直线度检测方法

导轨直线度检测的方法及工具1. 通过使用激光对导轨进行扫描，可以得到高精度的直线度检测数据。

2. 利用光学显微镜和数字影像处理技术，可以实现对导轨的直线度检测。

3. 使用激光干涉仪器对导轨进行测试，可以获得直线度的精确度信息。

4. 利用高精度的电子测量仪器，可以进行导轨直线度的快速检测。

5. 基于摄像头成像技术设计的导轨直线度检测仪，可以满足不同工件的直线度要求。

6. 使用应变片传感器结合数据采集系统，可以对导轨的直线度进行高精度测量。

7. 利用高精度的连接轴进行导轨的直线度测试，可以获得真实可靠的检测数据。

8. 采用数控机械加工中心进行导轨的直线度检测，可以实现高效率和高精度的检测。

9. 利用光栅尺或线性位移传感器进行导轨直线度的在线监测，可以提升生产线的稳定性。

10. 基于图像处理技术设计的导轨直线度检测软件，可以实现自动化的检测和分析。

11. 通过激光投影仪对导轨进行检测，可以实现对直线度的高精度测量。

12. 利用激光干涉仪和激光测距仪结合进行导轨的直线度检测，可以提高测试的准确性。

13. 基于感应原理的导轨直线度检测装置，可以实现对导轨直线度的非接触式检测。

14. 利用振动传感器和数据采集系统，可以实现对导轨直线度的动态检测。

15. 基于机器视觉技术开发的导轨直线度检测系统，能够实时获取导轨的直线度数据并进行分析。

16. 利用光电编码器对导轨进行直线度测量，可以得到高分辨率的检测结果。

17. 采用多点测量法对导轨直线度进行检测，可以有效避免测量误差的影响。

18. 利用电子水准仪结合自动化测量系统，可以实现对导轨直线度的全方位检测。

19. 基于三坐标测量机设计的导轨直线度检测夹具，可以提高检测的稳定性和准确性。

20. 利用微型惯性导航系统对导轨进行直线度检测，可以实现高速运动状态下的测量。

21. 基于电容式传感器开发的导轨直线度检测设备，可以实现高灵敏度的检测。

22. 利用激光测量仪进行导轨直线度的取样检测，可以有效降低人为误差。

实验七⾃准直仪测量直线度实验七⾃准直仪测量直线度⼀、仪器原理：⾃准直仪是测量微⼩⾓度变化量的精密光学仪器，它适⽤于测量精密导轨的直线度误差及⼩⾓度范围内的精密⾓度测量，⽤⾃准直仪测量被测量要素的直线度误差。

利⽤⾃准直仪的光轴模拟理想直线，将被测量直线与理想直线⽐较，将所得数据⽤作图法或计算法来求出直线度误差值。

图3-3-1为⾃准直仪外形图。

图3-3-1⾃准直仪外形图1-灯头2-光源锁紧螺母3-读数⿎4-⽬镜5-紧固螺钉6-光电头锁紧⿎7-光电头8-基座⽀架9-物镜10-反射镜11-光电检波器图3-3-2⾃准直仪光路系统图1-光源2-聚光镜3-⼗字线分划板4-⽴⽅棱镜5-物镜组6-反射镜7-分光镜8-双刻线分划板9-⽬镜10-振动狭缝11-聚光镜12-光敏电阻13-测微螺丝14-测微读数⿎轮15-光电检波器⾃准直仪的光路系统如图3-3-2所⽰，光源１发出的光线经聚光镜2，照亮⼗字线分划板3后，经过中间有半透膜的⽴⽅棱镜4射向物镜组5，经物镜组成平⾏光束投射到反射镜6上。

平⾏光束经反射镜⼜返回到⽴⽅棱镜4，并反射向上⾄分光镜7。

⼀路光透过分光镜7，把分划板3的⼗字线成象在带双刻线分划板8上，通过⽬镜9即可进⾏⽬视瞄准；另⼀路光在分光镜7上反射，把⼗字线成象在振动狭缝１0处，再经聚光镜１1聚焦到光敏电阻１2上，光敏电阻将光通量的变化转变为电信号，并送⾄检波器，经处理后由微安表指⽰。

