Șinele de ghidare liniară servesc ca componente de transmisie de bază în echipamente de precizie, cum ar fi mașinile -unelte CNC și liniile de producție automatizate. Precizia lor dimensională determină în mod direct precizia de poziționare a echipamentului, netezimea operațională și durata de viață a serviciilor.
De exemplu, în mașinile de fotolitografie cu semiconductor, eroarea de dreptate a șinelor de ghidare trebuie controlată la 0,1 μm. Nerespectarea acestui lucru va provoca alinierea necorespunzătoare a modelelor de expunere la cipuri. În timpul prelucrării de precizie, dacă toleranța pozițională a găurilor de montare pe blocul glisant depășește 0,05 mm, va duce la o rugozitate inacceptabilă a suprafeței pe piesa de prelucrat.
Prin urmare, măsurarea dimensională sistematică și standardizată este un pas critic în asigurarea performanței șinelor de ghidare.
Instrumente de măsurare necesare pentru dimensiunile feroviarelor de ghidare liniară
(I) Instrumente generale de măsurare
Etrier Vernier
Etrierele Vernier sunt clasificate în trei grade de precizie: 0,02mm, 0,05 mm și 0,1 mm, gradul de 0,02 mm fiind cel mai utilizat. Când măsurați lățimea șinei, fălcile de măsurare externe trebuie să contacteze complet ambele suprafețe laterale ale șinei, asigurând în același timp perpendicularitatea axei feroviare. Pentru măsurarea diametrului găurilor de montare a glisorului, luați mai multe măsurători la diferite orientări și medie rezultatele pentru a evita erorile cauzate de ovalitate. Conform manualului standard de funcționare mecanică de măsurare mecanică, curățarea suprafețelor de măsurare și verificarea erorii zero prin închiderea scărilor principale și vernier sunt obligatorii înainte de măsurare.
Micrometru
Micrometrele externe sunt utilizate de obicei pentru măsurarea diametrelor bilelor, în timp ce micrometrele interne se potrivesc inspecției de adâncime a canelurii. Atunci când măsurați diametrele bilei, contactați ușor suprafața bilei cu nicovalele micrometrului și aplicați o forță de măsurare constantă de 5-10N folosind mecanismul de clichet. Conform tehnologiei de fabricație mecanică, micrometrele obțin o precizie de 0,001 mm, dar necesită calibrare zero înainte de utilizare și evitarea erorilor de expansiune termică din variațiile de temperatură în timpul măsurării.
(Ii) Instrumente de măsurare a toleranței geometrice
Indicator de apelare și indicator de testare a apelării
Fixați un indicator de apelare pe glisorul de șină folosind o bază magnetică. Mutați glisorul uniform de -a lungul întregii lungimi ale șinei; Eroarea de dreptate este determinată de intervalul de deviere a acului. De exemplu, o deviere de ac de 0,02 mm depășește toleranța pentru o șină lungă de 1m -, necesitând calibrarea. Cercetările privind inspecția de precizie a șinei de ghidare a mașinii-unelte specifică faptul că trebuie aplicată o preîncărcare de 1-2 mm pe capul de ecartament pentru a elimina efectele de reacție.
Interferometru laser
Acest instrument generează franjuri de interferență între un fascicul laser și oglinzi reflector. Abaterile de dreptate modifică faza franjuri, permițând calcularea automată a valorilor de eroare. Pentru șinele de ghidare a echipamentelor cu semiconductor, rezoluțiile ating 0,1μm, permițând lungimea completă - micron - Precizie la nivel. De exemplu, o linie de producție de fotolitografie folosind interferometre laser Renishaw XL-80 menține dreptul feroviar la 0,3μm/m.
(Iii) Instrumente specializate de măsurare structurală
Fir
Inspectarea firelor de montare a șinei necesită potrivire și nu calibre -. Gatarul GO trebuie să se înșele liber prin gaura filetată, în timp ce gabaritul nu - nu trebuie să se angajeze dincolo de două gropi de fir. Conform manualului de proiectare a mașinii, zona de toleranță a diametrului pasului pentru firele M6 × 1,0 este de ± 0,05 mm, necesitând verificarea la mai multe orientări.
Gaug de senzație
Măsurarea clearance -ului dintre calea ferată și baza de montare necesită seturi de gabarite de simțire cu creșteri de grosime de 0,01 mm. Introduceți calibre în gol; Valoarea de măsurare este următorul ecartament mai gros care nu poate fi introdus. Instalațiile de linii de producție auto demonstrează că autorizațiile care depășesc 0,05 mm cresc vibrațiile operaționale cu 30%, compromitând semnificativ stabilitatea echipamentelor.
Măsurarea parametrilor dimensionale cheie ale șinelor de ghidare liniară
(I) Măsurarea lungimii șinei
Metoda de măsurare a benzii
Pentru șinele sub 3 m, utilizați o măsură de bandă de oțel de 5 m. Doi operatori sunt obligați să mențină banda paralelă cu axa feroviară și să prevină deformarea tensiunii. Când măsurați o șină de 2 m, luați lecturi la ambele capete și la nivel mediu, apoi medie rezultatele. Eroarea de măsurare unică - trebuie controlată în ± 0,5mm.
