用多面体测试分度误差研究

　　一、引　言

　　用多面体为标准器,光电平行光管读数,对圆刻机分度误差进行测试研究。圆刻机分度的测试可由:(1)传统的四个显微镜组成的常角法进行测试,该法数据处理较为麻烦;(2)在圆刻机上装一对显微镜,在主轴上装上标准盘进行读数,该法还带进了度盘误差;(3)采用多面体和光电平行光管对国内外圆刻机进行测试,此法虽受多面体面数和精度的限制,但却简单易行,测试方便,测试数据直观、一目了然,对中高档圆刻机的分度测试比较合适。

　　二、精　度

　　作为比较测试用的多面体,原来不少单位采用英国制造的光学多面体,它由光学玻璃制成,然后涂上反射铝层,最常用的为36面体,其精度一般在±2″左右。随着我国工业的发展,国内很多单位能制造多面体。国产多面体大多为金属多面体,如浙江大学光仪厂先后制造了12面、36面和72面金属多面体,性能很好,经上海标准计量所检定,精度如表1所示。

　　从上述数据看国产的多面体和进口的多面体精度已相差不多,因此目前国内大多数单位使用的是国产多面体。

　　国内还在使用非整度的多面体,以便检出度盘的整度部分与光电管的刻度误差,这里不再赘述。

　　用作读数的光电平行光管,大多数单位也采用国产仪器,诸如计量科学仪器厂的产品性能较为稳定,最小格值达0.01″。

　　三、测试实例

　　用多面体测试圆刻机分度误差时,多面体装于圆刻机蜗轮主轴副上。为了减小误差,一般把多面体与主轴旋转中心的同心度校到0.02mm以内,并尽量校正多面体的水平,以减小多面体面型的塔差影响。光电平行光管装在固定于机座上的铁板上,为了减少杂散光的影响,光电平行光管的物镜尽量靠近多面体反射面,光电平行光管的灵敏度要调整到合适的当量。为了使测试数据更稳定可靠,测试前要进行预运转,如在晚上进行更好,可减小电压波动的影响,表2是部分测试数据的原始记录。显然,上面原始记录中算出的误差即为圆刻机每10°的分度误差。图1是用36面体测试KH500圆刻机的曲线图。

　　四、错位测试

　　为了改善圆刻机蜗轮副的啮合性能,蜗轮副中的蜗轮都是球面蜗杆,啮合的圆弧对500mm直径蜗轮的包角一般在10°以上。因此,采用36面体测试500mm圆刻机时,一般不会漏测粗大误差。但如果用36面体测试1000mm圆刻机或采用12面体、24面体测试500mm或1000mm圆刻机时,则就可能漏测粗大误差,这时,可用错位测试来预防。如12面体测试500mm圆刻机时可错位两次,即第一次安装使圆刻机0°对多面体0°,第二次安装圆刻机10°对多面体0°,第三次安装圆刻机30°对多面体0°。这样,仅用一只12面体,通过三次安装就可对圆刻机进行10°间隔的测试。错位测试亦可用来检验分度测试的可靠性,例如36面体,错位30°测试。表3是对KH500圆刻机错位30°的两组测试值,从表中可见其最大偏差为0.64″。