导轨直线度误差检测方法介绍

导轨直线度误差检测方法介绍

一、直经度的定义

限制实际直线对理想直线变动量的一种形状公差。由形状（理想包容形状）、大小（公差值）、方向、位置四个要素组成。用于限制一个平面内的直线形状偏差，限制空间直线在某一方向上的形状偏差，限制空间直线在任一方向上的形状偏差。

几何误差是指零件加工后的实际形状、方向和相互位置与理想形状、方向和相互位置的差异。在形状上的差异称形状误差，在方向上的差异称方向误差，在相互位置上的差异称位置误差。直线度在几何公差中是最基础的部分，按检测关系分直线度属于被测要素中的单一要素——指对要素本身提出形状公差要求的被测要素。

二、导轨直线度误差检测方法

直线度误差的检测方法很多。工件较小时，常以刀口尺、检验平尺作为模拟理想直线，用光隙法或间隙法确定被测实际要素的直线度误差。当工件较大时，则常按国标规定的测量坐标值原则进行测量，取得必要的一组数据，经作图法或计算法得到直线度误差，还有种高效的测量方法就是直接利用太友科技的数据采集仪连接百分表来测量，无需人工读数、作图、分析，采集仪会自动读数数据并进行数据分析，一旦测量结果不合格还会自动产生报警功能。

测量直线度误差常用的仪器有：框式水平仪、合象水平仪、电感式水平仪、自准直仪以及数据采集分析仪等。这类仪器的特点是：测定微小角度的变化，换算为线值误差。本实验用合象水平仪和数据采集分析仪来进行直线度测量。

1、利用合象水平仪测量直线度法

1）合象水平仪的介绍

合象水平仪采用光学放大，并以对称棱镜使双象重合来提高读数精度，利用杠杆和微动螺杆传动机构来提高测量精度和增大测量范围。将合象水平仪置于被测工件表面上，当被测两点相对水平线不等高时，将引起两气泡象不重合，转动度盘，使两气泡重合，度盘转过格数代表被测两点相对水平线的高度差，见图2-3。

合象水平仪最大测量范围：±5mm/m

分度值: i=0.01 mm/m

被测表面相邻两点高度差h与分度值i ,桥板跨距L ,刻度盘读数 a(格数)的关系如下:

h = i L a

例如: 当 i =0.01 mm/m, L=100mm , a=5(格) (将水平仪放在桥板上方即可得到支点为100 mm的距离)

则 h= i L a=×100×5=5(μm)

即此时一格则表示数值为1μm。

图3-2-1 合象水平仪结构图

1-底板 2-杠杆 3-支座 4-壳体 5-水准器支架

6、11-放大器 7-棱镜组 8-水准器 9-微分筒 10-螺杆

2）测量步骤

a.将被测导轨按桥板跨距分为n段,先将水平仪置于0—1段上,调节微分筒9,使错开的气泡象重合,见图3-2-1 (b),得到第一个测点数．依次在1-2，2-3，．．．等位置进行测量,则依次得到各测点读数；

b.仪器不要调头,从终点至起始点进行回测,得各段回测读数并记录.取各段测量，回测读数之平均值作为各段读数值；

c.进行数据处理并判断合格性；

3)数据处理：

其数据处理可采用计算法或作图法。以下介绍作图法。作图法的具体步骤如下：

a.选择合适的X轴,Y 轴放大比例。X坐标表示分段长度，Y坐标表示高度差的累计值；

b.根据各测点的累计值描点；

c.作起始点和终点的连线，并以两端点连线法为评定直线度的基准线。作两条平行线包容全部测量点，并平行于基准线。两平行线间的距离在纵坐标的截距，即为直线度误差；

例：用分度值: i =0.01 mm/m的合象水平仪检测某800mm长导轨的直线度，桥板跨距为100mm．测量数据列于表3-１。

表3-1

注:a1为第一点序的读数平均值

用累积值在坐标纸上作误差折线图,用作图法求最小包容区域及其在纵坐标上的。

截距a

图3-2-2 误差折线图

如图3-2-2所示，a=12（格）

直线度误差： f_=h=i L a

=(0.01/1000)×100×12×103

=12μm

本实验也可事先编制电算程序,将工件公差与测得值输入计算机，经计算机运算，并将误差折线与合格性判断打印或在屏幕上显示出来。电算程序的数学模型可这样建立，首先求该点相对第一点的斜率的最大与最小值，最小包容区域边界直线的斜率在此二值之间。根据对计算精度的要求，逐步向该斜率逼近。在该斜率下评判出的误差值最小。

2、利用数据采集仪连接百分表测量直线度误差的方法

测量仪器：偏摆仪、百分表、QSmart 数据采集仪。

测量原理：数据采集仪会从百分表中自动读取测量数据的最大值跟最小值，然后由数据采集仪软件里的计算软件自动计算出所测产品的直线度误差，最后数据采集仪会自动判断所测零件的直线度误差是否在直线度公差范围内，如果所测直线度误差大于直线度公差值，采集仪会自动发出报警功能，提醒相关操作人员该产品不合格。测量效果示意图：

利用数据采集仪连接百分表来测量直线度误差值的优势：

1）无需人工用肉眼去读数，可以减少由于人工读数产生的误差；

2）无需人工去处理数据，数据采集仪会自动计算出平行度误差值。

3）测量结果报警，一旦测量结果不在平行度公差带时，数据采集仪就会自动报警。以上资料由太友科技编辑—专业提供各种形状误差测量解决方案