大尺寸量具检测装置的研制

　　1 概述

　　大尺寸量具(专用检具)在我厂的机客车生产中被广泛使用。由于此类量具的测量尺寸范围大,约从500mm~3 600mm不等有几十种,测量精度要求较高,约从?0.05mm到?0.5mm。以往需要计量人员使用量块、大型平尺和大型内径千分尺组合成被测量具的名义尺寸进行比较测量,这就造成工作量大,劳动强度高,测量精度低,已明显不适应现代生产的质量要求。为此,检测中心的计量人员自行设计制造了一台多用途的大尺寸量具(检具)综合检测装置。该装置采用了先进的磁栅数显检测技术,能够完成多种铁路专用检测器具的内外尺寸的直接测量。同时,该装置还可以完成对钢直尺、钢卷尺等线纹类量具的示值误差的检定,也可以检测平直类量具的直线度、平行度等形状位置误差,还可以检测专用工艺样板的相关刻线的尺寸距离。该装置结构简单,刚性良好,运动平稳,定位准确可靠。数字显示直观清晰,操作方便,能够显著提高检测精度和检测效率。

　　2 检测装置主要技术指标

　　2.1 检测装置的测量范围

　　2.1.1 内尺寸测量:0~4000mm;

　　2.1.2 外尺寸测量:100~4000mm;

　　2.1.3 中心尺寸测量:50~4000mm;

　　2.2 测量定位基准块重复定位精度:±0.002mm。

　　2.3 检测装置数显表分辨率:0.001mm、0.002mm。

　　2.4 检测装置数显系统最大响应速度:12m/min。

　　2.5 检测装置系统精度:±0.040mm/4m。

　　2.6 读数显微镜检测精度。

　　2.6.1 读数显微镜放大倍数:20倍;

　　2.6.2 读数显微镜工作物距:62mm;

　　2.6.3 读数显微镜测微鼓轮最小读数:0.01mm;

　　2.6.4 读数显微镜测量精度:±0.01mm;

　　2.7 万能表架与千分表检测精度:±0.002mm。

　　2.8 基座工作台面的直线度精度:0.015mm/m。

　　2.9 滚动直线导轨副综合精度:0.020mm/4m。

　　3 检测原理

　　为了完成长度大尺寸的直接数字化测量,设计检测装置的测量范围从0~4 000mm,数字化当量设为0.001mm,因此采用了高精度的带形磁栅尺和高分辨率的数显表。为了减少测量附件的更换和减少测量误差,采取了多功能一体化的结构设计。为了完成多品种量具的内外尺寸、中心尺寸和线纹类量具的检定,采取了标准平面定位和标准中心孔定位的基本原则。为了尽量做到符合阿贝原则,在保证刚性结构良好,运动平稳的前提下,均按最小结构和最短距离布置磁栅尺、测量运动拖架和被检量具的相对位置。采用了最新形式的高精度的滚动直线导轨副做滑动测量端的拖动机构,并要求固定测量定位端与滑动定位端置于等高的同一平面上。因此,大尺寸检测装置实现了机电一体化的检测技术,其检测原理如图1所示。