适合多种测量仪器的直线度测评软件的开发

　　直线度测量是机械加工中常见而又重要的测量项目。目前直线度误差的检测仪器众多,既有水平仪、自准直仪、平直度量具等通用量仪,又有激光准直仪、双频激光干涉仪等专用量仪。由于各种仪器测量读出的数据类型不同,不同的数据类型在进行直线度误差评定处理前要进行不同的预处理,而目前现有的直线度误差评定软件大多是针对某一种测量仪器设计的。为此笔者对几种主要的直线度误差测量仪器的测量数据类型进行了分析,软件开发上结合了直线度误差的两类测量方法和符合最小条件的精确算法,不仅具有运算精度高、运算速度快的特点而且能与多种测量仪器配合使用。

　　1直线度误差的测量方法

　　1.1直线度误差的两类测量方法

　　在生产实践中有许多的直线度测量仪器。从测量方法上归纳,直线度误差的测量可分为角差法和线差法两类。

　　(1)角差法用自然水平面或光线作为测量基准,将被测表面分为若干段,用水平仪或自准直仪等小角度量仪,采用节距法逐段测出每段前后两点连线与测量基准之间的微小角度,然后经过数据处理,求出直线度误差。采用角差法进行直线度误差检测的优点是测量方便实用,缺点是测量时存在累积误差且数据处理比较复杂,需要将测量值进行一定的转换变成相对统一基准直线的累积值后,再应用两端点连线法或最小包容区域法等数据处理方法评定出直线度误差。

　　(2)线差法用模拟法建立理想直线,然后把被测实际线上各被测点与理想直线上相应的点进行比较,以确定实际线各点的偏差值。由于线差法测量得到的是相对统一基准直线的偏差值,因此其数据处理要比角差法简便,可直接应用两端点连线法或最小包容区域法评定出直线度误差。

　　1.2几种主要直线度误差测量仪器的测量数据类型分析

　　(1)水平仪是一种测量相对于水平面微小倾角的量具,采用节距法实现对直线度误差的测量。即由水平仪测量一个跨距内被测直线相对水平面的微小倾角,从测量原理上属角差法。生产实践中常用的水平仪有框式水平仪,合象水平仪、电子水平仪等,它们的测量数据的单位常用的有0.02mm/m、0.05mm/m等,测量跨距常用的有200mm、300mm等。

　　用水平仪测量得到的数据在进行直线度误差评定时,先要将读出的小角度值转变为相对值(即一个跨距内后点相对前点的高度差)。然后将各相对值进行累积,得到各点相对第一个点的高度差,即累积值。最后运用两端点连线法、最小二乘法或最小包容区域法等方法来评定直线度误差。

　　(2)自准直仪有光学自准直仪、光电自准直仪、光栅自准直仪等多种类型。用自准直仪测量直线度误差也是采用了节距法,与水平仪测量数据不同,自准直仪的分度值单位为秒(d),常用的有1''、0.2''等,其后续数据处理与水平仪类似。