振动狭缝、光敏电阻、和测微分划板连成⼀体，并装在光电头壳体中。

旋转测微读数⿎轮１４能带动它们⼀起移动，可使狭缝振动中⼼与⼗字线象中⼼重合，此时微安表的指针指零，表⽰已瞄准好。

同时，在⽬镜视场中测微分划板的双线也应瞄准⼗字线象，表⽰⽬视瞄准与光电瞄准是同步的。

通过读数⿎轮便可读出⼀个⾓度值，（或从光电检波器上读数）。

测量时，平⾯反射镜6偏转某⼀⾓度，⼗字线象在双刻线分划板8和振动狭缝１0上的位置就有所改变。

旋转读数⿎轮再次进⾏瞄准，即可在⿎轮（光电检波器）上读得另⼀⾓度值。

自准直仪测量直线度一、实验目的：1、了解自准直测量原理2、了解自准直仪的光路原理与测微原理，3、了解并掌握自准直仪测量直线度的方法及数据处理。

二、实验原理：1、自准直测量原理：十字线与其倒像之间将错开距离t为：t fα=⋅tan2t---称为偏离量当α很小时，=2t fα2、应用自准直测量原理，再加上测微机构而设计制造的计量仪器，被称之为自准直仪。

自准直仪的光路原理如下：1-光源；2-滤光片；3-分划板；4-立方直角棱镜；5、6-反射镜；7-物镜；8-体外反射镜；9-固定分划板；10-活动分划板；11-目镜；12-测微螺杆；13-测微鼓轮求偏离量t:当反射镜8严格垂直于光轴时，十字线成像在固定分划板9的正中央，目镜视场如若反射镜8对光轴有一微小倾角α ，则十字线像将产生偏离，偏离量t 由自准直原理可得仪器的f 物为400mm ，测微螺杆12的螺距和固定分划板9上刻线的分度间隔都是0.4mm ，即测微螺杆每转一圈，活动分划板10上的长刻线在固定分划板9的刻度上移动一格，其对应的反射镜的倾角α为：0.41224002000t f α===⨯物弧度 测微螺杆12同轴相连的测微鼓轮13上有100格圆周刻度，每格代表反射镜的倾角α为0.005/1000弧度。

三、实验步骤：仪器安装调试：将自准直仪安装在稳固可靠的位置，将反射镜装在桥板上，使桥板跨角处在分段的第1和第2点处。

接通电源，使目镜视场内获得均匀照明调节目镜视度，使测量者感觉目镜分划板成像清晰，调整手轮4、5（见自准直仪），至在目镜视场内出现刻线的自准直象，并使自准直的十字丝象与物镜分划板的十字丝接近重合（即主光轴与反射镜面垂直），在本实验中测量的是平板x 方向的直线度误差，故仅使得十字丝像的y 轴重合即可。

在读完第一次数后将桥板移到1、2段，依次读出读数。

在测量时，从第一点开始，测到第8点，然后返回测量。

每个点的取值为两次测量值的平均值。

四、实验数据记录及数据处理：准直仪测量直线度序号n 0 1 2 3 4 5 6 7 8 各点读数ai 0 0 +3 +5 +3 +5 +9 +8 -3 积累值∑=ni ai 0+3+8+11+16+25+33+30转移量ni ∑=ni ai 00 3.75 7.5 11.25 15 18.75 22.5 26.25 30各点直线度△hi （s ） 0 -3.75 -4.5 -3.25 -4 -2.75 2.5 6.75 0各点直线度△hi （ m ）0 -1.875 -2.25 -1.625 -2 -1.375 +1.25 +3.375 0导轨直线度误差f1+f2=∣+3.375∣+∣-2.25∣=5.625（ m ）tan 22t f f αα=≈⋅物物五、用作图法进行误差数据处理：在坐标图中，横坐标表示分段距离，纵坐标表示读数的累计值，将各坐标点连接，即可画出测得近似轮廓线，然后按最小条件，作一组平行直线包容该轮廓线，两平等直线间的纵坐标值，即为直线度误差。

第58卷0引言导轨广泛应用于机床设备、输送装置、铁轨等领域。

直线度是导轨非常重要的技术指标,它是指被测导轨实际线对其理想直线的变动量。

导轨直线度误差是形状误差之一[1]。

设备的准确性、可靠性和稳定性都与导轨的直线度高低相关,因此有必要对其进行精确测量。

目前,测试导轨直线度的方法很多,一般有4种方法,分别为水平仪测量法、自准直仪测量法、钢丝和显微镜测量法、激光干涉仪测量法[2]。

本文利用以上4种方法分别测量某导轨的直线度。

其中,水平仪测量法是一种传统的直线度测量方法,其优点是操作简单,使用方便,而且成本较低,缺点是其测量精度较低,需要图解法求解导轨直线度误差,数据的采集和分析很容易出错,不易测量超长导轨的直线度[3];自准直仪测量法的精度相对水平仪测量法有所提高,测量精度为5μm /m 。

