Линейные направляющие рельсы служат основными компонентами передачи в точном оборудовании, таком как станки с ЧПУ и автоматизированные производственные линии. Их точность размеров непосредственно определяет точность позиционирования оборудования, сглаживание и срок службы.
Например, в полупроводниковых фотолитографических машинах ошибка прямых направляющих должна контролироваться в пределах 0,1 мкм. Неспособность сделать это приведет к смещению в моделях воздействия чипов. Во время точной обработки, если позиционная толерантность монтажных отверстий на скользящем блоке превышает 0,05 мм, это приведет к неприемлемым шероховатости поверхности на заготовке.
Следовательно, систематическое и стандартизированное измерение размера является важным шагом в обеспечении производительности направляющих рельсов.
Инструменты измерения, необходимые для размеров линейных направлений.
(I) Общие инструменты измерения
Вернье суппорт
Суппорты Vernier классифицируются на три точные оценки: 0,02 мм, 0,05 мм и 0,1 мм, при этом наиболее широко используется качество 0,02 мм. При измерении ширины рельса внешние измерительные челюсти должны полностью связаться с обеими боковыми поверхностями рельса, обеспечивая перпендикулярность к оси рельса. Для измерения диаметра монтажных отверстий ползунка проведите несколько измерений по разным ориентациям и средние результаты, чтобы избежать ошибок, вызванных овальностью. В соответствии с руководством по выполнению стандартной операции механического измерения, очистка измерения и проверки нулевой ошибки путем закрытия основных и верноевых шкал является обязательным перед измерением.
Микрометр
Внешние микрометры обычно используются для измерения диаметров шарика, в то время как внутренние микрометровые канавки. Проверка глубины. При измерении диаметров шарика слегка свяжитесь с поверхностью шарика с помощью наковальников микрометра и примените постоянную силу измерения 5-10N, используя механизм сфотографирования. Согласно технологии механического производства, микрометры достигают точности 0,001 мм, но требуют нулевой калибровки перед использованием и избеганием ошибок термического расширения от изменений температуры во время измерения.
(Ii) Инструменты измерения геометрической толерантности
Индикатор циферблата и индикатор теста циферблата
Исправьте индикатор циферблата на ползунке рельса с помощью магнитной основы. Перемещайте ползунок равномерно по всей длине рельса; Ошибка прямолинейности определяется диапазоном отклонения иглы. Например, отклонение иглы 0,02 мм превышает толерантность к длину 1M -, что требует калибровки. Исследования по проверке точности направляющей машины, что указывает на то, что предварительная нагрузка 1-2 мм должна быть применена к головке манометра, чтобы устранить эффекты обратной реакции.
Лазер -интерферометр
Этот прибор генерирует интерференционные полосы между лазерным пучком и зеркалами отражателя. Отклонения прямых отклонений изменяют фазу полости, позволяя автоматическому расчету системных значений ошибок. Для направляющих по полупроводниковому оборудованию резолюции достигают 0,1 мкм, что позволяет полной - длины микрон - Точность уровня. Например, производственная линия фотолитографии с использованием лазерных интерферометров Renishaw XL-80 сохраняет прямолинейность в пределах 0,3 мкм/м.
(Iii) Специализированные инструменты измерения структурного измерения
Резьба
Просмотр резьбов монтажного отверстия железнодорожных отверстий требует сопоставления GO и NO - GO Датчики. Манометр GO должен свободно проникнуть через резьбое отверстие, в то время как no - Lauge не должен занимать за пределы двух шагов резьбы. Согласно справочнику дизайна машины, зона толерантности диаметра шага для потоков M6 × 1,0 составляет ± 0,05 мм, что требует проверки на нескольких ориентациях.
Щупажие
Измерение зазора между рельсом и монтажной основой требует наборов калибра с приращением толщины 0,01 мм. Вставить датчики в разрыв; Значение измерения - это следующий более толстый калибр, который не может быть вставлен. Установки автомобильной производственной линии демонстрируют, что зазоры, превышающие увеличение вибрации на 0,05 мм на 30%, что значительно ставит под угрозу стабильность оборудования.
Измерение ключевых параметров линейных направляющих
(I) Измерение длины рельса
Метод рубки
Для рельсов под 3 м используйте 5 -метровую стальную рулетку. Два оператора должны держать ленту параллельной оси рельса и предотвратить деформацию натяжения. При измерении 2 -метровой рельсы, возьмите показания на обоих концах и в середине точки, а затем средние результаты. Single - Ошибка измерения должна контролироваться в пределах ± 0,5 мм.
Метод измерителя лазерного расстояния
Для длинных рельсов используйте измерение секционных измерений: измерьте меньше или равные 5 -метровому сегментам с 100 мм перекрытиями между соседними секциями. Назначьте наборы данных для расчета общей длины. Для измерения рельса 10 м разделите на три сегмента с компенсацией температуры (применяется коэффициент 11 мкм/ градус). Окончательная точность достигает ± 1 мм.
