เส้นตั้งฉากของเส้นบอกแนวเส้นตรงคืออะไร และจะวัดได้อย่างไร

เส้นตั้งฉากของเส้นนำเชิงเส้นจะอธิบายว่าแกนนำ แกนการเคลื่อนที่ หรือจุดยึดยึดหนึ่งแกนสร้างความสัมพันธ์ 90 องศากับการอ้างอิงอื่นที่ระบุอย่างใกล้ชิดเพียงใด โดยทั่วไปจะมีการตรวจสอบระหว่างแกนการเคลื่อนที่ X และ Y ของเครื่องจักร ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าความเป็นฉากของแกนหรือความเป็นมุมตั้งฉาก

ไม่ควรสับสนระหว่างความตั้งฉากกับความขนานระหว่างรางสองรางที่ติดตั้งบนแกนเดียวกัน รางสองรางที่รองรับโต๊ะเคลื่อนย้ายได้หนึ่งตัวโดยปกติแล้วจะมีจุดประสงค์ให้ขนานกัน แกนการเคลื่อนที่ที่แตกต่างกันสองแกน เช่น X และ Y มักจะตั้งฉากกัน

หากแกน X และ Y ไม่เป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัส เครื่องจักรอาจยังคงเคลื่อนที่ได้อย่างราบรื่น แต่รูปทรงที่ได้รับคำสั่งสามารถบิดเบี้ยวได้ สี่เหลี่ยมจัตุรัสที่ตั้งโปรแกรมไว้อาจกลายเป็นสี่เหลี่ยมด้านขนาน และเส้นทางวงกลมอาจแสดงข้อผิดพลาดทางเรขาคณิตของทิศทาง แม้ว่าแต่ละแกนจะวางตำแหน่งอย่างแม่นยำตามการเคลื่อนที่ของมันเองก็ตาม

ความตั้งฉากหมายถึงอะไร

คำนี้สามารถอธิบายความสัมพันธ์ที่แตกต่างกันได้หลายประการ การเขียนแบบ แผนการตรวจสอบ หรือข้อมูลจำเพาะของเครื่องจักรจะต้องระบุอย่างชัดเจนว่าเส้น ระนาบ หรือแกนการเคลื่อนที่ใดที่ถูกควบคุม

ความสัมพันธ์เหล่านี้จำเป็นต้องมีการตั้งค่าการวัดที่แตกต่างกัน ผลลัพธ์จะไม่สมบูรณ์เว้นแต่จะระบุคุณลักษณะควบคุม ข้อมูลอ้างอิง ทิศทางการวัด และความยาวที่ประเมินไว้

ความตั้งฉากกับความขนาน

ความขนานและความตั้งฉากเป็นตัวควบคุมการจัดตำแหน่งที่เกี่ยวข้องกัน แต่จะแก้ปัญหาที่แตกต่างกัน

ก่อนตรวจสอบความตั้งฉากของ XY แต่ละแกนจะต้องมีความตรงที่ยอมรับได้อยู่แล้ว และรางขนานภายในแต่ละแกนจะต้องถูกจัดแนวให้ตรงกันก่อน มิฉะนั้น การอ่านค่าตั้งฉากอาจมีข้อผิดพลาดจากแหล่งต่างๆ มากมาย

สำหรับการวัดรางที่ติดตั้งไปในทิศทางเดียวกัน โปรดดูวิธีวัดความขนานของเส้นนำเชิงเส้น.