Metoda contorului de distanță laser
Pentru șinele lungi, folosiți măsurarea secțională: măsurați mai puțin sau egal cu 5m segmente cu suprapuneri de 100 mm între secțiunile adiacente. Suprapune seturi de date pentru calculul lungimii totale. Pentru o măsurare a șinei de 10 m, împărțiți -vă în trei segmente cu compensarea temperaturii (11μm/ coeficient de grad aplicat). Precizia finală atinge ± 1mm.
(Ii) Măsurarea razei canalelor de curse
Utilizați profilometre pentru scanarea de contact non - la 10mm/s cu intervale de eșantionare de 0,01 mm. Cercetările efectuate de Rolling Rulging Institute indică raze standard de canelură egale cu un diametru de 1,05 × bile (de exemplu, rază de 6,3 mm pentru bile de 6 mm). Toleranța de măsurare trebuie să fie în termen de ± 0,02 mm.
(Iii) Toleranța poziției găurii de montare a glisantului
Efectuați măsurarea prin mașina de măsurare a coordonatelor (CMM) în mediul controlat (20 ± 2 grade). Asigurați glisorul pe tabel, stabiliți o gaură de date ca origine coordonată, apoi măsurați coordonatele rămase ale găurilor. Toleranță la distanțare a găurilor: ± 0,05 mm; Abatere diagonală: mai mică sau egală cu ± 0,1mm. Un producător de mașini -unelte de precizie a raportat defecte reduse de instalare a glisorului de la 12% la 1,5% după implementarea CMM.
(Iv) Verificarea dreptului feroviar
SIGTEDEDGE - Metoda Gauge Feeler
Selectați o dreaptă cu 200 mm mai lungă decât șina. Apăsați -l ferm pe suprafața feroviară și măsurați clearance -ul maxim cu manometre. Pentru un test feroviar de 2 m folosind un drept de 2,5 m, dreptatea este respinsă dacă inserția gabaritului depășește adâncimea de 150 mm, necesitând o corecție de măcinare.
Metoda interferometrului laser
Poziție de referință și oglinzi în mișcare la 1 m distanță. Colectați date traversând oglinda în mișcare de -a lungul șinei. Per Raportul de cercetare a aplicației cu interferometru laser, eroarea de dreapta trebuie să fie mai mică sau egală cu 0,4μm/m. Depășirea acestui prag necesită răzuire de mână sau compensare CNC.
Asigurarea preciziei de măsurare pentru șinele de ghidare liniară
(I) Controlul mediului
Controlul temperaturii
Coeficientul de expansiune termică a materialelor feroviare este de aproximativ 11 × 10⁻⁶/ grad, provocând o modificare a lungimii de 11μm pe grad pentru o șină de 1 m. Prin urmare, măsurătorile trebuie să apară într -un mediu de temperatură de 20 ± 2 grade -. Pentru măsurători de precizie ridicate -, folosiți o temperatură - camera controlată limitarea fluctuațiilor la ± 0,5 grade.
Controlul vibrațiilor
Așezați covorașe de amortizare a cauciucului în zona de măsurare și asigurați instrumente pe plăcile de suprafață din granit. Datele dintr -un laborator de măsurare a preciziei arată interferența vibrațiilor asupra interferometrelor laser reduse de la 0,3 μm la 0,05μm după implementarea măsurilor de amortizare.
(Ii) Standarde operaționale
Pregătirea de măsurare pre -
Curățați suprafețele feroviare cu etanol anhidru pentru a îndepărta uleiul și resturile metalice. Când calibrați etrierele vernier, aliniați complet cântarele principale și vernier la zero. Indicatorii de apelare necesită preîncărcare 1/3 completă - pentru a elimina reacția angrenajului.
Execuția măsurării
Mențineți viteza de mișcare a sculei la 5-10mm/s fără opriri bruște. Pentru interferometrele cu laser, preîncălziți timp de 30 de minute până la stabilă, reglarea căii optice pentru a se asigura că intensitatea laserului reflectată depășește 80%.
(Iii) Prelucrarea datelor
Medie mai multor măsurători
Luați mai mult sau egal cu 3 măsurători pe dimensiune. Calculați abaterea standard folosind formula lui Bessel:
σ=∑i =1 n (xi - x) 2n - 1σ=n−1∑i=1n(xi−x)2
RemeAsure Dacă abaterea standard depășește una - a treia din eroarea admisă.
Montarea datelor și compensarea erorilor
Pentru date de drept, stabiliți o linie de referință prin cel puțin - pătrate care se potrivesc pentru a calcula abaterea în fiecare punct. Pe GB/T 1958-2017 standard, implementați compensarea erorilor CNC pentru a ridica precizia feroviară la specificațiile de proiectare.,
Măsurarea dimensională a șinelor de ghidare liniară constituie un proces fundamental pentru asigurarea funcționării de precizie a echipamentelor industriale. Prin selectarea adecvată a instrumentelor de măsurare, execuția standardizată a procedurilor, controlul strict al mediului și integrarea tehnicilor avansate de prelucrare a datelor, precizia măsurării poate fi îmbunătățită în mod eficient.
Deoarece fabricația inteligentă continuă să ridice cerințele de precizie pentru echipamente, viitoarele tehnologii de măsurare vor evolua spre soluții de contact, automat și inteligente non -. Aceasta include adoptarea sistemelor de măsurare a viziunii mașinilor și algoritmii de compensare a erorilor alimentate AI -, care determină inovarea în tehnologia metrologiei.
