工具顯微鏡的數(shù)顯技術(shù)改造

    萬能工具顯微鏡可以測量零件的長度、角度、螺紋等諸多幾何量參數(shù)，是長度計(jì)量檢測中使用*多的一種測試儀器，因此廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工業(yè)的各類企業(yè)。但隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展以及科技的進(jìn)步，傳統(tǒng)的老式萬工顯已難以滿足要求，因此很有必要對(duì)其進(jìn)行工藝改造。本文以*常用的 JX7 型萬能工具顯微鏡為例，介紹對(duì)萬能工具顯微鏡的數(shù)顯工藝改造。 
一、 數(shù)顯系統(tǒng)的改型 
    根據(jù)用戶多年在設(shè)備中應(yīng)用光柵、磁柵以及球柵數(shù)顯系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，比較不同數(shù)顯系統(tǒng)的特點(diǎn)并通過性能和精度檢測，選擇 KG1 型高精度光柵數(shù)顯系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有制造精度高、穩(wěn)定性好、可靠性好以及裝置簡單、調(diào)試方便、對(duì)環(huán)境要求不高等優(yōu)點(diǎn)，適合用于萬工顯的改造。 
    根據(jù) JX7 型萬工顯的測量范圍為縱坐標(biāo) 200mm 、橫坐標(biāo) 100mm ，選用 KG1 型測量范圍 250mm 和測量范圍 100mm 兩根光柵；選用配套的 GS-2000 型兩軸數(shù)顯表（*小分辨率為 0.2 μ m ），它具有傳感器的接口，可與 KG1 型原裝計(jì)量傳感器進(jìn)行配套。 
二、數(shù)顯系統(tǒng)的裝置 
    由于加裝數(shù)顯系統(tǒng)必須在不影響儀器原有光學(xué)系統(tǒng)的前提下進(jìn)行，所以采用圖 1 所示裝置方案：將 250mm 的長磁尺裝置在縱向?qū)к壍挠覀?cè)（左側(cè)是儀器原有的玻璃刻度尺），因裝置位置所限右側(cè)須加裝一個(gè)支承塊，用來固定光柵的右端； 100mm 的光柵裝置在橫向?qū)к壍?*（圖 1B 處）。按照說明書上的裝置工藝條件，分別將兩個(gè)尺子裝置基面調(diào)整到與縱、橫向?qū)к夁\(yùn)動(dòng)方向（水平方向和垂直方向）平行，其平行度〈 0.1mm （通常裝置時(shí)都能方便地調(diào)整到 0.05mm 以內(nèi)）。 
三、數(shù)顯系統(tǒng)的調(diào)試 
    縱坐標(biāo)的調(diào)試：取下一起縱向?qū)к壣系牟ＡЧぷ髋_(tái)，將一塊 200mm 的 3 等量塊兩端分別研上 10mm 的量塊附件，將其裝置在縱向?qū)к壒窝谢妫ㄒ妶D 1 量塊安置處），使其與光柵尺裝置在同一直線上，以減少阿貝差別。再用裝置在儀器橫向滑架上的計(jì)量傳感器測頭與量塊的一端接觸，此時(shí)數(shù)顯表開始計(jì)數(shù)，然后移動(dòng)縱向?qū)к壥箓鞲衅鳒y頭與量塊的另一端接觸，在接觸的瞬間數(shù)顯表停止計(jì)數(shù)并保持?jǐn)?shù)據(jù)。數(shù)顯表的顯示值與量塊的實(shí)際尺寸之差就是數(shù)顯系統(tǒng)的差值。該差值若小于 3 μ m 則不必修正，若大于 3 μ m 時(shí)可根據(jù)差值的大小通過數(shù)顯表的差別補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行線性補(bǔ)償，可使差別小于規(guī)定的數(shù)值甚至接近于零。 
    以同樣的方法用 100mm 的量塊對(duì)橫坐標(biāo)進(jìn)行調(diào)試，此不贅述。 
四、數(shù)顯系統(tǒng)的檢定 
    根據(jù)萬工顯檢定規(guī)程中的相關(guān)規(guī)定，需要檢定讀數(shù)裝置的示值差別、讀數(shù)裝置的回程差別和示值差別。 
（ 1 ） 讀數(shù)裝置的示值差別檢定 
    對(duì)數(shù)顯系統(tǒng)來說，讀數(shù)裝置的示值差別就是數(shù)顯表的*小分辨率，即± 0.5 μ m ，無須檢定。 
（ 2 ）讀數(shù)裝置的示值差別的檢定（相當(dāng)于磁柵尺的重復(fù)性） 
    光柵尺讀數(shù)裝置就其構(gòu)造和原理來說是沒有回程差別的，當(dāng)然這需要很高的工藝水平做保證。通過用 0.1 μ m 的電感測微儀反復(fù)測試，光柵尺讀數(shù)裝置的回程差別*大不超過 0.5 μ m 。 
（ 3 ）示值差別的檢定（相當(dāng)于磁柵尺的準(zhǔn)確性） 
    用檢定極限差別不大于 0.5 μ m 的玻璃刻度尺作為標(biāo)準(zhǔn)，按照規(guī)程規(guī)定的條件方法對(duì)縱、橫向分別進(jìn)行檢定；若沒有玻璃刻度尺，可用萬工顯原有的刻度尺與光柵尺進(jìn)行比較檢定，并用儀器原有的示值差別進(jìn)行修正，以確定光柵尺各被檢點(diǎn)的實(shí)際差別，若有超差再用線性補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償。