Lineaariset opaskiskot toimivat tarkkuuslaitteiden, kuten CNC -työstötyökalujen ja automatisoidujen tuotantolinjojen ydinvaihteistokomponentteina. Niiden mittatarkkuus määrittelee suoraan laitteen paikannuksen tarkkuuden, operatiivisen sileyden ja käyttöikä.
Esimerkiksi puolijohdefotolitografiakoneissa ohjauskiskojen suoravirhettä on ohjattava 0,1 μm: n sisällä. Sen tekemättä jättäminen aiheuttaa väärinkäytöksiä sirujen altistumismalleissa. Tarkkuuden koneistuksen aikana, jos liukulohkon asennusreiän asennustoleranssi ylittää 0,05 mm, se johtaa työkappaleen kohtuuttomaan pinnan karheuteen.
Siksi systemaattinen ja standardoitu ulottuvuusmittaus on kriittinen vaihe opaskiskojen suorituskyvyn varmistamisessa.
Lineaaristen ohjauskiskojen mitat tarvittavat mittaustyökalut
(I) Yleiset mittausvälineet
Vernier -paksuus
Vernier -paksuus luokitellaan kolmeen tarkkuusluokkaan: 0,02 mm, 0,05 mm ja 0,1 mm, 0,02 mm: n luokan ollessa yleisimmin käytetty. Kisanleveyttä mitattaessa ulkoisten mittausleuiden on täysin koskettava kiskon molemmat sivupinnat varmistaen samalla kohtisuorisuuden kiskon akseliin. Liukusäätimen kiinnitysreiän halkaisijan mittaamiseksi suorita useita mittauksia eri suuntauksiin ja keskimäärin tulokset, jotta voidaan välttää munasolun aiheuttamat virheet. Päivittäisen mekaanisen mittausoperaation standardi -käsikirjan mukaan mittauspinnat ja nollavirheen tarkistaminen sulkemalla pää- ja vernier -asteikot ovat pakollisia ennen mittausta.
Mikrometri
Ulkoisia mikrometrejä käytetään tyypillisesti pallon halkaisijoiden mittaamiseen, kun taas sisäiset mikrometrit sopivat kiskouran syvyystarkastukseen. Kun mitataan pallohalkaisijoita, kosket kevyesti kuulakalvojen pinta-alat micrometrin alasin ja aseta vakio mittausvoima 5-10N käyttämällä räikkämekanismia. Mekaanisen valmistustekniikan mukaan mikrometrit saavuttavat 0,001 mm: n tarkkuuden, mutta vaativat nollakalibrointia ennen lämpötilan vaihtelun lämpötilan käyttövirheiden käyttöä ja välttämistä mittauksen aikana.
(Ii) Geometrinen toleranssin mittausvälineet
Valintailmaisin ja valintakokeen ilmaisin
Kiinnitä valintaosoitus kiskon liukusäätimeen magneettisen pohjan avulla. Siirrä liukusäädin tasaisesti koko kiskon pituutta pitkin; Suoruusvirhe määritetään neulan taipuma -alueella. Esimerkiksi 0,02 mm: n neulan taipuma ylittää toleranssin 1M - pitkälle kiskolle, mikä vaatii kalibrointia. Konetyökalun opaskiskon tarkkuuden tarkastustutkimus määrittelee, että mittarin päähän on sovellettava 1-2 mm: n esittelyvaikutuksia vastavirtavaikutusten poistamiseksi.
Laserinterferometri
Tämä instrumentti tuottaa häiriöreunat lasersäteen ja heijastimen peilien välillä. Suorapoikkeamat muuttavat reunavaihetta, mikä mahdollistaa virhearvojen automaattisen järjestelmän laskennan. Puolijohdelaitteiden opaskiskojen kohdalla resoluutiot saavuttavat 0,1 μm, mikä mahdollistaa täydellisen - pituuden mikronin - tason tarkkuus. Esimerkiksi fotolitografiatuotantolinja, joka käyttää Renishaw XL-80 -laser-interferometrejä, ylläpitää kiskon suoraa 0,3 μm/m.
