工具显微镜的数显技术改造

    万能工具显微镜可以测量零件的长度、角度、螺纹等诸多几何量参数，是长度计量检测中使用*多的一种测试仪器，因此广泛应用于机械加工业的各类企业。但随着现代工业的发展以及科技的进步，传统的老式万工显已难以满足要求，因此很有必要对其进行工艺改造。本文以*常用的 JX7 型万能工具显微镜为例，介绍对万能工具显微镜的数显工艺改造。 
一、 数显系统的改型 
    根据用户多年在设备中应用光栅、磁栅以及球栅数显系统的经验，比较不同数显系统的特点并通过性能和精度检测，选择 KG1 型高精度光栅数显系统。该系统具有制造精度高、稳定性好、可靠性好以及装置简单、调试方便、对环境要求不高等优点，适合用于万工显的改造。 
    根据 JX7 型万工显的测量范围为纵坐标 200mm 、横坐标 100mm ，选用 KG1 型测量范围 250mm 和测量范围 100mm 两根光栅；选用配套的 GS-2000 型两轴数显表（*小分辨率为 0.2 μ m ），它具有传感器的接口，可与 KG1 型原装计量传感器进行配套。 
二、数显系统的装置 
    由于加装数显系统必须在不影响仪器原有光学系统的前提下进行，所以采用图 1 所示装置方案：将 250mm 的长磁尺装置在纵向导轨的右侧（左侧是仪器原有的玻璃刻度尺），因装置位置所限右侧须加装一个支承块，用来固定光栅的右端； 100mm 的光栅装置在横向导轨的**（图 1B 处）。按照说明书上的装置工艺条件，分别将两个尺子装置基面调整到与纵、横向导轨运动方向（水平方向和垂直方向）平行，其平行度〈 0.1mm （通常装置时都能方便地调整到 0.05mm 以内）。 
三、数显系统的调试 
    纵坐标的调试：取下一起纵向导轨上的玻璃工作台，将一块 200mm 的 3 等量块两端分别研上 10mm 的量块附件，将其装置在纵向导轨刮研基面（见图 1 量块安置处），使其与光栅尺装置在同一直线上，以减少阿贝差别。再用装置在仪器横向滑架上的计量传感器测头与量块的一端接触，此时数显表开始计数，然后移动纵向导轨使传感器测头与量块的另一端接触，在接触的瞬间数显表停止计数并保持数据。数显表的显示值与量块的实际尺寸之差就是数显系统的差值。该差值若小于 3 μ m 则不必修正，若大于 3 μ m 时可根据差值的大小通过数显表的差别补偿系统进行线性补偿，可使差别小于规定的数值甚至接近于零。 
    以同样的方法用 100mm 的量块对横坐标进行调试，此不赘述。 
四、数显系统的检定 
    根据万工显检定规程中的相关规定，需要检定读数装置的示值差别、读数装置的回程差别和示值差别。 
（ 1 ） 读数装置的示值差别检定 
    对数显系统来说，读数装置的示值差别就是数显表的*小分辨率，即± 0.5 μ m ，无须检定。 
（ 2 ）读数装置的示值差别的检定（相当于磁栅尺的重复性） 
    光栅尺读数装置就其构造和原理来说是没有回程差别的，当然这需要很高的工艺水平做保证。通过用 0.1 μ m 的电感测微仪反复测试，光栅尺读数装置的回程差别*大不超过 0.5 μ m 。 
（ 3 ）示值差别的检定（相当于磁栅尺的准确性） 
    用检定极限差别不大于 0.5 μ m 的玻璃刻度尺作为标准，按照规程规定的条件方法对纵、横向分别进行检定；若没有玻璃刻度尺，可用万工显原有的刻度尺与光栅尺进行比较检定，并用仪器原有的示值差别进行修正，以确定光栅尺各被检点的实际差别，若有超差再用线性补偿系统进行补偿。