电子水平仪测量机床导轨直线度的方法

　　引言

　　在生产加工中，机床导轨直线度误差直接影响到零件的加工质量。导轨是机床上确定机床各部件相对位置关系的基准，同时也是整个机床运动的基准。以车床为例，导轨的精度要求主要有以下三个方面：在水平面内的直线度;在垂直面内的直线度;前后导轨的平行度。卧式车床导轨在水平面内的直线度误差将直接反映在被加工工件表面加工误差的敏感方向(法线方向)上，对加工精度的影响最大。卧式车床导轨在垂直面内的直线度误差可引起被加工工件的形状误差和尺寸误差。通过对导轨直线度准确的测量，并进行正确的数据处理和精确的导轨修磨，可有效地提高机床的加工精度。

　　1 直线度的测量原理

　　直线度的测量方法有很多，比如直尺法、准直法、重力法和直线法等。但机床导轨一般较长，难以用平尺等作为基准进行检验。通常对于大型工件直线度、平面度的检测经常用到方框(气泡)水平仪和电子式水平仪。气泡水平仪法操作简单、使用方便、成本较低。但是，一般气泡水平仪的分度值为0.02mm/m，测量精度较低，而且容易损坏，测量倾角范围有限。同时，气泡水平仪水准泡中气泡的长度随温度变化而变化，冬长夏短，一般冬夏长度相差3—4格。为了克服气温在短时间内的急剧波动对读数的影响，通常可以采取双向读数法，但这对快速读数和数据处理造成了障碍。

　　电子式水平仪是用于高精度测量的测试仪器，如NC车床、铣床、切削加工机床等设备的床面，其测试精度和灵敏度非常高。电子水平仪的主要原理有电感式和电容式等两种。电感式电子水平仪的原理是当水平仪的基座因待测工件倾斜而倾斜时，其内部摆锤因移动所造成感应线圈的电压变化。电容式水平仪的测量原理是采用一个圆形摆锤自由悬挂，摆锤受地心重力的影响并要求悬浮于无摩擦状态。在摆锤的两边设有电极，当间隙相同的时侯电容量是相等，当水平仪受到待测工件的影响造成两边间隙不同距离改变即产生电容不同，形成了角度的差异。

　　2 电子水平仪测量导轨直线度的方法

　　为解决传统方框(气泡)水平仪在直线度测量上的不足，在实际的生产中采用电子水平仪测量导轨直线度误差及数据处理。本文在进行导轨直线度测量时采用瑞士WYLER公司生产的高精度数显电子水平仪，该水平仪体积小巧，操作方便，读数简单快捷，且测量精度较高，分度值可达到0.001mm/m，特别适用于小角度测量、平面度测量、垂直度测量，机床几何误差测量等。测量的读数可在电子显示屏上直接读取，不存在测量读数误差，并且还提供了RS485通信接口，可与计算机直接进行数据通信完成对测量数据的自动采集和处理。