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什麽是步（bù）距規？如何使用？

2013-5-11 來源：作者：

1.步距規：

　　實物長度標準器（qì），由若幹個量塊（通常白（bái）色陶瓷量塊）按一定間（jiān）隔（gé）排列在基體中組成。

　　2.用（yòng）途（tú）：

　　校（xiào）對激光幹涉儀（見8.1）、檢測數控機床（見8.2）、檢測坐標測量機（見8.3）及其它（tā）精密儀器。國家（jiā）標準GB/T 16857-2-2006和國際標準ISO 10360-2:2009《坐標測量機的驗收檢（jiǎn）測和複（fù）檢檢測》都強烈推薦用步（bù）距規作為實物長（zhǎng）度標準器用於檢測坐標測量機。步距規還是國際計量委員（yuán）會互認協議簽約國（guó）進行長度測量比對用的實物長（zhǎng）度標準器。

　　3.術語（yǔ）：（為陳述方便，本（běn）文所用（yòng）術語與“機械行業標準JB/T 10977-2010 步距規”有差異）

　　3.1零位測量麵——標有“0”標記的測（cè）量麵；3.2基準麵（miàn）——距零位測量麵較近（jìn）的基體端麵；3.3 測（cè）量線——通過零位測量麵中心並與基準麵垂直的直線；3.4步距——相鄰測量塊同向測量麵間距離的標（biāo）稱值；3.5 工作（zuò）尺寸——各測量麵與測量線（xiàn）的交點距零位測量（liàng）麵中心距離；3.6工作尺寸偏差——工作尺寸與設計尺寸之差；3.7工作尺寸（cùn）極限偏差——工作尺寸偏差的允許範圍；3.8量麵平行度——測量（liàng）麵（miàn）中心區（以量麵中心為中（zhōng）心，邊長（zhǎng）4mm正方形內）各點（diǎn）與基準麵距離的最大值與最小值之（zhī）差；3.9穩定性——相對於上一次校準，工作尺（chǐ）寸的變化。步距（jù）規因意外（wài）跌落、衝擊、碰撞及好奇者人為（wéi）扳扭（niǔ）量塊等意（yì）外影響，會引起（qǐ）工（gōng）作尺寸變化，這變化難以（yǐ）發現，屬“內傷”，足以使步距規喪失原有精度。使用者需（xū）高度重（chóng）視和（hé）防範上述意外影響！安一公司專利“帶護欄步距規（guī）”可大大減少（shǎo）外力的不（bú）良影響，穩定性高，值（zhí）得推廣（guǎng）。

　　4.結構型式：

　　步距規按測量塊間有無研合墊塊分為研（yán）合型和非研合型（xíng），研（yán）合型精度較高；按測量塊是否凸出基（jī）體之外分為外凸型和內凹型，外凸型使用方便，但穩定性差；內凹型穩定性好，但使用欠方便；三豐公司步距規屬外凸研合（hé）型，優點（diǎn）精度（dù）高、使用方便，缺點穩定性（xìng）差。KOBA公司步距規屬內凹非研合型，優點穩定性好，缺點工作尺寸偏差大、使用欠方便。安一公（gōng）司步距規除外凸研合型、內凹研合型（優（yōu）點精度高、穩（wěn）定性好，缺點使（shǐ）用欠方便）外，新增安一專利結構“帶護欄步距規”。該步距規精度高（gāo）、穩定性好、使用方便（biàn），很受用戶歡迎。

　　5.高精度步距規（guī）：

　　工（gōng）作尺寸極限偏差較（jiào）小的步距規。參考三豐公司2010年產品（pǐn）樣本：工作尺寸1000mm，極限偏差±2.5μm；工作尺寸600mm，極限偏差±1.8μm；工作尺寸300mm，極限（xiàn）偏差±1.2μm等（děng）步距規。日本三豐公司高精度步距規和安一公（gōng）司1級步距規按此此要求。

　　檢測坐標（biāo）測量機和高檔數控（kòng）機床應使用高精度步距規。

　　6.步距規（guī）的校準：

　　須由經權威計（jì）量機（jī）構認證具有資格的（de）單位（wèi）進行校準。例如（rú）安一高精度步距規，規格1000mm編號FE31001，2010年6月經中國計量科學研究院校準，全程工作尺寸偏差不超（chāo）過±0.6μm，校準結果不確定度（dù）U=(0.2+0. 5L)μm，（k=2），（L——工作尺寸單位m）；規格1000mm編號FK31001，2010年11月經德國DKD-K-44301 校準，全（quán）程工作尺寸偏（piān）差不（bú）超過±0.46μm，不確定度為（wéi）U=(0.10+0. 50L)μm，（k=2），（L——工作尺寸（cùn）單位m）。2012年開始，不（bú）確定度可升級為U=(0.10+0. 30L)μm，（k=2），同時檢測（cè）步距規的線性熱膨脹係數，不確定度U=0.05*10-6K-1。