(Iii) erikoistuneet rakennemittaustyökalut
Kiertomittari
Kisan kiinnitysreiän kierteiden tarkastaminen vaatii vastaavuutta GO: ta ja - GO -mittareita. GO -mittarin on ruudutettava vapaasti kierteitetyn reiän läpi, kun taas ei - GO -mittari ei saa kytkeä kahden langan kentän ulkopuolelle. Koneen suunnittelukäsikirjan mukaan M6 × 1,0 -kierteiden sävelkorkeuden halkaisijan toleranssivyöhyke on ± 0,05 mm, mikä edellyttää varmennusta useilla suuntauksilla.
Tuntomittari
Kisko- ja kiinnityspohjan välisen puhdistuman mittaus vaatii Wieer -mittarisarjoja, joiden paksuus on 0,01 mm. Aseta mittarit aukkoon; Mittausarvo on seuraava paksumpi mittari, jota ei voida asettaa. Autontuotannon linja -asennukset osoittavat, että välykset, jotka ylittävät 0,05 mm: n operatiivisen värähtelyn 30%, vaarantavat merkittävästi laitteiden vakauden.
Lineaaristen opaskiskojen avainulotteisten parametrien mittaaminen
(I) kiskon pituuden mittaus
Mittanauhamenetelmä
Käytä alle 3 metrin kiskoja 5 metrin teräsmitana. Kaksi operaattoria vaaditaan pitämään nauha kiskon akselin suuntaisesti ja estämään jännityksen muodonmuutokset. Kun mitataan 2 metrin kisko, ota lukemia molemmissa päissä että keskipisteessä, keskimäärin tulokset. Yhden - Mittausvirhe on ohjattava ± 0,5 mm: n sisällä.
Laser etäisyysmittausmenetelmä
Pitkien kiskojen osalta poikkileikkausmittaus: Mittaa vähemmän tai yhtä suuri kuin 5 miljoonaa segmenttiä, joiden vierekkäisten osien välillä on 100 mm päällekkäisyydet. Päällekkäiset tietojoukot kokonaispituuden laskelmalle. 10 metrin kiskon mittausta varten jaa kolmeen segmenttiin lämpötilan kompensoinnilla (11 μm/ asteen kertoimet). Lopullinen tarkkuus saavuttaa ± 1 mm.
(Ii) Racewayn uran säteen mittaus
Käytä profilometrejä ei -- -kontaktin skannaus nopeudella 10 mm/s 0,01 mm: n näytteenottoväleillä. Rolling -laakerin instituutin tutkimus osoittaa, että uran säteet ovat yhtä suuret kuin 1,05 × pallon halkaisija (esim. 6,3 mm: n säde 6 mm: n palloille). Mittaustoleranssin on oltava ± 0,02 mm: n sisällä.
(Iii) liukusäätimen kiinnitysreiän asennon toleranssi
Suorita mittaus koordinaattimittauskoneen (CMM) kautta valvotun ympäristön alla (20 ± 2 astetta). Kiinnitä liukusäädin taulukkoon, määritä perusaukko koordinaattina alkuperästä ja mittaa sitten jäljellä olevat reikäkoordinaatit. Reikien etäisyystoleranssi: ± 0,05 mm; Diagonaalinen poikkeama: vähemmän tai yhtä suuri kuin ± 0,1 mm. Tarkkuuskoneiden työkalujen valmistaja ilmoitti vähentyneiden liukusäätimien asennusvikoista 12%: sta 1,5%: iin CMM -toteutuksen jälkeen.
(Iv) Kiskojen suoruuden varmennus
SuoraEdge - Feeler -mittausmenetelmä
Valitse suorana 200 mm pidempi kuin kisko. Paina sitä tiukasti kiskon pintaa vasten ja mittaa maksimaalinen välys tuntemusmittarilla. 2 metrin kiskotestille, joka käyttää 2,5 metrin suoraa, suoruus hylätään, jos mittarin lisäys ylittää 150 mm: n syvyyden, mikä vaatii jauhamiskorjauksen.