此外,由于测试光线在空气中并非绝对准直,测量范围越大,其偏差就越大,不适用于超高精度导轨直线度的测试要求[4];用钢丝和显微镜法测量直线度简单、易操作、读数直观、准确和成本低[5];激光追踪仪测量导轨直线的优点为可测量距离大且测试精度高,一般可到达0.4μm /m ,缺点是在测量超长导轨时,由于光路过长,空气扰动、振动等一系列因素将会对测量产生很大的影响,且该方法的数据处理和运算等比较复杂,因此很难高精度地完成对超长导轨直线度的测量[1]。

收稿日期:2022-09-28;修订日期:2022-10-23作者简介:井溢涛(1985—),男,工程师,从事机械制造工艺技术研究。

E-m ai l :j i ngyi t ao1012@导轨直线度的几种检测方法井溢涛(济南铸锻所检验检测科技有限公司,山东济南250399)摘要:导轨作为机床的一个部件,起到支承和导向作用,主要用于机床的床身、立柱、滑台上。

导轨的几何精度影响工件的表面粗糙度、尺寸精度和形状精度。

本文利用框架水平仪测量法、自准直仪测量法、钢丝和显微镜测量法以及激光跟踪仪测量法四种方法检测同一导轨的直线度,并总结了四种检测方法的适用范围。

导轨直线度的检测方法机床导轨一般时由两条以上的单根导轨组合而成。

按外型可分为矩形导轨和V 型导轨。

按工作方式可分为直线运动导轨和旋转运动导轨。

导轨的直线度可分解为互相垂直的两个平面的直线度，即垂直面内的直线度(见图3-3-1)和水平面内的直线度(见图3-3-2)。

图3-3-1 垂直平面内的直线度检测图3-3-2 水平面内的直线度检测由图3-3-1和图3-3-2所示，导轨的直线度就时指:组成V形(或矩形)导轨的平面与通过该平面的垂直平面(或水平面)的交线的直线度。

常用的检测工具有:水平仪、平尺以及光学仪器入自准仪、钢丝和显微镜等。

当被测件长度不大于1600mm时，选用水平仪、平尺或光学仪器，当被测件长度大于1600mm时，测只可用水平仪和光学仪器检测。

评定机床导轨的直线度误差的方法有最小包容区域法和两点连线法两种。

1(间隙法间隙法是指用量块(或)塞尺测量被测平面导轨和测量基准线(常用平尺类量具体现)间的间隙，直接评定直线度法差值的方法。

如图3-3-3所示，将一标准平尺置于被测平面导轨上，在距离平尺两端各约2/9L(L为平尺长度)处垫上等量块。

然后用片状塞规或塞尺测检平尺工作面和被测导轨面间的间隙。

若将实测间隙减去所用的等高量块的高度值后，小于机床规定的直线度允差:则说明该机床的导轨直线度误差符合精度要求。

图3-3-3 1——等高块 2——量块例:某机床导轨的直线度的允差为0.012mm/m。

等高量块高度为h。

若选用h0mm 厚的片状塞规或塞尺，在导+0.012轨上相距为1m的任何地方均不能塞入，则该导轨的直线度符合精度要求。

2(指示器法此法常用于检测中、小型导轨在垂直平面和水平面内的直线度。

为了降低测量时读数的不确定度，在被测导轨上移动的桥板跨距d取为d?(0.1~0.25)L。

而且，d值应小于或等于500mm，L为导轨长度。

图3-3-4所示为垂直平面内直线度的检测。

首先，将平尺工作面放成水平状，并尽可能靠近被测导轨，距离愈近愈好。

实验七自准直仪测量直线度一、仪器原理：自准直仪是测量微小角度变化量的精密光学仪器，它适用于测量精密导轨的直线度误差及小角度范围内的精密角度测量，用自准直仪测量被测量要素的直线度误差。