(Ii) Измерение радиуса расовой трасс.
Используйте профилометры для не - контактного сканирования с 10 мм/с с интервалами выборки 0,01 мм. Исследования по институту подшипника Rolling Hearing указывают на стандартные радиусы канавки, равные 1,05 × диаметр шарика (например, радиус 6,3 мм для 6 мм шариков). Толерантность к измерению должна быть в пределах ± 0,02 мм.
(Iii) Положная лука
Провести измерение через машину измерения координат (CMM) в контролируемой среде (20 ± 2 градуса). Закрепите ползунок на таблицу, установите отверстие для датума в качестве координат происхождения, затем измеряйте оставшиеся координаты отверстия. Допуск на расстоянии между отверстиями: ± 0,05 мм; Диагональное отклонение: меньше или равно ± 0,1 мм. Производитель точного станка сообщил о сниженных дефектах установки слайдера с 12% до 1,5% после реализации CMM.
(Iv) Проверка прямолинейной прямолинейности
Fresherge - Метод датчика
Выберите линейку на 200 мм длиннее рельса. Прямо прижимайте его к поверхности рельса и измерьте максимальный зазор с помощью датчиков. Для 2 -метрового железнодорожного теста с использованием 2,5 -метрового подряд, прямолинейность отклоняется, если вставка датчика превышает глубину 150 мм, что требует коррекции шлифования.
Метод лазерного интерферометра
Положение ссылки и движущиеся зеркала на расстоянии 1 м друг от друга. Соберите данные, пройдя движущее зеркало вдоль рельса. Согласно отчету об исследовании применения лазерного интерферометра, ошибка прямолинейности должна быть меньше или равна 0,4 мкм/м. Превышение этого порога требует скребки рук или компенсации ЧПУ.
Обеспечение точности измерения для линейных направляющих рельсов
(I) Экологический контроль
Контроль температуры
Коэффициент термического расширения материалов железнодорожных материалов составляет приблизительно 11 × 10⁻⁶/ градус, что приводит к изменению длины 11 мкм на градус для 1 -метрового рельса. Следовательно, измерения должны происходить в константе 20 ± 2 градуса - температурной среды. Для высоких измерений - используйте температуру - контролируемая камера, ограничивающие колебания до ± 0,5 градуса.
Управление вибрацией
Положите резиновые демпфирующие коврики в зоне измерения и защищают приборы для гранитных поверхностных пластин. Данные из лаборатории измерения точности показывают интерференцию вибрации на лазерных интерферометрах, уменьшенных с 0,3 мкм до 0,05 мкм после реализации мер затухания.
(Ii) Оперативные стандарты
Pre - подготовка измерения
Чистые железнодорожные поверхности с безводным этанолом для удаления масляного и металлического мусора. При калибровании штангенциркуля Vernier полностью выровняйте основные и Вернье шкалы при нуле. Индикаторы набора требуют 1/3 полной - предварительную загрузку шкалы для устранения обратной реакции.
Выполнение измерения
Поддерживайте скорость движения инструмента на 5-10 мм/с без внезапных остановок. Для лазерных интерферометров предварительно нагреть в течение 30 минут до стабильного, регулируя оптический путь, чтобы гарантировать, что отраженная интенсивность лазера превышает 80%.
(Iii) обработка данных
Усреднение нескольких измерений
Возьмите больше или равен 3 измерениям на размер. Рассчитайте стандартное отклонение, используя формулу Бесселя:
σ=∑i =1 n (xi - x‾) 2n --1σ=n−1∑i=1n(xi−x)2
Remeasure Если стандартное отклонение превышает один - третьи допустимой ошибки.
Подгонка данных и компенсация ошибок
Для данных прямолинейности установите эталонную строку через наименьшие - квадраты, подходящие для вычисления отклонения в каждой точке. Согласно стандарту GB/T 1958-2017, реализуйте компенсацию ошибок с ЧПУ, чтобы повысить точность рельса до технических характеристик.,
Размерное измерение линейных направляющих рельсов представляет собой фундаментальный процесс для обеспечения точной работы промышленного оборудования. Посредством соответствующего выбора измерительных приборов, стандартизированного выполнения процедур, строгого контроля окружающей среды и интеграции расширенных методов обработки данных, точность измерения может быть эффективно повышена.
Поскольку Smart Manufacturing продолжает повышать требования точности для оборудования, будущие технологии измерения будут развиваться в направлении не -, автоматизированных и интеллектуальных решений. Это включает в себя принятие систем измерения машинного зрения и AI - алгоритмы компенсации с привлечением ошибок, дальнейшие инновации в технологии метрологии.