ข้อผิดพลาดในแนวตั้งฉากส่งผลต่อการเคลื่อนไหวอย่างไร

ผลที่ได้ขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ที่ไม่ถูกต้อง

เมื่อแกนการเคลื่อนที่ X และ Y ไม่เป็นสี่เหลี่ยม:

• เส้นทางสี่เหลี่ยมอาจกลายเป็นสี่เหลี่ยมด้านขนาน
• การทดสอบการประมาณค่าแบบวงกลมอาจแสดงความบิดเบี้ยวทางเรขาคณิต
• คุณลักษณะที่กลึงจากทิศทางของแกนที่แตกต่างกันอาจไม่ตรงตามมุมที่ต้องการ
• ผลการตรวจสอบอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับทิศทางของการวัด

เมื่อจุดยึดรางไม่ตั้งฉากหรืออยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง:

• รางอาจไม่วางชิดกับพื้นผิวอ้างอิงทั้งสองอย่างจนสุด
• สลักเกลียวที่ขันแน่นอาจทำให้รางบิดเบี้ยวหรือดึงออกจากจุดอ้างอิงที่ต้องการ
• แผ่นเคลื่อนย้ายอาจเพิ่มภาระโมเมนต์เพิ่มเติมเข้าไปในตู้โดยสาร
• ทิศทางของแกนสุดท้ายอาจแตกต่างจากการวาดแบบของเครื่องจักร

ข้อผิดพลาดด้านกำลังสองของ XY ไม่จำเป็นต้องทำให้แคร่เลื่อนยากเสมอไป เนื่องจากแต่ละแกนอาจยังคงเป็นเส้นตรงและขนานกันภายใน ในทางกลับกัน แท่นยึดมักสัมพันธ์กับความขนานของราง -ความแปรผันของความสูงในการติดตั้ง การปนเปื้อน หรือการบิดเบี้ยวของเพลตมากกว่าความสัมพันธ์ 90 องศาระหว่างแกนที่แยกจากกัน

กำหนดการวัดก่อน

ก่อนที่จะเลือกเครื่องมือ ให้กำหนดข้อมูลต่อไปนี้:

• คุณสมบัติที่ได้รับการควบคุมคือแกน ใบหน้าด้านข้างราง หรือระนาบการติดตั้งใด
• แกนหรือพื้นผิวใดเป็นข้อมูลอ้างอิง
• ข้อกำหนดสำหรับรูปทรงของส่วนประกอบหรือการเคลื่อนที่ของแคร่จริงหรือไม่
• ประเมินผลลัพธ์ด้วยความยาวการวัดเท่าใด
• ควรรายงานผลลัพธ์เป็นหน่วย มม. มม./ม. ไมโครเมตร หรือหน่วยเชิงมุมหรือไม่
• อุณหภูมิและสภาวะการโหลดของเครื่องจักร-เป็นอย่างไร

การวัดขอบยึดที่กลึงไม่ได้พิสูจน์โดยอัตโนมัติว่าแกนการเคลื่อนที่สุดท้ายตั้งฉากกัน การนั่งราง การขันโบลต์ การแปรผันของตัวรถ การเสียรูปของโต๊ะ และการปรับชุดประกอบ สามารถเปลี่ยนรูปทรงการเคลื่อนที่ที่สมบูรณ์ได้

วิธีที่ 1: ตัวบ่งชี้แบบสี่เหลี่ยมและหน้าปัด

ตัวระบุการทดสอบแบบสี่เหลี่ยมจัตุรัสและหน้าปัดที่มีความแม่นยำที่ปรับเทียบแล้ว เป็นวิธีที่ใช้งานได้จริงในการตรวจสอบความเป็นสี่เหลี่ยมของแกนเครื่องจักรที่ค่อนข้างสั้นสองแกน ช่องสี่เหลี่ยมต้องมีความแม่นยำเพียงพอสำหรับพิกัดความเผื่อของเครื่องจักรที่ต้องการ

ขั้นตอนพื้นฐานสำหรับระยะ XY:

1. ทำความสะอาดพื้นผิวสัมผัสโต๊ะ สี่เหลี่ยม และตัวบ่งชี้ ขจัดเศษ เศษครีบ และคราบสารหล่อลื่นที่อาจเอียงสี่เหลี่ยมจัตุรัส
2. กำหนดแกน X- เป็นทิศทางการเคลื่อนที่อ้างอิง
3. วางสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีความแม่นยำไว้บนโต๊ะเครื่องจักร และจัดแนวหน้าการทำงานด้านหนึ่งให้ขนานกับระยะเคลื่อนที่ของแกน X-
4. ติดตั้งตัวแสดงการหมุนบนแกน Y- ส่วนที่เคลื่อนที่เพื่อให้โพรบสัมผัสกับหน้าการทำงานในแนวตั้งฉากของสี่เหลี่ยมจัตุรัส
5. เลื่อนแกน Y- ผ่านความยาวการตรวจสอบที่กำหนดขณะบันทึกค่าตัวบ่งชี้
6. ทำซ้ำการวัดเพื่อตรวจสอบความสามารถในการทำซ้ำ จากนั้นกลับด้านหรือเปลี่ยนตำแหน่งสี่เหลี่ยมจัตุรัสตามความเหมาะสม เพื่อระบุข้อผิดพลาดของสี่เหลี่ยมจัตุรัสหรือการตั้งค่า

ความแปรผันของตัวบ่งชี้แสดงถึงความเบี่ยงเบนด้านข้างเหนือการเคลื่อนที่ของแกน Y- ที่วัดได้ หลังจากที่สี่เหลี่ยมจัตุรัสได้รับการจัดแนวอย่างถูกต้องกับการอ้างอิงแกน X- สี่เหลี่ยมจัตุรัสต้องไม่เคลื่อนที่ในขณะที่แกนถูกเคลื่อนที่

วิธีที่ 2: การวัดด้วยแสง

การเดินทางที่ไกลขึ้นและ-เครื่องจักรที่มีความแม่นยำสูงกว่าอาจต้องใช้ออโตคอลลิเมเตอร์ เลเซอร์อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ที่มีเลนส์เชิงมุมหรือความตรงที่เหมาะสม หรือเลเซอร์ติดตาม ตัวชี้เลเซอร์หรือเลเซอร์เส้นแบบพื้นฐานไม่เพียงพอสำหรับการวัดความตั้งฉากที่มีความแม่นยำสูง-ที่ตรวจสอบย้อนกลับได้

กระบวนการทางแสงโดยทั่วไปประกอบด้วย:

1. กำหนดทิศทางหรือพฤติกรรมเชิงมุมของแกนการเคลื่อนที่อันแรก
2. วัดทิศทางของแกนที่สองในระบบพิกัดเดียวกัน
3. คำนวณความสัมพันธ์เชิงมุมระหว่างทิศทางการเคลื่อนที่ทั้งสองทิศทาง
4. วิ่งซ้ำในทั้งสองทิศทางเพื่อประเมินความสามารถในการทำซ้ำและผลการกลับตัว
5. ใช้ขั้นตอนด้านสิ่งแวดล้อมและการชดเชยของผู้ผลิตเครื่องมือ

วิธีการแบบออปติคัลช่วยลดการพึ่งพากำลังสองทางกายภาพขนาดสั้น และมีประโยชน์สำหรับแกนเครื่องจักรขนาดยาว ความถูกต้องแม่นยำยังคงขึ้นอยู่กับการตั้งค่าเครื่องมือ อุณหภูมิอากาศ การไล่ระดับความร้อน การสั่นสะเทือน และการตีความเวกเตอร์ของแกนที่วัดอย่างถูกต้อง

วิธีที่ 3: CMM หรือ Laser Tracker

เครื่องวัดพิกัดหรือตัวติดตามเลเซอร์สามารถประเมินความตั้งฉากโดยการวัดจุดตามจุดอ้างอิงหรือเส้นทางการเคลื่อนที่สองจุด และปรับเส้นหรือระนาบให้เข้ากับชุดข้อมูลแต่ละชุด

ขั้นตอนทั่วไปคือ:

