第一节-直线度误差测量ppt课件.ppt

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1、第五章形位误差的测量§5-1直线度误差测量主要内容：1、有基准的测量方法（基准、仪器、辅具、特点、过程）直接测量法：统一基准（9种）间接测量法：节距法（3种）2、无基准的测量方法3、直线度误差的评定方法重点：节距法测直线度误差的评定方法任务：直线度误差的测量测量对象和被测量问题1：测量对象的特点？（工件、机床或标准器；形状、大小、轻重；材料）问题2：测哪里的直线度？（或外表面；水平或垂直面；平面或空间）问题3：测量有什么特点？问题4：与长度、角度、表面粗糙度测量有何不同？测量单位和标准量长度单位-um、秒量块、线纹尺光波波长电压、电流标准测量方法测量方案设计测量方法测量仪器安装、

2、定位测量精度方法精度仪器精度影响因素改善精度的措施一．基本概念1．直线度误差：被测实际线对其理想线的变动量。理想线的位置应符合最小条件。2．最小区域：包容被测实际要素时，具有最小宽度或直径的区域。3．直线度误差的评定原则基本原则：最小区域法。其他原则：贴切原则、最小二乘原则、两端点连线法。4．分类：平面线平面线直线度误差给定一个方向线给定两个方向空间线空间线直线度误差任意方向如下图所示，实际轴线为一空间线，它的形状误差可能发生在空间的任意方向，因此，必须用一个以公差值为直径的圆柱面的公差带，以限制这样的误差фf。实际轴线最小区域图二．测量方法分类：有两大类有测量基准：（1）直接测

3、量法——统一基准法（2）间接测量法——节距法无测量基准：（1）组合法（2）量规检验法（一）有基准的测量方法测量基准是对理想线的模拟，常用有实物基准：标准平面、平尺、平晶、钢丝重力水平基准，自然基准光线基准：以光的直线传播为基准1．直接测量法——统一基准法用模拟法建立理想直线作为测量时的统一基准，将被测实际线上各被测点与理想线上相应点比较，以此确定其偏差，最后经数据处理，评定直线度误差。特点：测得值既统一的坐标值。测量基准：刀口尺、平尺或量块偏差值：用光隙的大小类判断范围，用途：磨削或研磨的较短表面，如图5-1特点：简便，测量精度可达到1—3m，但难于定量测量。图5-1　刀口尺法

4、测偏差值具体方法：经验估读；与标准光隙作比较标准光隙：用量块研合在平晶上与刀口尺组成。（1）刀口尺法：（3）测微仪法：测量基准：测量平板或基准平尺。偏差值：用测微仪或指示表测得。用途：适用中等尺寸的工件测量。测量基准：张紧的钢丝偏差值的获得：读数装置（显微镜）沿被测表面移动，通过显微视场观察并测量钢丝相对视场中央水平线的偏差。用途：测量较长机床导轨水平面内（垂直面内不采用此法）的直线度误差。图5-3钢丝法（2）钢丝法：如图5-3所示。基准：平晶工作面。偏差值的获得：读取由平晶和被测表面形成的等厚干涉条纹的弯曲量，求得被测表面相对平晶标准平面的偏差。适用：高精度、光滑、小平面对长形

5、工件：可分段法测量，测得值通过图解法或计算法得到直线度误差（4）平晶法（5）光线基准法：测量基准为几何光线（A）传统的光学准直法该法是利用测微准直望远镜光轴作为测量基准，通过靶标偏离光轴的情况来反映被测要素的直线度误差。参见图5-5图5-5光线基准法（B）现代激光准直法：以激光作为基准线。最基本的激光准直仪的原理如图5—6所示。光源一般为氦—氖激光器，输出功率为1—2mw。图5—6　激光准直法测直线度直线度误差通常可用下列公式来表示：Vx=VI＋VIV－VII－VIIIVy=VI＋VII－VIII－VIV克服激光束的漂移（角漂移和平行漂移）是提高激光准直技术的关键之一。克服激光束

6、漂移的影响的其他设计方案有：菲涅耳波带片法、零级条纹干涉法、不对称位相板法等。现代激光准直法，与传统光学准直法相比，照度高、有效工作距离长。（6）双光束准直系统这种方法的原理如图5-7所示。在原来激光准直仪的扩束系统之后增设一套光束变换棱镜系统Ａ，将原来的一束激光分为能量相近、相互平行或接近平行的两束光射出。当从望远镜出射的激光束发生平移、角漂移和变形时，由于棱镜组A的变换作用，使得通过棱镜A后出射的对称中心线并不发生变化。以双光束的对称中心线为空间准直基准线，从理论上讲，空间准直基准线的稳定性不再依赖激光束本身的稳定性。当棱镜组A安装在可靠的固定位置上时，便实现了空间基准线的高

7、度稳定，用具有双光电坐标的检测靶可测出这条中心线相对位置，便实现了高精度准直测量。分束变换棱镜组A的具体结构如图5-8所示，由图5-9可看出光束变换后的漂移是关于中心线对称的。在0～30m范围内可获得1×10－6的相对稳定精度。（7）相位测量型典型的例子是双频激光干涉仪直线度测量系统，图5-10是双频激光直线度测量系统，它的传感元件是由沃拉斯顿棱镜和一个二面反射镜组成。图5-10　双频激光干涉仪测量直线度式中：λ为激光波长；θ为沃拉斯顿棱镜出射光之间的夹角；N为计数电路的倍频数；