Лінійні направляючі рейки служать основними компонентами передачі в точності обладнання, таких як верстат CNC та автоматизовані виробничі лінії. Їх розмірна точність безпосередньо визначає точність позиціонування обладнання, експлуатаційну плавність та термін служби.
Наприклад, у напівпровідникових фотолітографічних машинах похибка прямолінійності направляючих рейок повинна контролюватися в межах 0,1 мкм. Якщо цього не зробити, це спричинить нерівність у моделях впливу мікросхем. Під час точної обробки, якщо позиційна толерантність кріпильних отворів на розсувному блоці перевищує 0,05 мм, це призведе до неприйнятної шорсткості поверхні на заготовці.
Тому систематичне та стандартизоване розмірне вимірювання є критичним кроком у забезпеченні продуктивності направляючих рейок.
Інструменти вимірювання, необхідні для лінійних направляючих рейкових розмірів
(I) Загальні вимірювальні інструменти
Верньє суппортер
Верньє супорти класифікуються на три точні сорти: 0,02 мм, 0,05 мм і 0,1 мм, при цьому 0,02 мм є найбільш широко використовуваним. При вимірюванні ширини рейки зовнішні вимірювальні щелепи повинні повністю контактувати з обома бічними поверхнями рейки, забезпечуючи перпендикулярність до осі рейки. Для вимірювання діаметра для кінцевих отворів повзунка проведіть декілька вимірювань при різних орієнтаціях і в середньому результати, щоб уникнути помилок, спричинених явністю. Відповідно до щоденного механічного посібника з вимірювання вимірювання, очищення вимірювальних поверхонь та перевірка нульової помилки, закривши основні та шкали верньє, є обов'язковими перед вимірюванням.
Мікрометр
Зовнішні мікрометри, як правило, використовуються для вимірювання діаметрів кулі, тоді як внутрішні мікрометри відповідають інспекції глибини залізничного канавки. При вимірюванні діаметрів кульки злегка контактують з кульовою поверхнею з ковзками мікрометра і нанесіть постійну силу вимірювання 5-10n за допомогою механізму храповика. Згідно з технологією механічного виробництва, мікрометри досягають точності 0,001 мм, але потребують нульових калібрування перед використанням та уникненням помилок теплового розширення від коливань температури під час вимірювання.
(Ii) Геометрична вимірювальна інструмент
Індикатор набору та індикатор тесту набору
Зафіксуйте індикатор набору до повзунка рейки за допомогою магнітної основи. Перемістіть повзунок рівномірно по всій довжині рейки; Помилка прямолінійності визначається діапазоном відхилення голки. Наприклад, відхилення голки на 0,02 мм перевищує толерантність для тривалої рейки 1м -, що вимагає калібрування. Дослідження інспекції точки зору залізниць машин визначає, що попереднє навантаження на 1-2 мм повинно бути застосовано до калібрувальної головки для усунення ефектів люфти.
Лазерний інтерферометр
Цей інструмент генерує перешкоди між лазерним променем та відбитними дзеркалами. Прямості відхилення змінюють фазу бахроми, що дозволяє автоматичному обчисленню системи помилок. Для посібників з напівпровідникового обладнання, роздільна здатність досягає 0,1 мкм, що дозволяє повному - Мікрон довжини - точність рівня. Наприклад, лінія виробництва фотолітографії, що використовує лазерні інтерферометри Renishaw XL-80, підтримує прямоту в межах 0,3 мкм/м.
(Iii) Спеціалізовані інструменти структурного вимірювання
Датчик нитки
Перевірка нитків для встановлення залізничних отворів вимагає відповідності GO і ні - GO Датчики. Датчик GO повинен вільно гвинкувати різьбовий отвір, тоді як ні - GO GOUGE не повинен займатися поза двома ними. Відповідно до посібника з дизайну машини, зона допускання діаметром кроку для нитки M6 × 1,0 становить ± 0,05 мм, що вимагає перевірки при декількох орієнтаціях.
Steer gater
Вимірювання зазору між рейкою та кріпильною основою вимагає наборів датчиків, що знаходяться з кроком 0,01 мм. Вставити вимірювальні вимірювальні вимірювання; Значення вимірювання - це наступний товстий калібрування, який неможливо вставити. Установки автомобільної виробничої лінії демонструють, що зазори перевищують 0,05 мм, збільшують експлуатаційну вібрацію на 30%, значно компрометуючи стабільність обладнання.
Вимірювання ключових розмірних параметрів лінійних направляючих рейок
(I) Вимірювання довжини рейки
Метод рулетки
Для рейок нижче 3 м використовуйте 5 -метрову стрічку. Два оператори зобов’язані тримати стрічку паралельно осі рейки та запобігти деформації натягу. Вимірюючи 2 -метрову рейку, прочитайте як на кінці, так і в середній точці, а потім в середньому. Одиночна - Помилка вимірювання повинна контролюватися в межах ± 0,5 мм.
