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步距規(guī)在數(shù)控機(jī)床精度方面的應(yīng)用
閱讀：4048 發(fā)布時間：2017-7-27的競爭和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求，對機(jī)床提出了更高的定位精度、更小的公差及更高的進(jìn)給率。為了達(dá)到這些要求并生產(chǎn)出高品質(zhì)高精度的零件，必須要測量機(jī)床的三維體積定位精度。
二十年前，機(jī)床的zui大定位誤差為絲桿的螺距誤差及絲桿的熱膨脹誤差。但現(xiàn)在上述的大部份誤差已被大幅度降低，機(jī)床的主要誤差轉(zhuǎn)而變成垂直度誤差和直線度誤差。為了達(dá)到高的機(jī)床三維空間定位精度，機(jī)床上所有的 3 個位移誤差、 6 個直線度誤差和 3 個垂直度誤差都必須得到測量與補(bǔ)償。用傳統(tǒng)的量塊來測量直線度和垂直度誤差是較困難并費時費錢的，通常需要停機(jī)數(shù)日并要求有經(jīng)驗的行家來進(jìn)行測量。用激光干涉儀來測量，方便、快捷準(zhǔn)確，但是幾十萬元的儀器購買成本又太高，這是一般企業(yè)所難以承受的，而且對于生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的企業(yè)而言，用它來進(jìn)行上門服務(wù)是不現(xiàn)實的。所以很多企業(yè)都選用價格不高，方便測量和攜帶的步距規(guī)。
步距規(guī)也叫節(jié)距規(guī)，階梯規(guī)，它由精密的量塊直線排列，*固定于一個堅固的框架中，框架表面進(jìn)行噴塑或鍍層保護(hù)處理，可用于檢測機(jī)床工作臺移動精度和校準(zhǔn)三坐標(biāo)測量機(jī)，便于調(diào)整機(jī)床以補(bǔ)償誤差，提高設(shè)備定位精度。
現(xiàn)有的步距規(guī)有以下幾種：
1、用于水平測量(X、Y坐標(biāo))的臥式步距規(guī)；
2、用于垂直測量(Z坐標(biāo))的立式步距規(guī)；
3、用于水平和垂直測量的立臥兩用步距規(guī)。
步距規(guī)是一種高精度量具，工作量塊有鋼質(zhì)和納米陶瓷兩種。因鋼質(zhì)量塊易生銹不易養(yǎng)護(hù)且不耐磨損，絕大多數(shù)客戶選用陶瓷量塊步距規(guī)，與國外應(yīng)用情況一致。現(xiàn)新制定的陶瓷量塊標(biāo)準(zhǔn)已列入國家標(biāo)準(zhǔn)。
步距規(guī)的工作尺寸是指各量塊外露部分工作面中點間的距離。使用步距規(guī)前，應(yīng)用潔凈脫脂棉（可沾少許航空汽油120#）擦凈各工作表面。對鋼質(zhì)量塊，使用前需除凈防銹油，使用中勿用手指觸摸量塊工作面（手汗極易使鋼質(zhì)量塊生銹），用完后應(yīng)涂防銹油。陶瓷量塊不生銹且耐磨耐用。
檢測數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)方向定位精度:
將步距規(guī)放置在工作臺上并沿某一坐標(biāo)方向（X、Y、Z）調(diào)整基體使之與某一導(dǎo)軌方向平行（斜度100：0.01）。在主軸頭架上吸附剛性較高的磁力表座并裝上杠桿千分表（磁力表座和杠桿千分表的質(zhì)量一定要好，不然會影響測量精度）。因杠桿千分表的質(zhì)量對檢測結(jié)果影響較大，故應(yīng)選用精度高尤其重復(fù)性好（不超過0.001mm）的杠桿千分表。 測量時杠桿千分表測頭應(yīng)處于各量塊工作面中心區(qū)域。測量Z軸方向（垂直方向）定位精度時，應(yīng)將步距規(guī)直立放置進(jìn)行檢驗。 出廠檢驗報告已標(biāo)出步距規(guī)各工作尺寸偏差值，處理測量結(jié)果時應(yīng)將測得值加上工作尺寸的偏差值（帶正負(fù)號）。 修正后的測量結(jié)果即為各坐標(biāo)方向的定位誤差，將某坐標(biāo)方向各點的定位誤差記錄并繪成坐標(biāo)曲線，利用記錄和曲線圖，借助有關(guān)軟件進(jìn)行誤差修正。 陶瓷工作量塊的熱膨脹率為（9.5±1.0）×10-6 K-1，中間墊塊與鋼質(zhì)量塊的熱膨脹率為（11.5±1.0）×10-6 K-1；當(dāng)環(huán)境溫度偏離20°C，還應(yīng)考慮溫度變化可能引起的測量誤差。
目前，國內(nèi)外比較的步距規(guī)品牌有：美國穆爾、日本三豐、中國鑫量，它們的精度等級均能滿足于檢測機(jī)床工作臺移動精度和校準(zhǔn)三坐標(biāo)測量機(jī)。就價格而言，美國穆爾遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于日本三豐和鑫量兩個品牌，而鑫量的價格在同等精度、質(zhì)量的前提下又僅僅是日本三豐的四分之一，采用全新的工藝和設(shè)計生產(chǎn)的新一代步距規(guī)，精度更高，結(jié)構(gòu)設(shè)計更為合理。工作量塊采用耐磨、防銹、研合性更好的陶瓷量塊，其使用壽命是鋼制量塊的 5-10倍。在不影響剛性和精度的前提下，結(jié)構(gòu)做了優(yōu)化設(shè)計，減輕重量，設(shè)計凹槽，方便提取儀器，加上定制周期較短，可以特殊定制規(guī)格和節(jié)距，所以更多的用戶更愿意選擇海爾式的國產(chǎn)步距規(guī)品牌——鑫量。