利用自准直仪的光轴模拟理想直线，将被测量直线与理想直线比较，将所得数据用作图法或计算法来求出直线度误差值。

图3-3-1为自准直仪外形图。

图3-3-1自准直仪外形图1-灯头2-光源锁紧螺母3-读数鼓4-目镜5-紧固螺钉6-光电头锁紧鼓7-光电头8-基座支架9-物镜10-反射镜11-光电检波器图3-3-2自准直仪光路系统图1-光源2-聚光镜3-十字线分划板4-立方棱镜5-物镜组6-反射镜7-分光镜8-双刻线分划板9-目镜10-振动狭缝11-聚光镜12-光敏电阻13-测微螺丝14-测微读数鼓轮15-光电检波器自准直仪的光路系统如图3-3-2所示，光源１发出的光线经聚光镜2，照亮十字线分划板3后，经过中间有半透膜的立方棱镜4射向物镜组5，经物镜组成平行光束投射到反射镜6上。

平行光束经反射镜又返回到立方棱镜4，并反射向上至分光镜7。

一路光透过分光镜7，把分划板3的十字线成象在带双刻线分划板8上，通过目镜9即可进行目视瞄准；另一路光在分光镜7上反射，把十字线成象在振动狭缝１0处，再经聚光镜１1聚焦到光敏电阻１2上，光敏电阻将光通量的变化转变为电信号，并送至检波器，经处理后由微安表指示。

振动狭缝、光敏电阻、和测微分划板连成一体，并装在光电头壳体中。

旋转测微读数鼓轮１４能带动它们一起移动，可使狭缝振动中心与十字线象中心重合，此时微安表的指针指零，表示已瞄准好。

同时，在目镜视场中测微分划板的双线也应瞄准十字线象，表示目视瞄准与光电瞄准是同步的。

通过读数鼓轮便可读出一个角度值，（或从光电检波器上读数）。

测量时，平面反射镜6偏转某一角度，十字线象在双刻线分划板8和振动狭缝１0上的位置就有所改变。

旋转读数鼓轮再次进行瞄准，即可在鼓轮（光电检波器）上读得另一角度值。

形位公差定义及检测方法一、直线度的定义及检测方法定义：直线度是指零件被测的线要素直不直的程度。

检测方法概述：㈠.将平尺（小零件可用刀口尺）与被测面直接接触并靠紧。

此时平尺与被测面之间的最大间隙即为该检测面的直线度误差。

一般公用检测器具-塞尺。

（图片）按此方法检测若干条素线，取其中最大误差值作为该件的直线度误差。

㈡.将被测件放在平台上，并靠紧方箱或直角尺（或者将被测件放置在等高V型铁上）。

用杠杆表在被测素线的全长范围内测量，同时记录检测数值，最大数值与最小数值之差即为该条素线直线度误差。

（简图）：按上述方法测量若干条素线，并计算，取其中最大的误差值，作为被测零部件的直线度误差。

㈢将被测零部件用千斤顶支起，利用杠杆表将被测素线的两端点调整到与平台平行，在被测素线的全长范围内测量，同时记录，读数，最大值与最小值之差即为该素线的直线度误差，按同样方法测量若干条素线，取其中最大的误差值作为该被测件的直线度误差。

㈣综合量规：综合量规的直径等于被测零件的实效尺寸，综合量规必须通过被测零件。

二、平面度定义及检验方法平面度是指零件被测表面的要素平不平得程度。

㈠将被测件用千斤顶支撑在平台上，调整被测表面最远的三点A,B,C，（利用杠杆表或高度尺）使其与平台平行，然后用测头在整个实际表面上进行测量，同时记录读数，其最大与最小读数之差，即为被测件平面度误差。