　　7.注意（yì）事項：

　　輕拿輕放，防止碰撞；切勿拆卸，不可重裝；定期校準，專人護防。手套口罩，隔熱重要。

8. 使用方法：

　　認真閱（yuè）讀說明書，牢記注意事項，查（chá）閱（yuè）檢驗報告，反（fǎn）複核對誤差方向和大小。應用舉例如下：

　　8.1校對激光幹涉儀：現場檢測數控機床精度，單獨使用激光幹涉儀不（bú）夠準確，應先用步距規校對激光幹涉儀，步驟如下：8.1.1將步距規置於機床工作台（tái）上，使與選定導軌平行；8.1.2將裝有杠杠千分表（分辨力1μm，重複（fù）性（xìng）0.2μm，以下（xià）簡稱“表”）的磁力表座吸附（fù）在主軸頭架上；8.1.3將激光幹（gàn）涉儀（yí）材料溫度傳感器吸附（fù）在步距規兩端（duān）；8.1.4使表測頭與步距規零位測量麵中心區接觸並壓縮約（yuē）15μm，並使指針回零（líng）；8.1.5把（bǎ）步距規當做被檢測對（duì）象，從零位工作麵開始檢測：移出表測頭，按選定的長度（應為（wéi）步（bù）距（jù）的整數倍）移動工（gōng）作台；微調工作台使表針回零，記錄激光（guāng）幹涉儀檢測結果。如此操作，直至檢（jiǎn）測完畢；8.1.6檢測結果與步距規工作尺寸之差，就是激光幹涉儀（yí）的測量誤差。按激光幹涉儀使用說明，調整有關參數,修正測量（liàng）誤差；8.1.7用修正後的（de）激光幹涉儀再次檢測步距規，直至其檢測結果與步距規工作尺寸一致。

　　8.2檢（jiǎn）測數控機床

　　a）檢導軌直線度分量：將步距規沿導軌某一（yī）側（如左側）置於工（gōng）作台（tái）上，操作見8.1.1、8.1.2、8.1.4、8.1.5。再（zài）將步距規沿導軌另一側（右側）置於工作台上，重複操作見8.1.1、8.1.2、8.1.4、8.1.5。兩次檢測結果之差值（zhí），即為該導軌直線度的水平分量對機床定位精度的影響；將步距（jù）規用等高塊墊高沿導（dǎo）軌置於工作台上，操作見8.1.1、8.1.2、8.1.4、8.1.5，其檢（jiǎn）測（cè）結果與墊高前的檢測結（jié）果之差，即為該導軌直線度（dù）垂直分量對機（jī）床定位精（jīng）度的影響。導軌直線度不僅是（shì）出廠前的導軌加工精度，還包（bāo）含運輸震動和安（ān）裝（zhuāng）調試過程對導（dǎo）軌直（zhí）線度的綜合影響。上述檢測（cè）方法從使用者角度反映出該數控（kòng）機（jī）床坐標（biāo）定位係統精度對（duì）加（jiā）工精度的可能影響（xiǎng）。

　　b）檢坐標定位測量係統精度：數（shù）控機床的坐標定位測量係統是數控機床（chuáng）的重要組成部分，一般（bān）由光柵尺測量裝置組成。用激光幹涉儀（yí）檢測數控機（jī）床坐標（biāo）定位（wèi）測量係統（tǒng）的精度（參見國家計量檢定規程 JJF 1251-2010 坐標定位測量係統校準規範），實際上是檢測光柵尺測量（liàng）裝置的精度。有兩個重（chóng）要因素使得現場用激光幹涉儀檢測的結果（guǒ）（所有檢測結果都是將現場檢測量修正（還原）到標準溫度20℃時應有的結果）不夠準確。一是光柵尺的實際（jì）溫度（dù）測不準，因為激光幹（gàn）涉儀的材料溫度傳感（gǎn）器無法（fǎ）帖附在有防護罩殼包圍的光柵尺上，隻能帖附在附近其它部件上；二是（shì）光柵尺的（de）熱膨脹係（xì）數難以準確給出（chū）（光柵尺廠家給出的數據多是近似（sì）值（zhí））。此外，其它因素如溫度波動難以達到規定要求（國家計量檢定規程 JJF 739-2005 激光幹涉儀對溫度波（bō）動要求小於0.2℃每小時和0.01℃每2分（fèn）鍾），加上氣壓、氣流擾（rǎo）動（dòng）、振動、二氧化碳含量等綜合影響，就使得激光幹（gàn）涉儀現場（chǎng）檢測的最大誤差往往超（chāo）過±1.5μm的技術要求。如果事先用步（bù）距規對激光幹涉儀進行校對，然後再用校對過的激光幹涉儀檢測數（shù）控機床坐標定位測量（liàng）係統的精度，其測量準確度會（huì）有很大提高（具體操作見8.1）。步距規精度越高，操（cāo）作越仔細，校對的結果就會越好。可見，高檔數控機床坐標定位測量（liàng）係統的檢測，離不開高精度（dù）步距規（guī）。

　　8.3檢測坐標測量機

　　檢（jiǎn）測（cè）坐（zuò）標測量機除用（yòng）步距規，還應配以可傾斜放置步（bù）距規的專用支架。按國家國家標準（zhǔn）“GB/T 16857-2-2006坐標測量（liàng）機的驗收檢測和複檢檢測”和（hé）“國家計（jì）量技術規範JJF 1064-2004 坐標測量機校準規範”有關規定進行操作，此文不在贅述。

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