選擇光柵系統(tǒng)時(shí)失暂，光柵尺的熱膨脹特性

是一個(gè)重點(diǎn)考慮因素遥金。

雷尼紹光柵尺實(shí)際上可分為兩種類(lèi)型：一種不受基體的熱脹冷縮所影響（自由伸縮型），另一種則隨基體的熱脹冷縮而變化（隨基體伸縮型）睛驳。

自由伸縮柵尺的伸縮情況取決于柵尺材料本身的熱膨脹特性壁拉，而隨基體伸縮柵尺的伸縮速率與底層基體一致。雷尼紹提供的柵尺安裝技術(shù)具有諸多優(yōu)勢(shì)柏靶，可針對(duì)不同測(cè)量應(yīng)用酌情選擇：

本文介紹的是一個(gè)首選隨基體伸縮柵尺的應(yīng)用案例弃理。

坐標(biāo)測(cè)量機(jī) (CMM)

在質(zhì)量控制流程中，坐標(biāo)測(cè)量機(jī)用于采集高精密機(jī)加工零件 — 例如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)葉片 — 的三維測(cè)量數(shù)據(jù)铛田。坐標(biāo)測(cè)量機(jī)有四種基本類(lèi)型：橋式挂蹦、懸臂式、龍門(mén)式和水平臂式嚣历。橋式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為最常見(jiàn)的類(lèi)型叼叙。

在橋式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的設(shè)計(jì)中，Z軸軸套安裝在沿橋架移動(dòng)的滑架上（沿X軸運(yùn)動(dòng)盟挤，請(qǐng)參閱下圖）么酪。在Y軸方向上沿兩條導(dǎo)軌驅(qū)動(dòng)橋架掌范。電機(jī)通常只驅(qū)動(dòng)一側(cè)橋肩，對(duì)側(cè)橋肩一般無(wú)驅(qū)動(dòng)裝置长尼；橋架結(jié)構(gòu)通常由空氣靜壓軸承引導(dǎo)/支撐睦键。滑架（X軸）和軸套（Z軸）可由皮帶電機(jī)瞻替、螺桿電機(jī)或直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)栗沫。

橋式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，以及突出顯示的X遥倦、Y和Z軸

1 = 橋架   2 = 軸套

3 = 觸發(fā)式測(cè)頭   4 = 花崗巖工作臺(tái)

坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在設(shè)計(jì)上應(yīng)最大限度減少非重復(fù)誤差谤绳，因?yàn)樵诳刂破魃想y以補(bǔ)償這些誤差。高性能坐標(biāo)測(cè)量機(jī)包含高熱質(zhì)量花崗巖工作臺(tái)和高剛性龍門(mén)/橋架結(jié)構(gòu)袒哥，以及連接觸發(fā)式測(cè)頭的低慣性軸套缩筛，可測(cè)量工件上的離散點(diǎn)。這些測(cè)量數(shù)據(jù)隨后可用于驗(yàn)證工件規(guī)格是否符合預(yù)定義的公差要求堡称。高精度直線光柵將分別安裝在坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的X歪脏、Y和Z軸上，對(duì)于某些龍門(mén)類(lèi)型的機(jī)器粮呢，X、Y和Z軸可能長(zhǎng)達(dá)數(shù)米钞艇。

示例 

一臺(tái)花崗巖橋式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在平均溫度為20 ±2 °C的空調(diào)房間內(nèi)運(yùn)行啄寡。室溫在規(guī)定范圍內(nèi)每小時(shí)升降三次，以便高熱質(zhì)量花崗巖始終保持20 °C的恒定平均溫度哩照。

自由伸縮直線光柵尺安裝在每個(gè)軸上挺物，即X、Y和Z軸飘弧。不銹鋼柵尺的伸縮很大程度上不受花崗巖基體的影響盘胯，因其具有高導(dǎo)熱性和低熱質(zhì)量，故可對(duì)氣溫變化快速做出響應(yīng) — 不銹鋼柵尺的熱質(zhì)量明顯低于花崗巖工作臺(tái)要尚。這會(huì)導(dǎo)致柵尺在3 m長(zhǎng)的軸上最多伸縮約60 μm刚驶。這種膨脹會(huì)導(dǎo)致明顯的測(cè)量誤差，由于此誤差會(huì)隨時(shí)間迅速變化朽擒，因此很難進(jìn)行補(bǔ)償牙吼，如下圖所示。

坐標(biāo)測(cè)量機(jī)花崗巖工作臺(tái)(3) 和光柵尺 (2) 相較于室溫 (1) 的溫度變化

在此情況下今搂，隨基體伸縮柵尺將成為首選：隨基體伸縮柵尺僅會(huì)以花崗巖基體的熱膨脹系數(shù)(CTE) 進(jìn)行伸縮柱称，因此即使氣溫發(fā)生微小波動(dòng)，柵尺的變化也甚微饼簸。但溫度的長(zhǎng)期變化仍需考慮臼磁，因?yàn)檫@將影響高熱質(zhì)量基體的平均溫度遗挚。由于此時(shí)控制器只需補(bǔ)償機(jī)器的熱膨脹特性，而無(wú)需同時(shí)考慮光柵尺的熱膨脹特性吊磕，因此溫度補(bǔ)償將變得非常簡(jiǎn)單勃犬。

對(duì)于具有低CTE/高熱質(zhì)量基體的精密坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，以及其他需要高精度測(cè)量性能的應(yīng)用溃蔫，配有隨基體伸縮柵尺的光柵系統(tǒng)將是理想之選健提。隨基體伸縮柵尺的優(yōu)點(diǎn)包括：簡(jiǎn)化熱補(bǔ)償機(jī)制，減少因局部機(jī)器環(huán)境中的溫度變化而導(dǎo)致的潛在非重復(fù)測(cè)量誤差伟叛。

（Marketing 雷尼紹中國(guó)）

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