㈡用刀口尺（小型件）或平尺（较大型件）在整个被测平面上采用“米”字型或栅格型方法进行检测，用塞尺进行检验，取其塞尺最大值为该被测零件得平面度误差。

㈢环类垫圈类零件将被测件的被测面放在平台上，压紧，然后用塞尺检测多处，其塞入的最大值即为该件的平面度误差。

（或者将被测件的被测面用三块等高垫铁在平台上均分支撑，然后用杠杆表在被测面的多处进行检测，取其最大与最小读数的差作为该件的平面度误差。

三、圆度定义及测量方法定义：圆度是指具有圆柱面（包括圆锥面）的零件在同一横剖面内的实际轮廓不圆的程度。

直线度的检测方法引言直线度是一个物体表面或边缘与理想直线之间的偏差程度，是衡量物体形状精度的重要指标之一。

在制造业中，直线度的检测对于保证产品质量、提高生产效率至关重要。

本文将介绍直线度的概念和意义，并详细介绍几种常用的直线度检测方法。

1. 直线度的定义和意义直线度是指物体表面或边缘与理想直线之间的偏差程度。

它反映了物体形状的准确性和规整性，对于保证工件装配精度、提高产品质量具有重要作用。

在制造业中，许多零部件需要具备一定的直线度要求，如机床导轨、光学元件、传感器等。

如果这些零部件的直线度不达标，可能会导致装配不良、功能失效等问题。

因此，对于制造业来说，准确测量和控制直线度是至关重要的。

2. 直线度检测方法2.1 视觉法视觉法是一种简单且常用的直线度检测方法。

它通过人眼观察物体表面或边缘与参考直线之间的偏差来评估直线度。

具体操作步骤如下：1.准备一条直线作为参考线，可以使用光栅尺、划线仪等工具。

2.将待检测物体放置在平整的工作台上。

3.用目测的方式观察待检测物体表面或边缘与参考直线之间的偏差，并记录下来。

视觉法简单易行，但受到人眼视觉判断能力的限制，对于精度要求较高的直线度检测可能存在一定误差。

2.2 光学投影法光学投影法是一种常用的高精度直线度检测方法。

它利用光学原理将待检测物体表面或边缘投影到屏幕上，并通过测量投影图案与参考直线之间的偏差来评估直线度。

具体操作步骤如下：1.准备一个光学投影仪，它可以将待检测物体表面或边缘投影到屏幕上。

2.将待检测物体放置在适当位置，调整投影仪使得投影图案清晰可见。

3.使用目镜或者测量仪器观察投影图案与参考直线之间的偏差，并记录下来。

光学投影法具有高精度和较低的人为误差，适用于对直线度要求较高的场合。

但需要专用设备和技术支持，成本较高。

2.3 探触法探触法是一种常用的机械式直线度检测方法。

它利用探头测量待检测物体表面或边缘与参考直线之间的距离变化，从而评估直线度。

1 序言数控机床的制造行业，不乏国家或行业颁布的各种技术条件，这些标准文件侧重在机床装配完成后对性能的检测考评，具体到机床装配过程质量的把控，更多的是靠各个机床厂家内部工艺的控制，而再具体到零部件的安装方法，往往只停留在有经验的技术人员头脑里，那些看似简单平常的操作，或许是决定机床质量的关键。

本文以线轨版数控铣床为例，把机床直线导轨的安装划分为部件本体找水平、基准轨的直线度、非基准轨对基准轨的平行度和部件组装4个步骤，详细阐述检测方法及内在原理。

2 部件本体找水平研究运动，首先要选好参照物，最常见的就是笛卡尔三维直角坐标系，由于它的基础是水平面，所以机床的安装首先是找水平，工具就是水平仪。

水平仪的读数是一格水泡0.02/1000，这是1个倾斜度值，或者说是角度，两点之间的高度差还需要乘以跨度距离。

3点决定1个平面，截面形状小、刚性较好的部件，比如立式铣床的底座，可以采用3点预调整方法快速建立水平面。

3个参考点的选取原则：所在位置刚性足够，3点连线组成的面积尽量大，优先采用等腰三角形。

最后注意适当增加3点以外的辅助支撑。

长宽比很大的零件，例如龙门铣床底座，在长度方向刚性弱，不能使用3点方法。

需要结合长度方向导轨直线度的安装来完成底座找水平。

水平精度值可参考GB 50271—2009《金属切削机床安装工程施工及验收规范》，对平面铣床的安装规定工作台置于行程中央，并在工作台中央位置纵横向放置水平仪检测，其读数应≤0.04/1000；对龙门铣床预调安装要求床身纵横两个方向放置水平仪，在床身导轨的立柱连接处、多段床身接缝处及全长两端头均进行检测，其读数应≤0.04/1000。

3 基准轨的直线度直线运动看似简单，其实其精度在三维直角坐标系里被划分为了6个误差分量，分别是沿3个坐标的线性误差和绕3个坐标的偏角误差。

用1个人走路的动作来形象概况，可划分为：走直、走正、走准。

走直：考察直线运动在与前进方向垂直的两个方向的偏差量，即走路的高低起伏、左右移动，这一项是直线度的检测内容。