1. กำหนดระบบพิกัดของเครื่องจักรและข้อมูลที่จำเป็น
2. รวบรวมจุดกระจายที่เพียงพอตามแกนแรก ข้อมูลราง หรือคุณสมบัติการติดตั้ง
3. รวบรวมคะแนนตามคุณสมบัติควบคุมที่สอง
4. จัดให้พอดีกับเส้นหรือระนาบที่ต้องการโดยใช้วิธีการประเมินที่ตกลงกันไว้
5. คำนวณความสัมพันธ์เชิงมุมหรือการเบี่ยงเบนตั้งฉากระหว่างสิ่งเหล่านั้น

ปริมาณจุดที่ต้องการขึ้นอยู่กับความยาวของคุณลักษณะ รูปทรง ความไม่แน่นอนในการวัด และมาตรฐานการตรวจสอบ ไม่ควรใช้ตัวเลขคงที่ เช่น 20 หรือ 30 จุดกับทุกเครื่อง

การตรวจสอบ CMM มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการตรวจสอบฐานเครื่องจักร โต๊ะ และตำแหน่งบ่าก่อนการติดตั้งไกด์ สำหรับการเคลื่อนที่ตามจริง-ความตั้งฉากของแกน การตั้งค่าการวัดจะต้องจับการเคลื่อนที่ของแคร่หรือตาราง ไม่ใช่แค่รูปทรงเรขาคณิตของรางคงที่เท่านั้น

วิธีการคำนวณข้อผิดพลาด

สำหรับการวัดตัวบ่งชี้สี่เหลี่ยมจัตุรัส-และ- ค่าเบี่ยงเบนตั้งฉากแบบง่ายสามารถแสดงเป็น:

เมื่อผลลัพธ์ถูกทำให้เป็นมาตรฐานถึงหนึ่งเมตร:

สำหรับข้อผิดพลาดเชิงมุมเล็กๆ สามารถประมาณมุมได้จากอัตราส่วนระหว่างส่วนเบี่ยงเบนและความยาวการวัด:

ตัวอย่างเช่น หากตัวบ่งชี้เปลี่ยนแปลง 0.012 มม. ในระยะเคลื่อนที่ที่ตรวจสอบแล้ว 600 มม.:

นี่คือตัวอย่างการรายงาน ไม่ใช่การยอมรับในระดับสากล ค่าที่อนุญาตต้องมาจากการออกแบบเครื่องจักร การวาดแบบ ความสามารถของกระบวนการ หรือมาตรฐานการตรวจสอบที่เกี่ยวข้อง

ไม่มีความอดทนสากล

ไม่มีค่าเผื่อความคลาดเคลื่อนในแนวตั้งฉากเพียงจุดเดียวที่เหมาะสำหรับระบบนำทางเชิงเส้นตรงทุกระบบ แกนถ่ายโอนบรรจุภัณฑ์ ศูนย์เครื่องจักรกลซีเอ็นซี และขั้นตอนการวัดพิกัดมีข้อกำหนดทางเรขาคณิตที่แตกต่างกันมาก

ข้อผิดพลาดที่อนุญาตขึ้นอยู่กับ:

• ความยาวเคลื่อนที่ของแกน
• ความแม่นยำของชิ้นส่วนหรือตำแหน่งที่ต้องการ
• ระยะห่างระหว่างไกด์และจุดทำงาน
• โครงสร้างเครื่องจักรและพฤติกรรมทางความร้อน
• คู่มือความแม่นยำและพรีโหลด
• ความไม่แน่นอนของการวัด
• ความพร้อมใช้งานของการชดเชยคอนโทรลเลอร์

เกณฑ์ความคลาดเคลื่อนควรระบุความยาวที่ประเมินไว้เสมอ ค่าเบี่ยงเบน 0.01 มม. ส่วน 100 มม. ไม่เท่ากับ 0.01 มม. ส่วน 1,000 มม.

