步距规的详细介绍
仪器信息网 · 2012-09-18 09:01 · 33728 次点击
1.步距规是什么
步距规是长度标准器,是由若干个量块(通常白色陶瓷量块)按一定间隔排列在基体中而成的长度标准器。
2.步距规的用途
步距规是《坐标测量机的验收检测和复检检测》国家标准GB/T16857-2-2006和国际标准ISO10360-2:2009强烈推荐的实物长度标准器,用于检测坐标测量机;
步距规是现场检测数控机床定位精度、校对激光干涉仪的实物长度标准器;
步距规亦可单独用于现场检测数控机床定位精度,经过误差修正,显著提高数控机床的定位精度和加工精度;(上海特略精密数控机床有限公司和中山市锐锋数控设备有限公司,单独使用我司代理安一步距规校准数控机床,使加工精度达到±3μm)
步距规还是国际计量委员会互认协议签约国进行长度测量比对时用的实物长度标准器。
3.步距规的术语
3.1步距——相邻测量块同向测量面之间的距离
3.2工作尺寸——各测量面中心区与零位测量面中心区之间的距离。
(注:中心区是以量面中心为圆心,2mm为半径的圆形区域)
3.3工作尺寸变动量——俗称量面平行度,是中心区最大工作尺寸与最小工做尺寸之差。使用中,尽量使仪器的测头(如杠杠千分表球测头)接触量面中心点,以减小测量不确定度。
3.4工作尺寸最大允许误差——工作尺寸偏差允许范围。此允许范围愈小愈好。世界著名的美国穆尔公司生产的超高精度步距规,工作尺寸480mm以内偏差不超过±0.2μm。
3.5工作尺寸稳定性——相对于上一次校准,工作尺寸的变化。步距规因意外跌落、冲击、碰撞及好奇者人为扳扭量块等非常影响,可能引起工作尺寸微小变化,这微小变化难以察觉发现,属“内伤”,足以使步距规丧失原有精度。步距规属极精密量具,制造者和使用者都应高度重视,防患于未然。安一公司专利——“带护栏步距规”可大大减少外力的不良影响,不仅精度高,稳定性也好。
4.步距规的结构型式
按测量块间有无研合垫块,分研合型和非研合型。研合型精度高,制造难度大;
按测量块是否凸出基体,分外凸型和内凹型。外凸型使用方便,但稳定性差;内凹型稳定性高,使用不方便。
日本三丰公司步距规属外凸研合型。德国KOBA公司步距规属内凹非研合型。
安一公司步距规除外凸研合型、内凹研合型外,新增专利结构——带护栏步距规。该结构步距规精度高、使用方便、稳定性好,深受用户欢迎。
5.高精度步距规——高精度步距规工作尺寸允许误差小:工作尺寸1000mm以下,允许误差±2.5μm;工作尺寸600mm以下,允许误差±1.8μm;工作尺寸300mm以下,允许误差±1.2μm。
日本三丰公司高精度步距规和安一公司1级步距规均符合上述要求。
检测坐标测量机和高档数控机床应使用高精度步距规。
6.注意事项:
轻拿轻放,防止碰撞;切勿拆卸,不可重装;定期校准,专人护防。手套口罩,隔热重要。
7.如何使用步距规
认真阅读使用说明书,牢记注意事项。查阅检验报告,反复核对误差补偿方向(正、负)和大小。7-1,现场检测数控机床,校对激光干涉仪
1)将步距规置于数控机床工作台上(最好提前一晚等温),使步距规与选定导轨平行(100:0.01即可)。用酒精棉签擦净步距规测量块量面;2)将装有杠杠千分表(分辨力1μm,重复性0.2μm,以下简称表)的磁力表座吸附在主轴头架上;3)将激光干涉仪的贴附式温度传感器吸附在步距规两端(不要碰动步距规);4)使表测头与步距规零位测量面中心区接触并压缩约15μm,使指针回零;5)移出移进表测头3-5次,观察表指针回零重复性应不超过0.5μm。6)把步距规当做被检测对象,从零位工作面开始检测。移出表测头,按选定的步距移动工作台。微调工作台使表针回零,由激光干涉仪读取检测值并记录。如此操作,直至检测完毕。7)如果检测结果与步距规工作尺寸实际值一致,说明激光干涉仪在该环境下可正常使用。如果检测结果与步距规工作尺寸实际值相差较大,需对激光干涉仪进行误差修正。然后用修正过的激光干涉仪再次检测步距规,直至检测结果与步距规工作尺寸实际值一致(误差小于1μm)。8)修正激光干涉仪误差的方法:用修改被测对象线膨胀系数的方法,使激光干涉仪检测结果等于步距规工作尺寸的实际值。如此,可提高激光干涉仪在现场环境下测量准确度。7.2检测数控机床坐标定位精度1)具体操作见7.1之1);
2)具体操作见7.1之2);
3)具体操作见7.1之4);4)具体操作见7.1之5);5)从步距规零位测量面开始,移出表测头,按选定的步距移动工作台。微调工作台,使表针回零。在光栅显示器上读取工作台移动量的显示值,记录此显示值;6)将各显示值与步距规各相应工作尺寸比较,得出工作台移动量的误差;7)将工作台移动量的误差,按数控机床操作系统使用说明进行误差补偿;8)重新执行上述操作程序1)至6),验证坐标定位系统误差修正的结果。
7.3检测数控机床导轨直线度对坐标定位精度的影响
将步距规沿选定导轨方向某一侧(如左侧)置于工作台上,执行以上1)至6)操作。再将步距规沿导轨方向另一侧(右侧)置于工作台上,执行以上1)至6)的操作。两次检测结果之差值,即反映该导轨直线度在水平方向对坐标定位精度的影响。将步距规用等高块垫高并置于工作台上,执行以上1)至6)操作,垫高前后两次检测结果之差值,即反映该导轨直线度在该垂直平面内对坐标定位精度的影响。导轨直线度影响因素不仅包含出厂前的导轨加工精度,还包含运输震动和安装调试过程对导轨直线度的综合影响。上述检测方法从使用者角度反映出该数控机床坐标定位系统精度对加工精度的可能影响。实际加工中,可能对工件某一局部区域加工精度要求特别高。利用步距规在该区域对现有机床定位精度进行特别修正,往往能取得意想不到的效果,不一定非要购置昂贵的更高档次数控机床。
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