zhǎng)度相差3—4格,。為了克服氣溫在短時(shí)間內(nèi)的急劇波動(dòng)對(duì)讀數(shù)的影響,，通常可以采取雙向讀數(shù)法,，但這對(duì)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(cè)量的測(cè)試儀器，如nc車(chē)床,、銑床,、切削加工機(jī)床等設(shè)備的床面，其測(cè)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(cè)工件傾斜而傾斜時(shí)，其內(nèi)部擺錘因移動(dòng)所造成感應(yīng)線圈的電壓變化,。電容式水平儀的測(cè)量原理是采用一個(gè)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(wú)摩擦狀態(tài)。在擺錘的兩邊設(shè)有電極,，當(dāng)間隙相同的時(shí)侯電容量是相等,，當(dāng)水平儀受到待測(cè)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(cè)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(cè)量上的不足,，在實(shí)際的生產(chǎn)中采用電子水平儀測(cè)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(cè)量時(shí)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(jiǎn)單快捷,，且測(cè)量精度較高,，分度值可達(dá)到0.001mm/m，特別適用于小角度測(cè)量,、平面度測(cè)量,、垂直度測(cè)量，機(jī)床幾何誤差測(cè)量等,。測(cè)量的讀數(shù)可在電子顯示屏上直接讀取,，不存在測(cè)量讀數(shù)誤差，并且還提供了rs485通信接口,，可與計(jì)算機(jī)直接進(jìn)行數(shù)據(jù)通信完成對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和處理,。

利用數(shù)顯式電子水平儀逐檔測(cè)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(lái),。但取數(shù)后，進(jìn)行計(jì)算或作坐標(biāo)圖時(shí),，各類(lèi)專(zhuān)業(yè)書(shū)上所采用的方法差別較大,，常用的為作圖法和計(jì)算法。

例：如圖1所示,，用分度值0.001mm/m的電子水平儀測(cè)量1200毫米長(zhǎng)導(dǎo)軌,各點(diǎn)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(diǎn)是圖形直觀,，不需要較大的計(jì)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(cè)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(diǎn)

(1)進(jìn)行零點(diǎn)設(shè)計(jì)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(kāi)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(chē)間用檢測(cè)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(hào)相反。如果不是,，重復(fù)以上步驟,。

4 結(jié)語(yǔ)

采用電子水平儀測(cè)量導(dǎo)軌直線度相比較其它測(cè)量方法操作方便，讀數(shù)簡(jiǎn)單快捷,，且測(cè)量精度較高,，符合國(guó)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(shí),，利用電子水平儀可與計(jì)算機(jī)直接進(jìn)行數(shù)據(jù)通信從而完成對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和處理，方便使用計(jì)算機(jī)利用計(jì)算機(jī)評(píng)定直線度誤差,，克服了手工作圖評(píng)定直線度誤差的繁瑣,、粗糙性以及計(jì)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,。

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