ข้อผิดพลาดในการวัดทั่วไป

การใช้จัตุรัสที่ไม่ผ่านการตรวจสอบ

หากข้อผิดพลาดกำลังสองใกล้เคียงกับค่าเผื่อของเครื่องจักร ผลลัพธ์จะไม่สามารถแยกแยะข้อผิดพลาดของเครื่องจักรจากข้อผิดพลาดอ้างอิง{0}}ของเครื่องมือได้อย่างน่าเชื่อถือ ใช้สี่เหลี่ยมจัตุรัสที่ปรับเทียบแล้วด้วยความไม่แน่นอนที่เหมาะสม

ล้มเหลวในการจัดแนวสี่เหลี่ยมจัตุรัสกับแกนหลัก

สี่เหลี่ยมจัตุรัสที่แม่นยำที่วางอยู่บนโต๊ะจะไม่ถูกปรับให้สอดคล้องกับการเคลื่อนที่ของแกน X- โดยอัตโนมัติ ขั้นแรกจะต้องตั้งค่าด้านหนึ่งให้ขนานกับแกนต้นแบบที่เลือก ก่อนที่จะใช้ใบหน้าตั้งฉากเพื่อตรวจสอบ Y

การวัดก่อนที่ความขนานจะถูกต้อง

หากรางสองรางภายในแกนเดียวไม่ขนานกัน โต๊ะที่เคลื่อนย้ายอาจเลี้ยวหรือพันกันระหว่างการเดินทาง การเปลี่ยนแปลงตัวบ่งชี้ผลลัพธ์อาจถูกเข้าใจผิดว่าเป็นข้อผิดพลาดในแนวตั้งฉาก

ละเว้นข้อผิดพลาดโคไซน์ตัวบ่งชี้

หัววัดควรสัมผัสกับหน้าอ้างอิงในมุมที่ถูกต้องและคงอยู่ภายในช่วงการวัดที่ต้องการ ก้านบ่งชี้เอียงหรือการเปลี่ยนมุมสัมผัสทำให้เกิดข้อผิดพลาดเพิ่มเติม

การวัดระหว่างการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

โครงเครื่องจักร สี่เหลี่ยม ราง และเครื่องมือวัดจะขยายตัวตามอุณหภูมิ ปล่อยให้อุปกรณ์รักษาเสถียรภาพและหลีกเลี่ยงการถูกแสงแดดโดยตรง การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิน้ำหล่อเย็นและแหล่งความร้อนในพื้นที่ในระหว่างการตรวจสอบอย่างแม่นยำ

วิธีแก้ไขความตั้งฉาก

วิธีการแก้ไขขึ้นอยู่กับว่าข้อผิดพลาดนั้นมาจากฐานการติดตั้ง ตำแหน่งราง โครงสร้างการเคลื่อนย้าย หรือการสอบเทียบเครื่องจักร

1. ยืนยันแกนหลักตรวจสอบความตรงและความขนานของรางภายในก่อนใช้เป็นข้อมูลอ้างอิง
2. ตรวจสอบพื้นผิวการติดตั้งขจัดเสี้ยน รอยบุบ สิ่งสกปรก และวัสดุที่ยกขึ้นรอบๆ รูสลักเกลียว
3. คลายเฉพาะแกนที่ปรับได้รักษาแกนหลักที่กำหนดไว้ให้คงที่ เว้นแต่การตรวจสอบจะแสดงให้เห็นว่าแกนนั้นไม่ถูกต้องเช่นกัน
4. ปรับเทียบกับการอ้างอิงที่ถูกต้องใช้บ่าเครื่องจักร พรีซิชั่นสแควร์ จิ๊ก หรือการตอบสนองการวัดเพื่อวางตำแหน่งแกน
5. กระชับขึ้นเรื่อยๆปฏิบัติตามลำดับโบลต์และแรงบิดที่ระบุขณะตรวจสอบว่าแกนไม่ขยับ
6. ตรวจสอบการเดินทางทั้งหมดอีกครั้งวัดทั้งสองทิศทางการเดินทางและทำซ้ำหลังจากขันราง รถม้า และเพลตจนแน่นแล้ว

