直線導(dǎo)軌長1.7m,工作行程可達(dá)1.5m。導(dǎo)軌工作臺是裝有兩條滾動直線導(dǎo)軌,每條導(dǎo)軌上有兩個滑塊,以保證移動的穩(wěn)定性。
校直的兩個目標(biāo):
一.基準(zhǔn)導(dǎo)軌達(dá)的直線度誤差達(dá)在到規(guī)定范圍內(nèi);
二.兩條導(dǎo)軌之間的平行度誤差達(dá)到規(guī)定值。
輔助工具:帶磁座的千分表和水平儀(2um/200mm)
坐標(biāo)系設(shè)定如下圖所示:
基準(zhǔn)在左邊,被測導(dǎo)軌在右邊,從上向下俯視是測量系統(tǒng)的俯視圖,正向視圖為測量系統(tǒng)的主視圖。
根據(jù)使用坐標(biāo)系習(xí)慣,規(guī)定系統(tǒng)的俯視圖圖示所示的方向?yàn)?/span>X軸方向(水平)的正方向。
在鉛錘線上,設(shè)定主視圖所示向上的方向?yàn)?/span>Y 軸(鉛錘)的正方向。
圖2 系統(tǒng)主視圖
1.CCD有正反兩種安裝,當(dāng)CCD正裝時,測量系統(tǒng)給出的計算結(jié)果才與實(shí)際相符。如果反裝,則結(jié)果與實(shí)際方向相反,在修整導(dǎo)軌直線度時要特別注意。
2.視頻窗口的坐標(biāo)是以向右為X軸正向,向下為Y軸正向,原點(diǎn)在視頻窗口的中心。狀態(tài)欄(右下角)中的中心坐標(biāo)既是圖像中心在視頻窗口中的坐標(biāo)值,單位為像素。
(一) 校直的方案:
基準(zhǔn)導(dǎo)軌的理論基準(zhǔn)直線是空間的直線,因此在兩個相互垂直的平面(水平面和鉛垂面)分別校直。校直過程中,直線度誤差的測量也是在這兩個平面內(nèi)進(jìn)行的。坐標(biāo)系的設(shè)定和測量系統(tǒng)相同。由于導(dǎo)軌是剛性件,撓度較小,校直幅度不能過大,所以,校直的過程中,直線度誤差的計算采用最小二乘法。在校直的過程中,是以最小二乘中線作為基準(zhǔn)直線。在校兩條導(dǎo)軌平行程度時,也是采用最小二乘中線為基準(zhǔn)。
導(dǎo)軌和導(dǎo)軌基座的接觸是面接觸,導(dǎo)軌靠基座上的相互垂直的平面進(jìn)行定位。校直中,基座接觸面增加材料(墊薄片材料)遠(yuǎn)比去除材料(磨削或刮研)容易,所以,本校直實(shí)例采用增加材料(墊薄片材料),但只能達(dá)到數(shù)絲的精度(墊薄片材料厚度限制),要達(dá)到高的精度則需要用去除材料的方法。校直過程中的基準(zhǔn)直線實(shí)際是平行基準(zhǔn)導(dǎo)軌最小二乘中線并且通過極限點(diǎn)的直線。由于以基準(zhǔn)導(dǎo)軌最小二乘中線為基準(zhǔn)線,為調(diào)整方便,選取平行基準(zhǔn)線并且通過極限點(diǎn)的直線作為調(diào)整的基準(zhǔn),然后計算出各測點(diǎn)相對該調(diào)整基準(zhǔn)直線的偏移量,按其偏移量進(jìn)行調(diào)整。本校直例中,鉛垂面的極限點(diǎn)就是{zd0}值;水平面的極限點(diǎn)就是上側(cè)導(dǎo)軌的{zd0}值或下側(cè)導(dǎo)軌的最小值(去除材料(磨削或刮研)定義極限點(diǎn)是{zd0}值和最小值互換)。既是以平行最小二乘中線且通過該極限點(diǎn)的直線為基準(zhǔn)時,調(diào)整導(dǎo)軌只需墊薄片材料。具體如下:
1. 確定基準(zhǔn)導(dǎo)軌(由工藝師或生產(chǎn)廠家決定)并進(jìn)行校直,使其直線度誤差的值在規(guī)定的范圍內(nèi);
2.采用上述的方法校直第二條導(dǎo)軌。以校直好的基準(zhǔn)導(dǎo)軌作為基準(zhǔn)直線,使第二條導(dǎo)軌的最小二乘中線和基準(zhǔn)導(dǎo)軌的最小二乘中線達(dá)到規(guī)定的平行度誤差。
(二) 校直步驟:
1. 基準(zhǔn)導(dǎo)軌的校直
(1).利用空間直線度測量儀測量出導(dǎo)軌水平和鉛垂方向的直線度誤差,并且計算出各測點(diǎn)相對最小二乘中線的偏移量。
(2).根據(jù)計算結(jié)果的,確定直線基準(zhǔn)。然后根據(jù)相應(yīng)點(diǎn)的偏移量,為各處增加材料,調(diào)整好導(dǎo)軌,使其在兩個平面的直線度誤差達(dá)到要求。
2. 第二條導(dǎo)軌的平行度校直
