선형 가이드 레일은 CNC 공작 기계 및 자동화 된 생산 라인과 같은 정밀 장비의 핵심 변속기 구성 요소 역할을합니다. 그들의 치수 정확도는 장비의 위치 정밀도, 작동 매끄러움 및 서비스 수명을 직접 결정합니다.
예를 들어, 반도체 포토 리소그래피 기계에서 가이드 레일의 직선 오차는 0.1μm 이내에 제어해야합니다. 그렇게하지 않으면 칩 노출 패턴에서 오정렬이 발생합니다. 정밀 가공 중에, 슬라이딩 블록의 장착 구멍의 위치 공차가 0.05mm를 초과하면, 공작물에서 허용 할 수없는 표면 거칠기를 초래할 것이다.
따라서 체계적이고 표준화 된 치수 측정은 가이드 레일의 성능을 보장하는 중요한 단계입니다.
선형 가이드 레일 치수에 필요한 측정 도구
(i) 일반 측정 도구
버니어 캘리퍼
Vernier Calipers는 0.02mm, 0.05mm 및 0.1mm의 3 가지 정밀 등급으로 분류되며 0.02mm 등급이 가장 널리 사용됩니다. 레일 폭을 측정 할 때 외부 측정 턱은 레일의 양쪽 표면에 완전히 접촉하면서 레일 축에 수직을 보장해야합니다. 슬라이더 장착 구멍의 직경을 측정하려면 다른 방향에서 여러 측정을 수행하고 결과를 평균하여 난자로 인한 오류를 피하십시오. 일일 기계적 측정 작업 표준 매뉴얼에 따라 측정 표면을 청소하고 기본 및 버니어 스케일을 닫아 제로 오류를 확인하는 것이 필수입니다.
마이크로 미터
외부 마이크로 미터는 일반적으로 볼 직경을 측정하는 데 사용되는 반면 내부 마이크로 미터는 레일 그루브 깊이 검사에 적합합니다. 볼 직경을 측정 할 때, 마이크로 미터 모루로 볼 표면에 가볍게 접촉하고 래칫 메커니즘을 사용하여 5-10N의 일정한 측정력을 적용하십시오. 기계식 제조 기술에 따르면, 마이크로 미터는 0.001mm 정밀도를 달성하지만 측정 중 온도 변화로 인한 열 팽창 오차를 사용하고 회피하기 전에 캘리브레이션이 필요합니다.
(ii) 기하학적 공차 측정 기기
다이얼 표시기 및 다이얼 테스트 표시기
자기베이스를 사용하여 다이얼 표시기를 레일 슬라이더에 고정하십시오. 슬라이더를 전체 레일 길이를 따라 균일하게 움직입니다. 직선 오류는 바늘 변형 범위에 의해 결정됩니다. 예를 들어, 0.02mm 바늘 편향은 1m - 긴 레일의 공차를 초과하여 교정이 필요합니다. 공작 기계 가이드 레일 정확도 검사에 대한 연구는 백래시 효과를 제거하기 위해 게이지 헤드에 1-2mm 예압을 적용해야한다는 것을 지정합니다.
레이저 간섭계
이 기기는 레이저 빔과 반사기 거울 사이에 간섭 프린지를 생성합니다. 직선 편차는 프린지 위상을 변경하여 오류 값의 자동 시스템 계산을 가능하게합니다. 반도체 장비 가이드 레일의 경우 해상도는 0.1μm에 도달하여 전체 - 길이 미크론 - 레벨 정밀도를 허용합니다. 예를 들어, Renishaw XL-80 레이저 간섭계를 사용한 포토 리소그래피 생산 라인은 0.3μm/m 이내에 철도 직선을 유지합니다.
(iii) 특수 구조 측정 도구
스레드 게이지
레일 마운팅 홀 스레드를 검사하려면 일치하는 GO 및 NO - GO 게이지가 필요합니다. Go 게이지는 나사산 구멍을 자유롭게 조이고 {- Go 게이지는 두 개의 스레드 피치를 넘어서는 안됩니다. 기계 설계 핸드북에 따르면 M6 × 1.0 스레드의 피치 직경 공차 영역은 ± 0.05mm이므로 여러 방향에서 검증이 필요합니다.
느낌 게이지
레일과 장착베이스 사이의 클리어런스를 측정하려면 0.01mm 두께 단위의 필러 게이지 세트가 필요합니다. 게이지를 간격에 삽입하십시오. 측정 값은 삽입 할 수없는 다음 두꺼운 게이지입니다. 자동차 생산 라인 설치는 0.05mm를 초과하는 클리어런스가 작동 진동을 30%증가시켜 장비 안정성을 크게 손상 시킨다는 것을 보여줍니다.
선형 가이드 레일의 주요 치수 매개 변수 측정
(i) 철도 길이 측정
줄자 방법
3m 미만의 레일의 경우 5m 강철 줄자를 사용하십시오. 테이프를 레일 축에 평행하게 유지하고 장력 변형을 방지해야합니다. 2M 레일을 측정 할 때는 양쪽 끝과 중간 점에서 판독 값을 읽은 다음 결과를 평균화하십시오. 단일 - 측정 오류는 ± 0.5mm 이내에 제어해야합니다.