Метод лічильника лазерної відстані
Для довгих рейок використовуйте вимірювання секцій: вимірюйте менше або дорівнює 5 м сегментів із 100 -мм перекриттями між сусідніми ділянками. Набір даних накладання для загальної обчислення довжини. Для 10 -метрового вимірювання рейки розділіть на три сегменти з компенсацією температури (застосований коефіцієнт 11 мкм/ градус). Кінцева точність досягає ± 1 мм.
(Ii) Вимірювання радіуса канавки
Використовуйте профілометри для не - контактного сканування на 10 мм/с з інтервалом відбору проб 0,01 мм. Дослідження за допомогою інституту підшипника вказує на стандартні радіуси канавки дорівнює 1,05 × кулі (наприклад, радіус 6,3 мм для 6 мм кульок). Толерантність вимірювання повинна бути в межах ± 0,02 мм.
(Iii) Толерантність до встановлення отвору для повзунка
Проведіть вимірювання за допомогою координатної вимірювальної машини (CMM) в контрольованому середовищі (20 ± 2 градусів). Закріпіть повзунок до таблиці, встановіть отвір дату як координат, а потім вимірюйте координати, що залишилися. Тлерантність від між отвором: ± 0,05 мм; Діагональне відхилення: менше або дорівнює ± 0,1 мм. Виробник точного машини, що виробник машин повідомив про зменшення дефектів встановлення повзунок від 12% до 1,5% після впровадження CMM.
(Iv) Перевірка прямолінійності
Trailedded - Метод датчиків
Виберіть випрямлення на 200 мм довше рейки. Міцно притисніть його до поверхні залізниці і вимірюйте максимальний зазор за допомогою датчиків. Для випробування на 2 м за допомогою 2,5 -м випрями прямим відкидається, якщо вставка датчика перевищує глибину 150 мм, що вимагає корекції шліфування.
Метод лазерного інтерферометра
Посилання на положення та рухомі дзеркала на 1 м один від одного. Зберіть дані, переходячи рухоме дзеркало вздовж рейки. Відповідно до звіту про дослідження застосування лазерного інтерферометра, помилка прямолінійності повинна бути меншою або дорівнює 0,4 мкм/м. Перевищення цього порогу вимагає компенсації ручного вискоблювання або компенсації ЧПУ.
Забезпечення точності вимірювань для лінійних направляючих рейок
(I) екологічний контроль
Контроль температури
Коефіцієнт теплового розширення матеріалів залізниць становить приблизно 11 × 10⁻⁶ градусів, що спричиняє зміну довжини 11 мкм на ступінь для 1 м. Отже, вимірювання повинні відбуватися в константі 20 ± 2 градусів - температурному середовищі. Для високих вимірювань точних вимірювань - використовуйте температуру -, що регулюється коливанням камери, що обмежує камеру до ± 0,5 градусів.
Контроль вібрації
Покладіть гумові килимки демпфірування в області вимірювання та закріпіть інструменти до гранітних поверхневих пластин. Дані з лабораторії точного вимірювання показують вібраційні перешкоди на лазерних інтерферометрах, що зменшуються з 0,3 мкм до 0,05 мкм після впровадження заходів демпфування.
(Ii) Оперативні стандарти
Pre - підготовка вимірювання
Чисті залізничні поверхні безводним етанолом для видалення масляних та металевих сміття. При калібруванні штангенциркулях верньє повністю вирівнюйте основні та верньє лусочки на нулі. Індикатори набору вимагають 1/3 повного - Шкала попереднього завантаження для усунення реакції передачі.
Виконання вимірювання
Підтримуйте швидкість руху інструменту на 5-10 мм/с без раптових зупинок. Для лазерних інтерферометрів попередньо розігрійте протягом 30 хвилин до стабільності, регулюючи оптичний шлях, щоб забезпечити відбивну інтенсивність лазера перевищує 80%.
(Iii) Обробка даних
Усереднення декількох вимірювань
Вживати більше або дорівнює 3 вимірювань за розмір. Обчисліть стандартне відхилення за допомогою формули Бесселя:
σ=∑i =1 n (xi - x‾) 2n - 1σ=n−1∑i=1n(xi−x)2
RemeAdure Якщо стандартне відхилення перевищує одну - третину допустимої помилки.
Пристосування даних та компенсація помилок
Для даних про прямолінійність встановіть довідковий рядок через найменше - квадрати, що підходять для обчислення відхилення в кожній точці. За стандартним GB/T 1958-2017 рр. Впроваджуйте компенсацію помилок ЧПУ, щоб підвищити точність залізниць до специфікацій.,
Вимірювання вимірювання лінійних посібників є основним процесом для забезпечення точності роботи промислового обладнання. Завдяки відповідному вибору вимірювальних інструментів, стандартизованого виконання процедур, суворого контролю навколишнього середовища та інтеграції вдосконалених методів обробки даних, точність вимірювання може бути ефективно підвищена.
Оскільки розумне виробництво продовжує підвищувати точні вимоги до обладнання, майбутні технології вимірювання розвиватимуться до Non - контактних, автоматизованих та інтелектуальних рішень. Сюди входить прийняття систем вимірювання машинного зору та AI - алгоритм компенсації помилок, що надає інновації в метрологічній технології.
