如何用鎂鋁平尺測量工件的垂直度與直線度測量系統評估方法

【一】、如何用刀口形（圓柱形）角尺測量工件的垂直度
被(bèi)測工件的垂直度誤差測量是與其精度的直角尺進(jìn)行比較進(jìn)行的。使用刀口形角尺的工作邊與被(bèi)測工件工作面(miàn)相接觸時(shí)，因接觸隻爲一條線，所以大多數的比較測量采用光隙法來判斷其垂直度誤差。測量時(shí)，慢慢的將(jiāng)角尺靠在被(bèi)測件的被(bèi)測部位上，避免角尺的任何部位與被(bèi)測件碰撞。鎂鋁平尺與被(bèi)測位置靠好(hǎo)後(hòu)，觀察角尺與被(bèi)測表面(miàn)之間的光隙大小和出現光隙的部位。根據光隙的大小和出現光隙的部位來鑒别其垂直度誤差的數值。
在觀察時(shí)，會(huì)出現四種(zhǒng)可能(néng)情況：無光，中間部位有很少的光，上端有光，下端有光。第壹種(zhǒng)情況說明被(bèi)測面(miàn)不僅直線度好(hǎo)，而且與基面(miàn)垂直；第貳種(zhǒng)情況說明垂直度好(hǎo)，但被(bèi)測面(miàn)得平直度不好(hǎo)；後(hòu)兩(liǎng)種(zhǒng)情況說明有垂直度誤差。
檢驗工件外角時(shí)，使角尺的内側測量面(miàn)也被(bèi)測工件測量面(miàn)接觸，使其短邊與工件貼合，其長(cháng)邊處光隙與标準光隙相比較測差值即爲垂直度誤差值。檢驗工件内角時(shí)，使角尺的外側測量面(miàn)與被(bèi)測件測量面(miàn)接觸，并使角尺短邊工作面(miàn)與工件表面(miàn)貼合，以其長(cháng)邊光隙的大小與标準光隙相比較，其差值即爲其垂直度誤差值。
【二】、平尺直線度測量系統評估方法
鎂鋁合金平尺是一種(zhǒng)具有平面(miàn)的尺形量規，一般用于以著(zhe)色法、指示表法檢驗平闆、長(cháng)導軌等的平面(miàn)度，也常用于以光隙法檢驗工件棱邊的直線度。平尺一般用花崗石制造，也有用鑄鐵或軸承鋼制造的。
按照平尺校準規範技術要求，對(duì)平尺直線度的測量采用橋闆測量法，該方法僅測量橋闆兩(liǎng)個支撐點的相對(duì)傾斜角度，然後(hòu)用各支撐點的測量數據評價其直線度。由于該方法隻使用了各支撐點的數據對(duì)整個測量面(miàn)進(jìn)行估算，無法對(duì)整個測量面(miàn)的所有數據進(jìn)行綜合評定，從而導緻測量誤差的産生。對(duì)平尺直線度測量的通用方法爲根據JJF1097—2003《平尺校準規範》中對(duì)平尺工作面(miàn)直線度測量的技術要求，采用橋闆測量法進(jìn)行直線度的測量。將(jiāng)電子水平儀或自準直儀反射鏡固定在橋闆上，橋闆按照設定的跨距在平尺工作面(miàn)上尾相接地移動，從電子水平儀或自準直儀上讀取儀器數據，然後(hòu)按照直線度評定方法進(jìn)行數據處理直線度測量結果。
根據實際需要，本文提出平尺直線度測量系統的技術方案，該系統可以實現對(duì)平尺工作面(miàn)被(bèi)測直線上所有點位的測量，測量結果，平尺校準數據的準确性，減小量值傳遞過(guò)程中的測量誤差。
1平尺直線度評估方法的基本思路按平尺直線度的檢測要求，提出該方法的實現步驟:
1)光電自準直儀光束校準。根據光電自準直儀和平尺平面(miàn)，對(duì)光束進(jìn)行校準，保持反射鏡和光電自準直儀處于水平。
2)設定橋闆跨距。根據不同尺寸的平尺，所需要采集點的數量也不同，并且需要跨距進(jìn)行調整。
3)采樣(yàng)。移動跨距，采集不同位置上各點的直線度相對(duì)值。
4)拟合。對(duì)采樣(yàng)點基于較小二乘法進(jìn)行實時(shí)直線拟合，根據多組數值進(jìn)行直線度拟合。
5)求解。對(duì)拟合數據進(jìn)行分析，并且評估其誤差值。
2基于較小二乘法的直線度評估方法在現有的實際測量中，常用3種(zhǒng)方法評估直線度，分别爲兩(liǎng)端點連線法、較小包容區域法和較小二乘法;由于兩(liǎng)端點連線法較爲簡便而廣泛應用于實際測量中，但是該方法測量的評估值誤差較大。因此，考慮到測量中所需要的精度，本文中采用較小二乘法對(duì)直線度進(jìn)行評估。
較小二乘法即爲求出一個較接近的理想直線，要求與這(zhè)條直線平行的兩(liǎng)條直線接近真實值，并且能(néng)滿足每個測量值到這(zhè)個直線的距離較小，這(zhè)時(shí)這(zhè)條直線即爲所求的較小二乘直線。在測量過(guò)程中，測量值的平方都(dōu)大于零，所求的較小二乘直線要使各點的偏差均爲較小，即爲各點測量值到較小二乘直線的平方和較小，所以較小二乘直線要盡可能(néng)的靠近這(zhè)些點的曲線。
該系統的要求:
1)與被(bèi)測量平尺接觸的位置需要平行度等精讀要求。
2)實現評定要求和準确度要求。
3)采集數據的間隔點需要在規範中規定值的範圍内。
4)實現上述方法的數據處理系統。
一般的，把整個系統分爲機械系統、硬件系統和軟件系統。