อาจใช้แผ่นรองเม็ดมีดได้เฉพาะในกรณีที่การออกแบบเครื่องจักรและทิศทางการแก้ไขอนุญาตเท่านั้น การสุ่มชิมเมอร์สามารถปรับปรุงการอ่านหนึ่งครั้งในขณะที่สร้าง-การบิดเบี้ยวของใบหน้า การม้วนหรือความสูงที่อื่นผิดพลาด

หากการปรับที่จำเป็นเกินขอบเขตการประกอบที่มีอยู่ ไหล่หรือฐานสำหรับติดตั้งอาจต้องมีการตัดเฉือนใหม่- การชดเชยของตัวควบคุมอาจลดข้อผิดพลาดทางเรขาคณิตบางอย่างในการเคลื่อนไหวที่ได้รับคำสั่ง แต่ไม่ได้แก้ไขการผูกมัดทางกลไก ที่นั่งบนรางที่ไม่ดี หรือน้ำหนักบรรทุกภายในที่มากเกินไป

คำสั่งตรวจสอบที่แนะนำ

ลำดับการตรวจสอบเชิงตรรกะจะป้องกันไม่ให้ข้อผิดพลาดในการจัดตำแหน่งรายการหนึ่งผิดพลาดไปเป็นอีกรายการหนึ่ง:

1. การติดตั้ง-ความเรียบของพื้นผิวและความสะอาด
2. ความตรงของรางหลัก
3. ความขนานของรางในแต่ละแกน
4. การเคลื่อนที่ของรถม้าและการต้านทานการวิ่ง
5. ความตั้งฉากระหว่างแกนการเคลื่อนที่ต่างๆ
6. ทดสอบการวางตำแหน่งเครื่องจักรและการแก้ไขให้เสร็จสิ้น

สำหรับการติดตั้ง-การตรวจสอบพื้นผิว โปรดดูการติดตั้งรางนำเชิงเส้น-ความเรียบของพื้นผิว. สำหรับลำดับการประกอบที่สมบูรณ์ โปรดดูที่วิธีการติดตั้งรางนำการเคลื่อนที่เชิงเส้น.

บทสรุป

เส้นตั้งฉากของเส้นบอกแนวโดยปกติจะอธิบายความสัมพันธ์ 90- องศาระหว่างแกนการเคลื่อนที่สองแกน หรือระหว่างทิศทางของเส้นนำทางกับจุดอ้างอิงของเครื่องจักรที่ระบุ มันแตกต่างจากความขนานของราง ความตรงของเส้นทาง และความเรียบของพื้นผิวการติดตั้ง

สี่เหลี่ยมจัตุรัสและตัวบ่งชี้ที่แม่นยำช่วยให้การตรวจสอบโรงงานใช้งานได้จริง ในขณะที่อุปกรณ์เกี่ยวกับการมองเห็น CMM และตัวติดตามเลเซอร์เหมาะสำหรับการเดินทางไกลหรือระบบที่มีความแม่นยำ-สูงกว่า ไม่ว่าจะใช้วิธีใดก็ตาม จะต้องกำหนดจุดอ้างอิง ความยาวในการตรวจสอบ ความไม่แน่นอนของเครื่องมือ และวัตถุในการวัดให้ชัดเจน

DLY จัดหาประเภท HD ball-, โปรไฟล์ ED - ต่ำ, MD ขนาดเล็ก และลูกกลิ้ง RD -แนวทางเชิงเส้นพร้อมตัวเลือกความแม่นยำ H และ P ความตั้งฉากของเครื่องจักรขั้นสุดท้ายขึ้นอยู่กับความแม่นยำของไกด์และการติดตั้ง การจัดตำแหน่ง และการตรวจสอบระบบการเคลื่อนที่ที่สมบูรณ์

← กลับไปที่บล็อก DLY