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萬能工具顯微鏡的數(shù)顯技術(shù)改造
2011-10-08
本文介紹對萬能工具顯微鏡的數(shù)顯技術(shù)改造，萬能工具顯微鏡可以測量零件的長度、角度、螺紋等諸多幾何量參數(shù)，是長度計量檢測中使用最多的一種測試儀器，因此廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工業(yè)的各類企業(yè)。但隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展以及科技的進(jìn)步，傳統(tǒng)的老式萬工顯已難以滿足要求，因此很有必要對其進(jìn)行技術(shù)改造。
一、數(shù)顯系統(tǒng)的改型
根據(jù)用戶多年在設(shè)備中應(yīng)用光柵、磁柵以及球柵數(shù)顯系統(tǒng)的經(jīng)驗，比較不同數(shù)顯系統(tǒng)的特點并通過性能和精度檢測，選擇KG1型高精度光柵數(shù)顯系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有制造精度高、穩(wěn)定性好、可靠性好以及安裝簡單、調(diào)試方便、對環(huán)境要求不高等優(yōu)點，適合用于萬工顯的改造。
根據(jù)JX7型萬工顯的測量范圍為縱坐標(biāo)200mm、橫坐標(biāo)100mm，選用KG1型測量范圍250mm和測量范圍100mm兩根光柵;選用配套的GS-2000型兩軸數(shù)顯表(最小分辨率為0.2μm)，它具有傳感器的接口，可與KG1型原裝計量傳感器進(jìn)行配套。
二、數(shù)顯系統(tǒng)的安裝
由于加裝數(shù)顯系統(tǒng)必須在不影響儀器原有光學(xué)系統(tǒng)的前提下進(jìn)行，所以采用圖1所示安裝方案：將250mm的長磁尺安裝在縱向?qū)к壍挠覀?cè)(左側(cè)是儀器原有的玻璃刻度尺)，因安裝位置所限右側(cè)須加裝一個支承塊，用來固定光柵的右端;100mm的光柵安裝在橫向?qū)к壍纳显L(圖1B處)。按照說明書上的安裝技術(shù)條件，分別將兩個尺子安裝基面調(diào)整到與縱、橫向?qū)к夁\(yùn)動方向(水平方向和垂直方向)平行，其平行度〈0.1mm(通常安裝時都能方便地調(diào)整到0.05mm以內(nèi))。
三、數(shù)顯系統(tǒng)的調(diào)試
縱坐標(biāo)的調(diào)試：取下一起縱向?qū)к壣系牟ＡЧぷ髋_，將一塊200mm的3等量塊兩端分別研上10mm的量塊附件，將其安裝在縱向?qū)к壒窝谢?見圖1量塊安置處)，使其與光柵尺安裝在同一直線上，以減少阿貝誤差。再用安裝在儀器橫向滑架上的計量傳感器測頭與量塊的一端接觸，此時數(shù)顯表開始計數(shù)，然后移動縱向?qū)к壥箓鞲衅鳒y頭與量塊的另一端接觸，在接觸的瞬間數(shù)顯表停止計數(shù)并保持?jǐn)?shù)據(jù)。數(shù)顯表的顯示值與量塊的實際尺寸之差就是數(shù)顯系統(tǒng)的差值。該差值若小于3μm則不必修正，若大于3μm時可根據(jù)差值的大小通過數(shù)顯表的誤差補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行線性補(bǔ)償，可使誤差小于規(guī)定的數(shù)值甚至接近于零。
以同樣的方法用100mm的量塊對橫坐標(biāo)進(jìn)行調(diào)試，此不贅述。
四、數(shù)顯系統(tǒng)的檢定
根據(jù)萬工顯檢定規(guī)程中的相關(guān)規(guī)定，需要檢定讀數(shù)裝置的示值誤差、讀數(shù)裝置的回程誤差和示值誤差。
(1)讀數(shù)裝置的示值誤差檢定
對數(shù)顯系統(tǒng)來說，讀數(shù)裝置的示值誤差就是數(shù)顯表的最小分辨率，即±0.5μm，無須檢定。
(2)讀數(shù)裝置的示值誤差的檢定(相當(dāng)于磁柵尺的重復(fù)性)
光柵尺讀數(shù)裝置就其構(gòu)造和原理來說是沒有回程誤差的，當(dāng)然這需要很高的工藝水平做保證。
通過用0.1μm的電感測微儀反復(fù)測試，光柵尺讀數(shù)裝置的回程誤差最大不超過0.5μm。
(3)示值誤差的檢定(相當(dāng)于磁柵尺的準(zhǔn)確性)
用檢定極限誤差不大于0.5μm的玻璃刻度尺作為標(biāo)準(zhǔn)，按照規(guī)程規(guī)定的條件方法對縱、橫向分別進(jìn)行檢定;若沒有玻璃刻度尺，可用萬工顯原有的刻度尺與光柵尺進(jìn)行比較檢定，并用儀器原有的示值誤差進(jìn)行修正，以確定光柵尺各被檢點的實際誤差，若有超差再用線性補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償。
五、結(jié)語
通過用數(shù)顯技術(shù)對萬工顯進(jìn)行改造，極大地提升了原有儀器的檔次，減輕了檢驗人員的勞動強(qiáng)度特別是保護(hù)檢驗人員的眼睛，同時避免了繁瑣的計算，顯著提高了測量效率和測量精度。
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