(1).首先,測量出該導(dǎo)軌的直線度誤差和各測點(diǎn)的相對坐標(biāo)(偏移量)(第二條導(dǎo)軌只與下安裝臺面固連);然后,分別用水平儀測出兩條導(dǎo)軌起始點(diǎn)與結(jié)束點(diǎn)的角度差(聯(lián)結(jié)件之間均緊固),通過角度差和在長度方向的距離可以計算出首尾兩點(diǎn)的高度差。用千分表測出兩條導(dǎo)軌首尾端點(diǎn)水平方向平行度的變化量。
(2). 第二條導(dǎo)軌的調(diào)整必須以{dy}條(已校直過的)導(dǎo)軌為基準(zhǔn)。要使該導(dǎo)軌的調(diào)整基準(zhǔn)直線與基準(zhǔn)導(dǎo)軌的最小二乘中線(基準(zhǔn)導(dǎo)軌的理想直線基準(zhǔn))在鉛垂方向平行,即兩條理想基準(zhǔn)直線共平面(將這兩條異面直線平移到一個鉛垂面中能夠平行)。
兩條導(dǎo)軌有各自的坐標(biāo)系,設(shè)定兩坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸是平行的,即可以通過平動使兩坐標(biāo)系重合?;鶞?zhǔn)導(dǎo)軌和被調(diào)整導(dǎo)軌(第二條導(dǎo)軌)的空間位置如圖3所示,基準(zhǔn)導(dǎo)軌的坐標(biāo)系是Y1O1Z1,被調(diào)整導(dǎo)軌的坐標(biāo)系是Y2O2Z2?;鶞?zhǔn)導(dǎo)軌的首尾連線是AB,最小二乘中線是CD,被調(diào)整導(dǎo)軌的首尾連線是直線EF,被調(diào)整導(dǎo)軌的實(shí)際曲線是曲線EF。要使兩導(dǎo)軌平行,則需要在坐標(biāo)系Y2O2Z2中找到一條過極限點(diǎn)的直線作為調(diào)整基準(zhǔn),該直線必須平行坐標(biāo)系Y1O1Z1中的直線CD(基準(zhǔn)導(dǎo)軌的二乘中線)。水平測量儀測量出的角度差是AE與BF的角度差,根據(jù)兩導(dǎo)軌的水平距離和角度差可以計算出BI的高度。
{dy}步,在坐標(biāo)系Y2O2Z2中將EF旋轉(zhuǎn)到EK,KF=BI,則EK平行于AB。
第二步,在坐標(biāo)系Y2O2Z2中將EK旋轉(zhuǎn)到EG,使KG=AC-BD,則EG平行于CD。
第三步,在坐標(biāo)系Y2O2Z2中做一條過極限點(diǎn)且平行于EG的直線,本校直例中,鉛垂面的極限點(diǎn)就是{zd0}值,即圖中點(diǎn)E,所以,被調(diào)整導(dǎo)軌的調(diào)整基準(zhǔn)直線就是EG。
在確定EG后,可以根據(jù)被調(diào)整導(dǎo)軌的實(shí)際曲線EF的坐標(biāo)值計算出各點(diǎn)對應(yīng)的調(diào)整量(曲線EF各點(diǎn)相對直線EG的偏移量),如圖4 的虛線所示。
在調(diào)整時,兩坐標(biāo)平面一般不平行,但對調(diào)整得計算影響很小,可以忽略不計。同樣,在水平面內(nèi)調(diào)節(jié)時,其鉛錘面的影響也不予考慮。
(3).在水平方向的計算和調(diào)整與鉛垂方向是類似的,這里不再贅述。
圖4
直線導(dǎo)軌的安裝小結(jié)
A.基準(zhǔn)導(dǎo)軌的校直并固定;
B.第二條導(dǎo)軌的平行度校直,并與下安裝臺面預(yù)先連接(不緊固);
C. 基準(zhǔn)導(dǎo)軌和第二條導(dǎo)軌的滑塊與上工作臺面預(yù)先連接(不緊固),滑塊與上工作臺面反復(fù)在基準(zhǔn)導(dǎo)軌和第二條導(dǎo)軌上作全程的往復(fù)運(yùn)動,緊固基準(zhǔn)導(dǎo)軌的滑塊與上工作臺面,在緊固第二條導(dǎo)軌的滑塊與上工作臺面,{zh1}緊固第二條導(dǎo)軌與下安裝臺面。
注意:1.緊固力要均衡。
2. 在第二條導(dǎo)軌的平行度校直過程中,當(dāng)水平儀測出兩條導(dǎo)軌起始點(diǎn)與結(jié)束點(diǎn)的首尾兩點(diǎn)的高度差時,由于聯(lián)結(jié)件之間均緊固,高度差必然有縮小的效應(yīng),這是由于聯(lián)結(jié)件之間均緊固使上工作臺面有向中性基準(zhǔn)面的變形,所以,高度差應(yīng)放大1.1-1.3,并全部安裝后復(fù)檢查。
3. 磨削或刮研的方法校直導(dǎo)軌才能保證高精度和高剛度。
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