Laser -interferometrimenetelmä
Asentoviite ja liikkuvat peilit 1 m toisistaan. Kerää tietoja kulkemalla liikkuvaa peiliä kiskoa pitkin. Laser -interferometrin sovellustutkimusraportti, suoruusvirheen on oltava pienempi tai yhtä suuri kuin 0,4 μm/m. Tämän kynnyksen ylittäminen edellyttää käsin kaavinta tai CNC -kompensointia.
Lineaaristen opaskiskojen mittaustarkkuuden varmistaminen
(I) Ympäristön hallinta
Lämpötilan hallinta
Kiskomateriaalien lämpölaajennuskerroin on noin 11 x 10⁻⁶/ aste, mikä aiheuttaa 11 μm: n muutos astetta kohti 1 metrin kiskolle. Mittausten on siis tapahtunut 20 ± 2 asteen vakiona - lämpötilaympäristössä. Korkealla - tarkkuusmittauksilla käytä lämpötilaa - ohjattuja kammioiden rajoittavia vaihteluita ± 0,5 asteeseen.
Värähtelyn hallinta
Aseta kumin vaimennusmatot mittausalueelle ja kiinnitä välineet graniitin pintalevyille. Tarkkuuden mittauslaboratorion tiedot osoittavat, että laser -interferometrien värähtelyn häiriöt ovat vähentyneet 0,3 μm: stä 0,05 μm: iin vaimennusmittausten toteuttamisen jälkeen.
(Ii) toimintastandardit
Pre - mittauksen valmistelu
Puhdista kiskopinnat vedettömällä etanolilla öljyn ja metalliroskien poistamiseksi. Kun kalibroidaan Vernier -paksuus, kohdista kokonaan pää- ja vernier -asteikot nollaan. Valintaosoittimet vaativat 1/3 täydellistä - asteikon esikuormitusta vaihdevaihteen poistamiseksi.
Mittaus
Pidä työkalujen liikkumisen nopeus nopeudella 5-10 mm/s ilman äkillisiä pysähtymisiä. Laser -interferometrien esilämmitys 30 minuutin ajan, kunnes se on vakaa, säätämällä optisen polun varmistamiseksi, että heijastunut laservoimakkuus ylittää 80%.
(Iii) tietojenkäsittely
Keskimäärin useita mittauksia
Ota suurempi tai yhtä suuri kuin 3 mittausta mitata kohden. Laske keskihajonta Besselin kaavan avulla:
σ=∑i =1 n (xi - x‾) 2n - 1σ=n−1∑i=1n(xi−x)2
Rematre, jos vakiopoikkeama ylittää yhden - kolmas sallitusta virheestä.
Tietojen sovitus ja virhekompensaatio
Suoratietojen osalta määritä referenssiviiva vähiten - neliöiden avulla, jotka sopivat poikkeaman laskemiseen kussakin pisteessä. Standardia kohti GB/T 1958-2017, toteuta CNC-virhekompensaatio kiskojen tarkkuuden nostamiseksi suunnittelumäärityksille.,,
Lineaaristen opaskiskojen mittamittaus muodostaa perustavanlaatuisen prosessin teollisuuslaitteiden tarkkuustoiminnan varmistamiseksi. Mittausvälineiden asianmukaisella valinnalla, menettelytapojen standardisoidun, tiukan ympäristönhallinnan ja edistyneiden tietojenkäsittelytekniikoiden integroinnin, mittaustarkkuuden avulla voidaan parantaa tehokkaasti.
Kun Smart Manufacturing jatkaa laitteiden tarkkuusvaatimusten nostamista, tulevat mittaustekniikat kehittyvät kohti ei -- yhteys-, automatisoituja ja älykkäitä ratkaisuja. Tähän sisältyy konekisojen mittausjärjestelmien ja AI - -käyttöisten virhekompensaatioalgoritmien omaksuminen, lisäinnovaatioiden lisääminen metrologiatekniikassa.