레이저 거리 미터 방법
긴 레일의 경우 단면 측정을 사용하십시오. 인접한 섹션 사이의 100mm 중첩으로 5m 세그먼트 이상을 측정하십시오. 총 길이 계산을 위해 데이터 세트를 중첩합니다. 10m 레일 측정의 경우 온도 보상 (11μm/도 계수 적용)을 사용하여 3 개의 세그먼트로 나눕니다. 최종 정확도는 ± 1mm를 달성합니다.
(ii) Raceway 그루브 반경 측정
0.01mm 샘플링 간격으로 10mm/s로 스캔하는 비 -에 대한 프로필 로미터를 사용하십시오. 롤링 베어링 연구소에 의한 연구에 따르면 표준 그루브 반경은 1.05 x 볼 직경 (예 : 6mm 볼의 경우 6.3mm 반경)을 나타냅니다. 측정 내성은 ± 0.02mm 이내에 있어야합니다.
(iii) 슬라이더 장착 구멍 위치 공차
통제 된 환경 (20 ± 2도)에서 좌표 측정 기계 (CMM)를 통해 측정을 수행하십시오. 슬라이더를 테이블에 고정하고, 기준 기원으로 데이텀 홀을 설정 한 다음 나머지 구멍 좌표를 측정하십시오. 구멍 간격 공차 : ± 0.05mm; 대각선 편차 : ± 0.1mm 이상 또는 동일합니다. 정밀 공작 기계 제조업체는 CMM 구현 후 슬라이더 설치 결함 감소가 12%에서 1.5%로 감소했습니다.
(iv) 레일 스트레이트 니스 검증
Straightedge - 필러 게이지 메소드
레일보다 200mm 더 길게 직선을 선택하십시오. 레일 표면에 단단히 누르고 필러 게이지로 최대 클리어런스를 측정하십시오. 2.5m 스트레이트웨어를 사용한 2m 레일 테스트의 경우 게이지 삽입이 150mm 깊이를 초과하면 연삭 수정이 필요한 경우 직선이 거부됩니다.
레이저 간섭계 방법
참조 및 이동 거울을 1m 떨어져 있습니다. 레일을 따라 움직이는 거울을 통과하여 데이터를 수집하십시오. 레이저 간섭계 적용 연구 보고서에 따르면 스트레이트 니스 오류는 0.4μm/m보다 작거나 동일해야합니다. 이 임계 값을 초과하려면 손 스크래핑 또는 CNC 보상이 필요합니다.
선형 가이드 레일의 측정 정확도 보장
(i) 환경 통제
온도 제어
레일 재료의 열 팽창 계수는 대략 11 × 10/ 도로 1M 레일의 정도 당 11μm 길이 변화를 유발합니다. 따라서 측정은 20 ± 2도 상수 - 온도 환경에서 발생해야합니다. 높은 - 정밀 측정의 경우 온도 - 제어 챔버 제한 변동을 ± 0.5 도로 사용하십시오.
진동 제어
측정 영역에 고무 댐핑 매트를 놓고 화강암 표면 플레이트에 기기를 고정하십시오. 정밀 측정 실험실의 데이터는 댐핑 측정을 구현 한 후 0.3μm에서 0.05μm로 감소 된 레이저 간섭계의 진동 간섭을 보여줍니다.
(ii) 운영 표준
pre - 측정 준비
무수 에탄올이있는 레일 표면을 깨끗하게하여 오일과 금속 잔해물을 제거하십시오. Vernier Calipers를 교정 할 때는 메인 및 Vernier 척도를 0으로 완전히 정렬합니다. 다이얼 표시기는 기어 백래시를 제거하기 위해 1/3 full - 스케일 예압이 필요합니다.
측정 실행
갑작스런 정지없이 5-10mm/s로 공구 이동 속도를 유지하십시오. 레이저 간섭계의 경우 안정까지 30 분 동안 예열하여 광학 경로를 조정하여 반사 된 레이저 강도가 80%를 초과합니다.
(iii) 데이터 처리
여러 측정 값 평균
치수 당 3 가지 측정보다 크거나 동일하게 취하십시오. Bessel의 공식을 사용하여 표준 편차를 계산하십시오.
σ=∑i =1 n (xi -x‾) 2n -1σ=n−1∑i=1n(xi−x)2
표준 편차가 1 개의 -를 초과하는 경우 REMEASESEBLE 오류의 세 번째.
데이터 피팅 및 오류 보상
직선 데이터의 경우 각 지점에서 편차를 계산하기 위해 최소 - 제곱을 통해 참조 라인을 설정하십시오. 표준 GB/T 1958-2017에 따라 CNC 오류 보상을 구현하여 철도 정확도를 설계 사양으로 높이십시오.
선형 가이드 레일의 치수 측정은 산업 장비의 정밀 작동을 보장하기위한 기본 프로세스를 구성합니다. 적절한 측정 기기, 표준화 된 절차 실행, 엄격한 환경 제어 및 고급 데이터 처리 기술의 통합을 통해 측정 정확도를 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.
스마트 제조가 장비의 정밀 요구 사항을 계속 높이면서 향후 측정 기술은 비 - 연락처, 자동 및 지능형 솔루션으로 진화합니다. 여기에는 Machine Vision 측정 시스템 및 AI - 전동 오류 보상 알고리즘의 채택이 포함되어 있으며, 메트로학 기술의 추가 혁신을 추진합니다.
