新型小尺寸直线度测量仪的研究

　　在目前的直线度测量方法中,等倾干涉仪多尺互检法测量精度高,但通过测微目镜测出干涉环的直径大大地影响了测量效率;各种准直光管及电子水平仪测量直线度存在的问题是由于板桥法的特点而产生的重复性误差和采样点偏差值的误差具有累加性;激光具有方向性好、光能量强等特点,因而激光准直仪在远距离的准直测量中具有显著的优越性,但不适用于小尺寸零件的测量。采用以/精密导轨作直线基准0的测量法,可实现对小尺寸零件直线度的测量,很显然在这种测量中运动误差直接影响零件直线度的测量精度,而且机械滑动摩擦和滚动摩擦导轨存在低速爬行以及精度越高加工成本越高等不利因素,不能很好地满足测量仪器的高精度、高速度、热稳定性好、低振动、爬行小、少污染以及降低成本等方面的要求。本文研究的新型小尺寸直线度测量仪,采用空气静压气浮导轨作测量直线基准,实现了小零件的直线度测量。仪器测量范围:50mm;精度:0.5Lm/50mm。

　　二、工作原理

　　新型小尺寸直线度测量仪的工作原理如图1所示。经过干燥、过滤处理后的压缩空气经供气管送往静压气浮导轨的进气孔,压缩空气使导轨的运动部件处于悬浮状态。测量前,通过计算机控制步进电机,调整运动部件的位置使变频涡流传感器的测头复位。将被测零件放在运动部件的工作台上,保证被测零件的测量直线与导轨运动方向一致。利用计算机调节采样参数。开始测量,步进电机驱动丝杠螺母机构带动运动部件沿导轨运动,传感器在相应的采样长度内测量零件上各点的值,并将此值转化为相应的频率值,经过计数电路对频率值进行计数后输入计算机。计算机对数据进行处理后,得到测量结果,该测量结果可用数据或图形方式在屏幕上显示,从而达到实时高效的直线度测量。

　　三、结构特点

　　本研究的关键在于气浮导轨。在该直线度测量仪中采用小孔节流与表面节流相结合的空气节流形式和刚度大、抗干扰力强、直线运动佳的全封闭式静压气浮导轨,其外部的供气管与导轨相连,避免了供气管对运动部件运动时产生不利干扰。在导轨与运动部件相闭合的四个面的中间各有一个节流小孔,气体由节流小孔流出,在导轨与运动部件之间的平面产生气膜使运动部件处于悬浮运动状态。采用这种静压气浮导轨结构,既有它的优点,同时也存在着一定的限制。因节流孔固定,不随运动部件运动,气流沿导轨与运动部件之间的平面间隙(近似为二维空间)流动必然存在着气压差,为保证较高的运行精度和承载能力,需将气压差限定在一定的范围内,因此运动部件沿运动方向上的长度也必然受到限制: