常用的數(shù)控機(jī)床維修工具.doc

激光干涉儀可對(duì)機(jī)床、三測(cè)機(jī)及各種定位裝置進(jìn)行高精度的(位置和幾何)精度校正，可完成各項(xiàng)參數(shù)的測(cè)量，如線形位置精度、重復(fù)定位精度、角度、直線度、垂直度、平行度及平面度等。 一、常用的數(shù)控機(jī)床維修工具1.拆卸及裝配工具(1)單頭鉤形扳手：分為固定式和調(diào)節(jié)式，可用于扳動(dòng)在圓周方向上開有直槽或孔的圓螺母。(2)端面帶槽或孔的圓螺母扳手：可分為套筒式扳手和雙銷叉形扳手。(3)彈性擋圈裝拆用鉗子：分為軸用彈性擋圈裝拆用鉗子和孔用彈性擋圈裝拆用鉗子。(4)彈性手錘：可分為木錘和銅錘。(5)拉帶錐度平鍵工具：可分為沖擊式拉錐度平鍵工具和抵拉式拉錐度平鍵工具。(6)拉帶內(nèi)螺紋的小軸、圓錐銷工具(俗稱撥銷器)。(7)拉卸工具：拆裝在軸上的滾動(dòng)軸承、皮帶輪式聯(lián)軸器等零件時(shí)，常用拉卸工具，拉卸工具常分為螺桿式及液壓式兩類，螺桿式拉卸工具分兩爪、三爪和鉸鏈?zhǔn)健?8)拉開口銷扳手和銷子沖頭。2.常用的機(jī)械維修工具(1)尺：分為平尺、刀口尺和90角尺。(2)墊鐵：面為90的墊鐵、角度面為55的墊鐵和水平儀墊鐵。(3)檢驗(yàn)棒：有帶標(biāo)準(zhǔn)錐柄檢驗(yàn)棒、圓柱檢驗(yàn)棒和專用檢驗(yàn)棒。(4)杠桿千分尺：當(dāng)零件的幾何形狀精度要求較高時(shí)，使用杠桿千分尺可滿足其測(cè)量要求，其測(cè)量精度可達(dá)0001mm。(5)萬能角度尺：用來測(cè)量工件內(nèi)外角度的量具，按其游標(biāo)讀數(shù)值可分為2和5兩種，按其尺身的形狀可分為圓形和扇形兩種。二、常用的數(shù)控機(jī)床維修儀表1百分表百分表用于測(cè)量零件相互之間的平行度、軸線與導(dǎo)軌的平行度、導(dǎo)軌的直線度、工作臺(tái)臺(tái)面平面度以及主軸的端面圓跳動(dòng)、徑向圓跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)。讀數(shù)方法百分表的讀數(shù)方法為：先讀小指針轉(zhuǎn)過的刻度線（即毫米整數(shù)），再讀大指針轉(zhuǎn)過的刻度線（即小數(shù)部分），并乘以0.01，然后兩者相加，即得到所測(cè)量的數(shù)值。2杠桿百分表杠桿百分表又被稱為杠桿表或靠表，是利用杠桿-齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或者杠桿-螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu),將尺寸變化為指針角位移,并指示出長(zhǎng)度尺寸數(shù)值的計(jì)量器具.用于測(cè)量工件幾何形狀誤差和相互位置正確性，并可用比較法測(cè)量長(zhǎng)度。 杠桿百分表目前有正面式、側(cè)面式及端面式幾種類型. 杠桿百分表的分度值為0.01mm,測(cè)量范圍不大于1mm.它的表盤是對(duì)稱刻度的. 杠桿百分表可用于測(cè)量形位誤差,也可用于比較測(cè)量的方法測(cè)量實(shí)際尺寸,還可以測(cè)量小孔、凹槽、孔距、坐標(biāo)尺寸等.使用時(shí)應(yīng)注意使測(cè)量運(yùn)動(dòng)方向與測(cè)頭中心成垂直，以免產(chǎn)生測(cè)量誤差。3千分表及杠桿千分表用精密齒 千分表結(jié)構(gòu)圖條齒輪機(jī)構(gòu)制成的表式通用長(zhǎng)度測(cè)量工具。圖為千分表的結(jié)構(gòu)。當(dāng)量桿移動(dòng)1毫米時(shí)，這一移動(dòng)量通過齒條、軸齒輪1、齒輪和軸齒輪2放大后傳遞給安裝在軸齒輪2上的指針，使指針轉(zhuǎn)動(dòng)一圈。若增加齒輪放大機(jī)構(gòu)的放大比，使圓表盤上的分度值為0.001毫米或0.002毫米（圓表盤上有200個(gè)或100個(gè)等分刻度），則這種表式測(cè)量工具即稱為千分表。二者的原理是相同的。千分表是美國(guó)的B.C.艾姆斯等于1890年制成的。它常用于形狀和位置誤差以及小位移的長(zhǎng)度測(cè)量。千分表的示值范圍一般為010毫米，大的可以達(dá)到100毫米。改變測(cè)頭形狀并配以相應(yīng)的支架，可制成千分表的變形品種，例如厚度千分表、深度 千分表千分表和內(nèi)徑千分表(見孔徑測(cè)量)等。如用杠桿代替齒條則可制成杠桿千分表和杠桿千分表，其示值范圍較小，但靈敏度較高。此外，它們的測(cè)頭可以在一定角度內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，能適應(yīng)不同方向的測(cè)量，結(jié)構(gòu)也緊湊。它們適用于測(cè)量普通千分表難以測(cè)量的外圓、小孔和溝槽等的形狀和位置誤差。（見彩圖） 千分表有縱形（）、橫形（）、垂直形（）幾種,要根據(jù)使用用途選擇合適的種類。 縱形（）：正面觀測(cè)刻度板的話,測(cè)頭為前后移動(dòng)型 橫形（）：正面觀測(cè)刻度板的話,測(cè)頭為左右移動(dòng)型 垂直形（）：縱形刻度板相對(duì)于測(cè)頭垂直安裝型種類1、表盤千分表 （1）刻度為0.01的千分表 測(cè)量軸移動(dòng)1mm相當(dāng)于長(zhǎng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，測(cè)量范圍有5mm、10mm不等。 （2）刻度為0.001的千分表 測(cè)量軸移動(dòng)0.2mm相當(dāng)于長(zhǎng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，測(cè)量范圍有1m、2mm、5mm不等。 2、杠桿式千分表 杠桿式千分表中，一般有按照0.01mm分度，測(cè)量范圍為0.5mm、0.8mm的千分表以及按照0.002mm分度，測(cè)量范圍為0.2mm、0.28mm的千分表。 3、電子數(shù)顯千分表 4、數(shù)顯測(cè)厚千分表 5、數(shù)顯內(nèi)徑千分表結(jié)構(gòu)千分表的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是齒輪系,外廓尺寸小,重量輕,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)惰性小,傳動(dòng)比 千分表結(jié)構(gòu)較大,可采用圓周刻度,并且有較大的測(cè)量范圍,不僅能作比較測(cè)量,也能作絕對(duì)測(cè)量。 千分表的工作原理,是將被測(cè)尺寸引起的測(cè)桿微小直線移動(dòng),經(jīng)過齒輪傳動(dòng)放大,變?yōu)橹赣?jì)在刻度盤上的轉(zhuǎn)動(dòng),從而讀出被測(cè)尺寸的大小。 千分表的構(gòu)造主要由3個(gè)部件組成：表體部分、傳動(dòng)系統(tǒng)、讀數(shù)裝置。 千分表已實(shí)施出口產(chǎn)品質(zhì)量許可制度，未取得出口質(zhì)量許可證的產(chǎn)品不準(zhǔn)出口。電子千分尺 1、外觀：百分表的表蒙應(yīng)透明潔凈,不應(yīng)有氣泡和明 電子千分表顯的劃痕；表盤刻線應(yīng)清晰平直,無目力可見的斷線和粗細(xì)不勻；測(cè)頭上不應(yīng)有碰傷、銹跡、斑點(diǎn)和明顯的劃痕。其它表面上不應(yīng)有脫漆、脫鉻和毛刺及影響外觀質(zhì)量的其它缺陷。表上必須有制造廠名、分度值和出廠編號(hào)。使用中和修理后的百分表,允許有不影響使用準(zhǔn)確度的外觀缺陷。 2、各部分相互作用： 表圈轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)平穩(wěn),靜止應(yīng)可靠,與表體的配合應(yīng)無明顯的松動(dòng)。 測(cè)桿的移動(dòng)及指針回轉(zhuǎn)應(yīng)平穩(wěn)、靈活,不得有跳動(dòng)、卡住和阻滯現(xiàn)象。 指針應(yīng)緊固在軸上,測(cè)桿移動(dòng)時(shí),指針不應(yīng)松動(dòng)。 緊固百分表裝夾套筒后,測(cè)桿應(yīng)能自由移動(dòng),不得卡住。 3、指針與表盤的相互位置。 百分表的測(cè)桿處于自由狀態(tài)時(shí),調(diào)整表盤零刻線和測(cè)桿軸線方向重合,此時(shí)指針位置應(yīng)符合表61036的要求。 表盤刻度型式 指針在距零刻度左上方 50 412 100 825 200 1650 百分表測(cè)桿行程應(yīng)超過工作行程終點(diǎn),超過的行程應(yīng)滿足表61037的要求。 表61037超行程要求 測(cè)量范圍(mm) 表盤刻度型式(分度) 超過終點(diǎn)的行程不少于(mm) 0-3 50 0.3 0-5，0-10 100 0.5 轉(zhuǎn)動(dòng)指針對(duì)準(zhǔn)任何整轉(zhuǎn)數(shù)時(shí),指針位置偏離零位應(yīng)不大于15m。 指針末端與表盤刻線方向應(yīng)一致,無目力可見的偏斜,指針末端上表面至表盤之間的距離應(yīng)不超過表61038的要求。 表61038指針末端上表面至表盤距離 表盤刻度型式(分度) 指針末端上表面至表盤距離(mm) 50、100 0.9 指針末端應(yīng)蓋住短刻線長(zhǎng)度的3080%。 4、指針末端及表盤刻線寬度：應(yīng)不超過表61039的要求。 表61039指針末端及表盤刻線寬度 測(cè)量范圍(mm) 表盤刻度型式(分度) 表圈直徑(mm) 指針末端及表盤刻線寬度(mm) 03 50 42 0.100.20 05,010 100 42 0.150.25 5、測(cè)頭測(cè)量面的表面粗糙度：應(yīng)不超過表61040的要求。 表61040測(cè)頭測(cè)量面表面粗糙度 測(cè)頭材料 鋼 硬質(zhì)合金 寶石 測(cè)頭測(cè)量面表面粗糙度 Ra 0.1 Ra 0.2 Ra 0.05(6) 裝夾套筒直徑：直徑為800-0.015。 7、測(cè)力：測(cè)力應(yīng)不超過表61040的要求。 正行程中的最大測(cè)力值即為百分表的最大測(cè)力。單向行程中的最大測(cè)力值與最小測(cè)力值之差即為表的單向行程測(cè)力變化,各點(diǎn)的正行程測(cè)力值與反行程測(cè)力值之差,即為同一點(diǎn)正反向測(cè)力變化,均不應(yīng)超過表61041的要求。 表61041測(cè)力要求 測(cè)量范圍(mm) 最大測(cè)力 單向行程測(cè)力變化 同一點(diǎn)正反向測(cè)力變化 03,05,010 1.5 0.5 0.4 8、示值變動(dòng)性：應(yīng)不超過表61042的要求。 9、測(cè)桿徑向受力對(duì)示值的影響不應(yīng)超過表61042的要求。 表61042示值變動(dòng)性 測(cè)量范圍(mm) 示值變動(dòng)性(m) 測(cè)桿徑向受力對(duì)示值影響(m) 0級(jí) 1級(jí) 0級(jí) 1級(jí) 0-3,0-5,0-10 3 5 3 5 10、示值誤差：百分表的示值誤差不得超過表61043的要求。 表61043百分表示值誤差 準(zhǔn)確度 等級(jí) 百分表示值誤差(m) 回程誤差 (m) 任意0.1mm 任意1mm 03mm 05mm 010mm 0 5 8 10 12 14 3 1 7 10 15 18 20 5 11、回程誤差：百分表的回程誤差應(yīng)不超過表61043的要求。外徑千分尺的讀數(shù) 讀數(shù)時(shí)，先以微分筒的端面為準(zhǔn)線，讀出固定套管下刻度線的分度值（只讀出以毫米為單位的整數(shù)），再以固定套管上的水平橫線作為讀數(shù)準(zhǔn)線，讀出可動(dòng)刻度上的分度值，讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到最小刻度的十分之一，即0001毫米。如果微分筒的端面與固定刻度的下刻度線之間無上刻度線，測(cè)量結(jié)果即為下刻度線的數(shù)值加可動(dòng)刻度的值；如微分筒端面與下刻度線之間有一條上刻度線，測(cè)量結(jié)果應(yīng)為下刻度線的數(shù)值加上05毫米，再加上可動(dòng)刻度的值， 有的千分尺的可動(dòng)刻度分為100等分，螺距為1毫米，其固定刻度上不需要半毫米刻度，可動(dòng)刻度的每一等分仍表示001毫米。有的千分尺，可動(dòng)刻度為50等分，而固定刻度上無半毫米刻度，只能用眼進(jìn)行估計(jì)。對(duì)于已消除零誤差的千分尺，當(dāng)微分筒的前端面恰好在固定刻度下刻度線的兩線中間時(shí)，若可動(dòng)刻度的讀數(shù)在4050之間，則其前沿未超過05毫米，固定刻度讀數(shù)不必加05毫米；若可動(dòng)刻度上的讀數(shù)在010之間，則其前端已超過下刻度兩相鄰刻度線的一半，固定刻度數(shù)應(yīng)加上05毫米。 外徑千分尺的零誤差的判定 校準(zhǔn)好的千分尺，當(dāng)測(cè)微螺桿與測(cè)砧接觸后，可動(dòng)刻度上的零線與固定刻度上的水平橫線應(yīng)該是對(duì)齊的。如果沒有對(duì)齊，測(cè)量時(shí)就會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差零誤差。如無法消除零誤差，則應(yīng)考慮它們對(duì)讀數(shù)的影響。若可動(dòng)刻度的零線在水平橫線上方，且第x條刻度線與橫線對(duì)齊，即說明測(cè)量時(shí)的讀數(shù)要比真實(shí)值小x100毫米，這種零誤差叫做負(fù)零誤差；若可動(dòng)刻度的零線在水平橫線的下方，且第y條刻度線與橫線對(duì)齊，則說明測(cè)量時(shí)的讀數(shù)要比真實(shí)值大y100毫米，這種零誤差叫正零誤差。 對(duì)于存在零誤差的千分尺，測(cè)量結(jié)果應(yīng)等于讀數(shù)減去零誤差，即物體長(zhǎng)度固定刻度讀數(shù)可動(dòng)刻度讀數(shù)零誤差。4比較儀 利用相對(duì)法進(jìn)行測(cè)量的長(zhǎng)度測(cè)量工具，主要由測(cè)微儀和比較儀座組成。測(cè)量時(shí)，先用量塊研合組成與被測(cè)基本尺寸相等的量塊組，再用此量塊組使測(cè)微儀指針對(duì)零，然后換上被測(cè)工件，測(cè)微儀指針指示的即為被測(cè)尺寸的偏差值。比較儀可分為扭簧比較儀與杠桿齒輪比較儀。扭簧比較儀特別適用于精度要求較高的跳動(dòng)量的測(cè)量。和百分表和千分表、杠桿齒輪式測(cè)微儀或扭簧測(cè)微儀等機(jī)械式指示表作為放大、指示部件。杠桿齒輪式測(cè)微儀的工作原理與百分表和千分表相似。但第1級(jí)放大機(jī)構(gòu)是杠桿，其分度值通常為1微米。扭簧測(cè)微儀是一種具有無機(jī)械摩擦放大機(jī)構(gòu)的指示表（圖 扭簧測(cè)微儀工作原理.它的主要放大元件是一根從中間起一端向右扭曲，另一端向左扭曲的金屬薄片（寬度為0.1毫米左右，厚度為0.005毫米左右），稱為扭簧絲。在它的中間粘有一根直徑約為0.06毫米的空心玻璃絲做的指針。當(dāng)測(cè)桿上下移動(dòng)時(shí)，可動(dòng)支架把上下位移轉(zhuǎn)換為左右位移，使扭簧絲縮短或伸長(zhǎng)，并帶動(dòng)指針轉(zhuǎn)一個(gè)角度，從表盤上即可讀出測(cè)桿的位移量。扭簧測(cè)微儀的靈敏度很高,常見的分度值有1微米、0.5微米、0.2微米和0.1微米幾種,最高可達(dá)0.02微米。示值范圍一般為50個(gè)分度值。機(jī)械式比較儀常用在車間和計(jì)量室測(cè)量工件外徑和厚度等。5水平儀水平儀是一種測(cè)量小角度的常用量具。在機(jī)械行業(yè)和儀表制造中,用于測(cè)量相對(duì)于水平位置的傾斜角、機(jī)床 水平儀類設(shè)備導(dǎo)軌的平面度和直線度、設(shè)備安裝的水平位置和垂直位置等。按水平儀的外形不同可分為：框式水平儀和尺式水平儀兩種；按水準(zhǔn)器的固定方式又可分為：可調(diào)式水平儀和不可調(diào)式水平儀。1. 氣泡水平儀 (Sprit levels)氣泡水平儀系檢驗(yàn)機(jī)器安裝面或平板是否水平，及測(cè)知傾斜方向與角度大小的測(cè)量?jī)x器，其外形系用高級(jí)鋼料制造架座，經(jīng)精密加工后，其架座底座必須平整，座面中央裝有縱長(zhǎng)圓曲形狀的玻璃管，也有在左端附加橫向小型水平玻璃管，管內(nèi)充滿醚或酒精，并留有一小氣泡，它在管中永遠(yuǎn)位于最高點(diǎn)。玻璃筒上在氣泡兩端均有刻度分劃。通常，工廠安裝機(jī)器時(shí)，常用氣泡水平儀的靈敏度為0.01mm/m、0.02mm/m、 氣泡水平儀0.04mm/m、0.05mm/m、0.1mm/m、0.3mm/m和0.4mm/m等規(guī)格，即是將水平儀置于 1 m 長(zhǎng)的直規(guī)或平板之上，當(dāng)其中一端點(diǎn)有靈敏度指示大小的差異時(shí)，如靈敏度為0.01 mm/m，即是表示直規(guī)或平板的兩端點(diǎn)有0.01 mm的高低差異 ( 相當(dāng)于兩端點(diǎn)相差2秒 )，當(dāng)1 m長(zhǎng)的有h mm高度差時(shí)，氣泡會(huì)一個(gè)刻度的差異。氣泡水平儀的原理是利用氣泡在玻璃管內(nèi)，氣泡可經(jīng)常保持在最高位置的特性 對(duì)于一定的傾斜角 ，而欲使氣泡的移動(dòng)量大 ( 即所謂靈敏度良好 )，需增大圓弧半徑 (R) 即可。若水平儀每刻度距離為2 mm和靈敏度為0.01 mm/m時(shí)，相當(dāng)1 m的兩端點(diǎn)相差2秒。即是氣泡管半徑為206.185公尺，裝置在框架內(nèi)，不同靈敏度即有不同半徑，而與框架長(zhǎng)短并無直接關(guān)系。 使用水平儀應(yīng)先行檢查，先將水平儀放在平板上，讀取氣泡的刻度大小，然后將水平儀反轉(zhuǎn)置于同一位置 ，再讀取其刻度大小，若讀數(shù)相同，即表示水平儀底座與氣泡管相互間的關(guān)系是正確的。否則，需用微調(diào)螺絲調(diào)整直到讀數(shù)完全相同，才可作測(cè)量工作。若想檢查水平儀精度，可用正弦桿和量塊組成的已知角度大小。同時(shí)，欲測(cè)量較大傾斜角也可配合正弦桿與水平儀共同使用。 新式的水平儀作為傳統(tǒng)水泡式傾角的替代品，現(xiàn)在更多的應(yīng)用在道路工程，機(jī)械測(cè)量，建筑工程，工業(yè)平臺(tái)，石油勘測(cè)，軍工，船舶，以及其他需要重力參考系下的傾角或者水平的情況。 2. 電子水平儀 (Electronic levels)電子式水平儀，它用來測(cè)量高精度的工具機(jī)，如NC車床、銑床、切削加工機(jī)、三次元量床等床面，其靈敏度非常高，若以測(cè)量時(shí)可左右偏移25刻度計(jì)算，測(cè)量工件只在一定的傾斜范圍內(nèi)均可測(cè)量。 框架電子水平儀電子水平儀的主要原理有電感式和電容式等兩種。根據(jù)測(cè)量方向不同還可分為一維和二維電子水平儀. 電感式原理：當(dāng)水平儀的基座因待測(cè)工件傾斜而傾斜時(shí)，其內(nèi)部擺錘因移動(dòng)所造成感應(yīng)線圈的電壓變化。電容式水平儀其測(cè)量原理為一圓形擺錘自由懸掛在細(xì)在線，擺錘受地心重力所影響，且懸浮于無摩擦狀況。擺錘的兩邊均設(shè)有電極且間隙相同時(shí)電容量是相等，若水平儀受待測(cè)工件所影響而造成，兩間隙不同距離改變即產(chǎn)生電容不同，形成角度的差異。6光學(xué)平直儀在機(jī)械維修中，常用來檢查床身導(dǎo)軌在水平面內(nèi)和垂直面內(nèi)的直線度、檢驗(yàn)用平板的平面度，光學(xué)平直儀是當(dāng)前導(dǎo)軌直線度測(cè)量方法中較先進(jìn)的儀器之一。7經(jīng)緯儀常用精密光學(xué)經(jīng)緯儀簡(jiǎn)介 經(jīng)緯儀是按照所能達(dá)到的測(cè)角精度來分類的，凡適用于國(guó)家各等級(jí)三角、導(dǎo)線測(cè)量的光學(xué)經(jīng)緯儀，通稱為精密光學(xué)經(jīng)緯儀。用于地形及工程測(cè)量的光學(xué)經(jīng)緯儀稱為普通光學(xué)經(jīng)緯儀或工程光學(xué)經(jīng)緯儀。 國(guó)家三角測(cè)量和精密導(dǎo)線測(cè)量規(guī)范指出，用于國(guó)家各級(jí)角度觀測(cè)的精密光學(xué)經(jīng)緯儀圖3-20 威特T3經(jīng)緯儀系列分為：J07，J1，J2；普通光學(xué)經(jīng)緯儀分為：J6和J30?！癑”為“經(jīng)緯儀”漢語拼音的第一個(gè)字母；數(shù)標(biāo)為該級(jí)儀器能達(dá)到的測(cè)角精度指標(biāo)。圖3-21 威特T2經(jīng)緯儀常用精密光學(xué)經(jīng)緯儀系列中的威特T3、威特T2、蔡司010、蘇光J2經(jīng)緯儀的外形和主要部件名稱分別見圖3-20、圖3-21、圖3-22、圖3-23，主要技術(shù)參數(shù)見表3-1。1垂直制動(dòng)螺旋；2測(cè)微輪；3讀數(shù)顯微鏡的目鏡管；4垂直微動(dòng)螺旋；5度盤影像變換鈕；6水平微動(dòng)螺旋；7水平制動(dòng)螺旋；8三角基座；9垂直度盤符合水準(zhǔn)器反射棱鏡；10瞄準(zhǔn)器；11垂直度盤水準(zhǔn)器改正螺旋；12望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦環(huán)；13度盤照明反光鏡；14望遠(yuǎn)鏡的目鏡管；15照準(zhǔn)部的水準(zhǔn)器；16圓盒水準(zhǔn)器；17照準(zhǔn)部與基座的連接螺旋；18垂直度盤水準(zhǔn)器；19垂直度盤水準(zhǔn)器微動(dòng)螺旋；20水平度盤變換螺旋；21水平度盤變換螺旋保險(xiǎn)鈕；22物鏡內(nèi)鍍銀面；23十字絲照明反光鏡；24照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器改正螺旋；25光學(xué)對(duì)點(diǎn)器；26腳螺旋圖3-22 蔡司010經(jīng)緯儀1望遠(yuǎn)鏡物鏡；2光學(xué)瞄準(zhǔn)器；3十字絲照明反光板螺旋；4測(cè)微輪；5讀數(shù)顯微鏡管；6垂直微動(dòng)螺旋彈簧套；7度盤影像變換螺旋；8照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器校正螺絲；9水平度盤物鏡組蓋板；10水平度盤變換螺旋護(hù)蓋；11垂直度盤轉(zhuǎn)像透鏡組蓋板；12望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦環(huán)；13讀數(shù)顯微鏡目鏡；14望遠(yuǎn)鏡目鏡；15垂直度盤物鏡組蓋板；16垂直度盤指標(biāo)水準(zhǔn)器護(hù)蓋；17照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器；18水平制動(dòng)螺旋；19水平度盤變換螺旋；20垂直度盤照明反光鏡；21垂直度盤指標(biāo)水準(zhǔn)器觀察棱鏡；22垂直度盤指標(biāo)水準(zhǔn)器微動(dòng)螺旋；23水平度盤轉(zhuǎn)像透鏡組蓋板；24光學(xué)對(duì)點(diǎn)器；25水平度盤照明反光鏡；26照準(zhǔn)部與基座的連接螺旋；27固緊螺母；28垂直制動(dòng)螺旋；29垂直微動(dòng)螺旋；30水平微動(dòng)螺旋；31三角基座；32腳螺旋；33三角底板圖3-23 蘇光J2經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀是機(jī)床精度檢查和維修中常用的高精度的儀器之一，常用于數(shù)控銑床和加工中心的水平轉(zhuǎn)臺(tái)和萬能轉(zhuǎn)臺(tái)的分度精度的精確測(cè)量，通常與平行光管組成光學(xué)系統(tǒng)來使用。8轉(zhuǎn)速表轉(zhuǎn)速表常用于測(cè)量伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，是檢查伺服調(diào)速系統(tǒng)的重要依據(jù)之一，常用的轉(zhuǎn)速表有離心式轉(zhuǎn)速表和數(shù)字式轉(zhuǎn)速表等。 轉(zhuǎn)速表轉(zhuǎn)速表將接收的數(shù)字脈沖信號(hào)（由傳感器發(fā)出的），處理后直接讀入cpu的計(jì)數(shù)口，經(jīng)軟件計(jì)算出轉(zhuǎn)速、和指針相應(yīng)的位置，再通過cpu的控制口，放大后驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)正負(fù)方向旋轉(zhuǎn)，指示相應(yīng)轉(zhuǎn)速值（指針直接安裝在步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上），步進(jìn)電機(jī)走一步僅為1/3度。 1、靜力矩大指針不易抖動(dòng)，抗振性能強(qiáng)。 2、采用單片微處理器通過軟件設(shè)計(jì)，所以精度高、抗干擾性強(qiáng)。 3、小時(shí)計(jì)采用液晶顯示，無機(jī)械部分，所以更可靠和更具有時(shí)代感。 由于是指針指示符合傳統(tǒng)視認(rèn)習(xí)慣，又便于計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程處理和網(wǎng)絡(luò)化要求，所以數(shù)字化步進(jìn)電機(jī)儀表是現(xiàn)代汽車儀表和摩托車儀表的發(fā)展趨勢(shì)，Switec公司的步進(jìn)電機(jī)在國(guó)內(nèi)外已廣泛用于各種汽車、摩托車和工程機(jī)械儀表。車用微型步進(jìn)電機(jī)是一種專用的新型汽車儀表配件，利用它設(shè)計(jì)的儀表既符合傳統(tǒng)視認(rèn)習(xí)慣又能滿足數(shù)化處理要求，是現(xiàn)代化儀表的理想配件三、常用的數(shù)控機(jī)床維修儀器 在數(shù)控機(jī)床的故障檢測(cè)過程中，借助一些必要的儀器是必要的，儀器能從定量分析角度直接反映故障點(diǎn)狀況，起到?jīng)Q定作用。 1測(cè)振儀器 測(cè)振儀是振動(dòng)檢測(cè)中最常用、最基本的儀器，它將測(cè)振三、常用的數(shù)控機(jī)床維修儀器在數(shù)控機(jī)床的故障檢測(cè)過程中，借助一些必要的儀器是必要的，儀器能從定量分析角度直接反映故障點(diǎn)狀況，起到?jīng)Q定作用。1測(cè)振儀器測(cè)振儀是振動(dòng)檢測(cè)中最常用、最基本的儀器，它將測(cè)振傳感器輸出的微弱信號(hào)放大、變換、積分、檢波后，在儀器儀表或顯示屏上直接顯示被測(cè)設(shè)備的振動(dòng)值大小。為了適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的要求，測(cè)振儀一般都做成便攜式與筆式測(cè)振儀，測(cè)振儀外形如圖1-18所示。測(cè)振儀用來測(cè)量數(shù)控機(jī)床主軸的運(yùn)行情況、電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況，甚至整機(jī)的運(yùn)行情況，可根據(jù)所需測(cè)定的參數(shù)、振動(dòng)頻率和動(dòng)態(tài)范圍，傳感器的安裝條件，機(jī)床的軸承型式(滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承)等因素，分別選用不同類型的傳感器。常用的傳感器有渦流式位移傳感器、磁電式速度傳感器和壓電加速度傳感器。也是有效的，目前常用的測(cè)振儀有美國(guó)本特利公司的TK-81、德國(guó)申克公司的VIBROMETER-20、日本RI-0N公司的VM-63以及一些國(guó)產(chǎn)的儀器。圖1-18測(cè)振儀外形測(cè)振判斷的標(biāo)準(zhǔn)，一般情況下在現(xiàn)場(chǎng)最便于使用的是絕對(duì)判斷標(biāo)準(zhǔn)，它是針對(duì)各種典型對(duì)象制定的，例如國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)ISO2372和ISO3945。相對(duì)判斷標(biāo)準(zhǔn)適用于同臺(tái)設(shè)備。當(dāng)振動(dòng)值的變化達(dá)到4dB時(shí)，即可認(rèn)為設(shè)備狀態(tài)已經(jīng)發(fā)生變化。所以，對(duì)于低頻振動(dòng)，通常實(shí)測(cè)值達(dá)到原始值的1.52倍時(shí)為注意區(qū)，約4倍時(shí)為異常區(qū)；對(duì)于高頻振動(dòng)，將原始值的3倍定為注意區(qū)，約6倍時(shí)為異常區(qū)。實(shí)踐表明，評(píng)價(jià)機(jī)器狀態(tài)比較準(zhǔn)確可靠的辦法是用相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)。2紅外測(cè)溫儀圖1-19紅外測(cè)溫儀外形紅外測(cè)溫是利用紅外輻射原理，將對(duì)物體表面溫度的測(cè)量轉(zhuǎn)換成對(duì)其輻射功率的測(cè)量，采用紅外探測(cè)器和相應(yīng)的光學(xué)系統(tǒng)接收被測(cè)物不可見的紅外輻射能量，并將其變成便于檢測(cè)的其他能量形式予以顯示和記錄，紅外測(cè)溫儀外形如圖1-19所示。按紅外輻射的不同響應(yīng)形式，分為光電探測(cè)器和熱敏探測(cè)器兩類。紅外測(cè)溫儀用于檢測(cè)數(shù)控機(jī)床容易發(fā)熱的部件，如功率模塊、導(dǎo)線接點(diǎn)、主軸軸承等。主要制造廠商有中國(guó)昆明物理研究所的HcW系列，中國(guó)西北光學(xué)儀器廠的HCW-1、HCW-2，深圳江洋光公司的IR系列，美國(guó)LAND公司的CYCLOPS、SOLD型。利用紅外原理測(cè)溫的儀器還有紅外熱電視、光機(jī)掃描熱像儀以及焦平面熱像儀等。紅外診斷的判定主要有溫度判斷法、同類比較法、檔案分析法、相對(duì)溫差法以及熱像異常法。3激光干涉儀激光干涉儀可對(duì)機(jī)床、三測(cè)機(jī)及各種定位裝置進(jìn)行高精度的(位置和幾何)精度校正，可完成各項(xiàng)參數(shù)的測(cè)量，如線形位置精度、重復(fù)定位精度、角度、直線度、垂直度、平行度及平面度等。其次，它還具有一些選擇功能，如自動(dòng)螺距誤差補(bǔ)償(適用大多數(shù)控系統(tǒng))、機(jī)床動(dòng)態(tài)特性測(cè)量與評(píng)估、回轉(zhuǎn)坐標(biāo)分度精度標(biāo)定、觸發(fā)脈沖輸入輸出功能等。激光干涉儀用于機(jī)床精度的檢測(cè)及長(zhǎng)度、角度、直線度、直角等的測(cè)量，精度高、效率高、使用方便、測(cè)量長(zhǎng)度可達(dá)十幾米甚至幾十米，精度達(dá)微米級(jí)。其外形見圖1-20。圖1-20激光干涉儀的外形3.2 精密光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造及使用方法控制測(cè)量中，需用經(jīng)緯儀進(jìn)行大量的水平角和垂直角觀測(cè)。使用經(jīng)緯儀進(jìn)行角度觀測(cè)，最重要的環(huán)節(jié)是：儀器整平、照準(zhǔn)和讀數(shù)。我們圍繞這三個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造和使用方法作如下介紹。 3.2.1 水準(zhǔn)器圖3-3 水準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)器軸 由前節(jié)可知，測(cè)角時(shí)必須使經(jīng)緯儀的垂直軸與測(cè)站鉛垂線一致。這樣，在儀器結(jié)構(gòu)正確的條件下，才能正確測(cè)定所需的角度。要滿足這一要求，必須借助于安裝在儀器照準(zhǔn)部上的水準(zhǔn)器，即照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器。照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器一般采用管狀水準(zhǔn)器。管水準(zhǔn)器是用質(zhì)量較好的玻璃管制成，將玻璃管的內(nèi)壁打磨成光滑的曲面，管內(nèi)注入冰點(diǎn)低，流動(dòng)性強(qiáng)，附著力較小的液體，并留有空隙形成氣泡，將管兩端封閉，就成為帶有氣泡的水準(zhǔn)器，如圖3-3所示。1. 水準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)器軸 為了便于觀察水準(zhǔn)器的傾斜量，在水準(zhǔn)管的外壁上刻有若干個(gè)分劃，分劃間隔一般為2mm，其中間點(diǎn)稱為零點(diǎn)。 水準(zhǔn)器安置在一個(gè)金屬框架內(nèi)，并安裝在經(jīng)緯儀照準(zhǔn)部支架上，所以把這種管狀水準(zhǔn)器稱為照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器。照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器框架的一端有水準(zhǔn)器校正螺旋，通過校正螺旋，使照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器的水準(zhǔn)器軸與儀器垂直軸正交。 所謂水準(zhǔn)器軸，就是過水準(zhǔn)器零點(diǎn)O，水準(zhǔn)管內(nèi)壁圓弧的切線，如圖3-3所示。另外，由于水準(zhǔn)管內(nèi)的液體比空氣重，當(dāng)液體靜止時(shí)，管內(nèi)氣泡永遠(yuǎn)居于管內(nèi)最高位置，如圖3-3中的位置。顯然，過作圓弧的切線，此切線總是水平的，我們稱此切線為水準(zhǔn)軸由此可知，使其水準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)器軸相重合，即氣泡最高點(diǎn)與水準(zhǔn)器分劃中心O重合，這時(shí)經(jīng)緯儀的垂直軸與測(cè)站鉛垂線重合，這個(gè)過程稱為整置儀器水平。 2. 水準(zhǔn)器格值 我們知道，當(dāng)水準(zhǔn)器傾斜時(shí)，水準(zhǔn)管內(nèi)的氣泡便會(huì)隨之移動(dòng)。不同的水準(zhǔn)器，雖然傾斜的角度完全相同，各自的氣泡移動(dòng)量不會(huì)完全相同。這是因?yàn)椴煌乃疁?zhǔn)器，它們的靈敏度不同。靈敏度以水準(zhǔn)器格值表示。所謂水準(zhǔn)器格值，就是當(dāng)水準(zhǔn)氣泡移動(dòng)一格時(shí)，水準(zhǔn)器軸所變動(dòng)的角度，也就是水準(zhǔn)管上的一格所對(duì)應(yīng)的圓心角。如前所述，水準(zhǔn)管的內(nèi)壁是一圓弧，圓弧的曲率半徑愈大，水準(zhǔn)管上一格所對(duì)應(yīng)的圓心角愈小，即水準(zhǔn)器格值愈小，水準(zhǔn)器的靈敏度就愈高。如圖3-4，設(shè)氣泡在水準(zhǔn)管內(nèi)移動(dòng)一個(gè)格O，O所對(duì)應(yīng)的圓心角為。若圓弧的半徑為R，則為常量206 265) 。 圖3-4水準(zhǔn)器格值由于水準(zhǔn)器軸與儀器的垂直軸正交，若氣泡偏離水準(zhǔn)器分劃零點(diǎn)n個(gè)格，當(dāng)水準(zhǔn)器格值已知時(shí)，就可以按下式計(jì)算出儀器垂直軸傾斜的角度V： （3-2）即垂直軸傾斜角度等于氣泡偏離水準(zhǔn)器零點(diǎn)的格數(shù)乘以水準(zhǔn)器格值。3.2.2 望遠(yuǎn)鏡 如前所述，望遠(yuǎn)鏡構(gòu)成視準(zhǔn)軸，在照準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)形成視準(zhǔn)線，以便精確地照準(zhǔn)目標(biāo)。也就是說，望遠(yuǎn)鏡的作用有二：一是將不同距離的遠(yuǎn)方目標(biāo)，通過成像，放大視角，以便更清晰地看到目標(biāo)；二是用望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸精確照準(zhǔn)目標(biāo)，以確定目標(biāo)的視準(zhǔn)線方向。望遠(yuǎn)鏡由物鏡和目鏡組成，來自目標(biāo)的光線經(jīng)過透鏡折射成像，如圖3-5所示，目標(biāo)AB經(jīng)物鏡成像，然后再經(jīng)目鏡成為放大的倒像。圖3-5 望遠(yuǎn)鏡成像原理另外，為了能夠照準(zhǔn)目標(biāo)，在望遠(yuǎn)鏡內(nèi)安裝十字絲網(wǎng)，十字絲網(wǎng)的形狀如圖36所示。十字絲的豎絲應(yīng)垂直，橫絲應(yīng)水平。觀測(cè)水平角時(shí)，當(dāng)目標(biāo)恰被夾在豎絲中，就算照準(zhǔn)了目標(biāo)。這是測(cè)量望遠(yuǎn)鏡與一般望遠(yuǎn)鏡的區(qū)別。圖3-6 望遠(yuǎn)鏡十字絲網(wǎng) 十字絲的中心與物鏡光心的連線稱為視準(zhǔn)軸。所謂照準(zhǔn)，就是使視準(zhǔn)軸指向目標(biāo)，即視準(zhǔn)軸與目標(biāo)在一條直線上。為了能夠正確照準(zhǔn)目標(biāo)，要求目標(biāo)成像恰好落在十字絲網(wǎng)面上。這樣在照準(zhǔn)時(shí)，觀測(cè)者的眼睛稍微左右移動(dòng)時(shí)，目標(biāo)與十字絲網(wǎng)的相對(duì)位置才不會(huì)改變。否則，就會(huì)因觀測(cè)者眼睛位置不同而產(chǎn)生照準(zhǔn)誤差，稱為視差。 為了使目標(biāo)恰好落在十字絲面上，消除視差，在望遠(yuǎn)鏡的物鏡與目鏡之間，安裝一個(gè)調(diào)焦透鏡。調(diào)焦透鏡可以前后移動(dòng)，從而改變目標(biāo)像AB 的位置。這樣，不同的視力，先調(diào)整目鏡，使十字絲清晰，再調(diào)整調(diào)焦透鏡，使目標(biāo)像清晰(即目標(biāo)像落在十字絲網(wǎng)面上)，則視差被消除。 綜上所述，望遠(yuǎn)鏡由物鏡、目鏡、十字絲網(wǎng)和調(diào)焦透鏡四部分組成。物鏡和目鏡起放大目標(biāo)像的作用，十字絲與物鏡光心構(gòu)成視準(zhǔn)軸供照準(zhǔn)目標(biāo)用；調(diào)焦透鏡用來調(diào)整目標(biāo)像的位置，起消除視差的作用。其結(jié)構(gòu)如圖3-7。圖3-7 望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)示意圖 3.2.3 水平度盤和測(cè)微器 經(jīng)緯儀的水平度盤和測(cè)微器是用以量度水平角的重要部件，它們二者之間以一定的關(guān)系結(jié)合起來，就能讀出照準(zhǔn)目標(biāo)后的水平角或水平方向值。 1. 水平度盤 光學(xué)經(jīng)緯儀的水平度盤都是用玻璃制成的，安置在儀器基座的垂直軸套上，當(dāng)儀器照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，要求水平度盤不得轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)。 在水平度盤圓周邊上精細(xì)地刻有等間隔分劃線，全周刻360度，每度一標(biāo)記，按順時(shí)針方向增值，每度間隔內(nèi)再等間隔刻有若干個(gè)小分劃，相鄰小分劃的間隔值就是該水平度盤的最小分格值。如威特T3經(jīng)緯儀，在每度間隔內(nèi)刻有十五個(gè)分格，顯然，每個(gè)分格值為。 由于水平度盤的周長(zhǎng)有限，所以度盤的分格很小，只有借助顯微鏡才能看清分劃線。即使這樣，也只能估讀到110格，這遠(yuǎn)不能滿足精確測(cè)角的要求。因此，需要安置顯微測(cè)微器，以精確量取不足一格之值。 2. 光學(xué)測(cè)微器及測(cè)微原理圖3-8 反射式度盤成像光路 為了便于理解光學(xué)測(cè)微器的測(cè)微原理，下面首先介紹顯微鏡的成像光路。 （1）度盤成像光路 目前光學(xué)經(jīng)緯儀的度盤成像光路可分為兩類：第一類，光線能透過度盤，稱為透射式度盤，以蔡司010經(jīng)緯儀為代表；另一類在度盤分劃面上鍍一層銀，光線射到度盤分劃面上，照亮分劃面后又被反射回來，稱為反射式度盤，此類經(jīng)緯儀以威特經(jīng)緯儀為代表。 1）反射式度盤成像光路 圖3-8為反射式度盤成像光路。它與普通顯微鏡的共同之處在于：都有物鏡和目鏡。但是，它的作用是精確測(cè)定不足一個(gè)分格的微小量，因此其結(jié)構(gòu)有如下特性： 第一，為了使度盤對(duì)徑兩端的分劃同時(shí)成像，來自反光鏡的一束光線，在度盤下面的長(zhǎng)棱鏡的下部被分為二束射入度盤的對(duì)徑180的兩端，照明度盤分劃線。然后，帶有度盤兩端分劃的光線又由長(zhǎng)棱鏡的上部各經(jīng)兩次反射，同時(shí)進(jìn)入物鏡，因而，它們能同時(shí)成像于一個(gè)平面上，又能上下分開。 第二，雙菱形棱鏡的兩個(gè)上斜面，就是顯微鏡的成像面，在此上面有指標(biāo)線和度盤讀數(shù)窗的框子，兩個(gè)棱鏡上斜面的交線就是目鏡中見到的度盤上、下影像之問的水平線。 第三，測(cè)微器由光路中的兩塊平行玻璃板及測(cè)微盤組成。圖3-9 透射式度盤成像光路垂直度盤的光路如圖3-8所示，不再贅述。2）透射式度盤成像光路圖3-9為透射式度盤成像光路，它的成像過程與反射式度盤成像過程大體相同。其不同點(diǎn)之一，度盤的照明方式不同于反射式度盤。如圖3-9，光線自反光鏡射入后，經(jīng)棱鏡折射透過度盤的左端，再由透鏡組將度盤左端的分劃成像于度盤右端分劃面上，且保持原有的分劃寬度，只是將像旋轉(zhuǎn)180。不同點(diǎn)之二，度盤分劃成像于直角棱鏡的垂直面上，在其上刻有度盤窗口。不同點(diǎn)之三，在物鏡與成像面之間放置了兩對(duì)光楔來構(gòu)成測(cè)微器。 （2）測(cè)微器的基本結(jié)構(gòu)和測(cè)微原理 由圖3-8和圖3-9可以看出，圖3-8中所示的測(cè)微器屬于雙平行玻璃板式測(cè)微器，圖3-9 中所示的測(cè)微器為雙光楔式測(cè)微器。 1）雙平行玻璃板式測(cè)微器測(cè)微原理 雙平板測(cè)微器主要由兩塊平行玻璃板、測(cè)微盤及其他部件構(gòu)成，見圖3-10。由幾何光學(xué)知：當(dāng)光線通過兩個(gè)折射面互相平行的玻璃板時(shí)，方向不會(huì)產(chǎn)生變化，僅產(chǎn)生平行位移，其位移量與入射角有關(guān)。如圖3-11所示，當(dāng)光線垂直于平行玻璃板的折射面(即入射角為零)入射時(shí)，并不產(chǎn)生折射、平移。當(dāng)光線的入射角(即不垂直于折射面)時(shí)，出射光線方向雖然不變，但其位置卻平移了h。入射角改變時(shí)，平移量h也隨之改變。對(duì)于一定厚度的平行玻璃板，當(dāng)入射角很小時(shí)，光線的平移量h與其入射角成正比，這就是平行玻璃板的特性。 對(duì)于雙平行玻璃板測(cè)微器，當(dāng)將兩塊平行玻璃板相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（即一順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，另一逆 時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)），度盤對(duì)徑兩端分劃也就作相對(duì)移動(dòng)。如果將刻有分劃的測(cè)微盤與轉(zhuǎn)動(dòng)平行玻璃板的機(jī)構(gòu)連在一起，而且，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)平行玻璃板使度盤分劃線像相對(duì)移動(dòng)一格時(shí)（即各移動(dòng)半格），測(cè)微盤正好從零分劃轉(zhuǎn)動(dòng)到最末一個(gè)分劃，根據(jù)這種關(guān)系，測(cè)微器就起到量度度盤上不足一格的值的作用。 2）光楔式測(cè)微器測(cè)微原理光楔式測(cè)微器主要由光楔和測(cè)微尺組成。由幾何光學(xué)知道，光楔能使光線向光楔的底面偏折，偏折角的大小與光楔的楔角成正比。 圖3-10 雙平行玻璃板測(cè)微器 圖3-11 平行玻璃板行傾斜使光線平移 在測(cè)微器中，把楔角相等的兩個(gè)光楔安置成圖3-12的形式，使平面平行于平面，且互相倒置，與光線正交。因?yàn)樗鼈兊男ń窍嗟惹矣只ハ嗟怪?，A光楔使光線偏折向下，B光楔又使光線向上偏折同一量。這樣，光線就被平移。如果A光楔固定不動(dòng)，而把B光楔沿光軸前后移動(dòng)，則光線的平移量h隨兩光楔之間的距離增大而增大。當(dāng)兩光楔貼合在一起時(shí)，它就成了一塊平行玻璃板，對(duì)垂直于入射面入射的光線不產(chǎn)生移動(dòng)。這就說明在一定條件下雙光楔可以起到平行玻璃板的作用。但是，兩種光學(xué)零件的運(yùn)動(dòng)方式卻不同。平行玻璃板是由于其傾斜使光線產(chǎn)生平移，雙光楔則是由于其中一個(gè)光楔的直線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生平移。圖3-12 雙光楔對(duì)光線的平移圖3-13 光楔式測(cè)微器測(cè)微原理 如圖3-13所示，將兩組光楔分別安置在度盤對(duì)徑分劃的光路中，下面一塊K1為固定光楔，上面一塊K2為活動(dòng)光楔。這樣，沿直線移動(dòng)活動(dòng)光楔，便可使度盤對(duì)徑兩端的分劃光線作相向或相背移動(dòng)。把活動(dòng)光楔與測(cè)微尺L固定在一起，裝在一齒條上，用測(cè)微螺旋上的齒輪帶動(dòng)它，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微螺旋時(shí)，活動(dòng)光楔。與測(cè)微尺便一起運(yùn)動(dòng)，度盤對(duì)徑兩端分劃光線相對(duì)移動(dòng)一格，測(cè)微尺相應(yīng)從零分劃移至末端的最后一個(gè)分劃。這樣，測(cè)微尺就可量度出度盤上不足一格的值來。 3. 讀數(shù)方法如前所述，使用經(jīng)緯儀進(jìn)行角度測(cè)量，讀數(shù)是三個(gè)環(huán)節(jié)之一，又由測(cè)微器和度盤的作用可知，經(jīng)緯儀照準(zhǔn)目標(biāo)之后，其讀數(shù)就是度盤讀數(shù)和測(cè)微器讀數(shù)之和。那么，只要會(huì)讀取度盤讀數(shù)和測(cè)微器讀數(shù)，經(jīng)緯儀的讀數(shù)方法即被掌握。 由光學(xué)經(jīng)緯儀光路和測(cè)微器結(jié)構(gòu)原理可知，現(xiàn)代精密光學(xué)經(jīng)緯儀一般都采用對(duì)徑分劃同時(shí)成像，通過測(cè)微器使度盤對(duì)徑分劃線作相向移動(dòng)并作精確重合，用測(cè)微盤量取對(duì)徑分劃像的相對(duì)移動(dòng)量，這種讀數(shù)方法叫做重合讀數(shù)法。 重合讀數(shù)法的基本方法步驟是：（1）先從讀數(shù)窗中了解度盤和測(cè)微盤的刻度與注記，確定度盤的最小格值。 度盤對(duì)徑最小分格值 測(cè)微盤的格值 （2）轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微螺旋，使度盤正倒像分劃線精確重合。讀取靠近度盤指標(biāo)線左側(cè)正像分劃線的度數(shù)。 （3）讀取正像分劃線到其右側(cè)對(duì)徑的倒像分劃線(即)之間的分格數(shù)n。 （4）讀取測(cè)微盤上的讀數(shù)c，c等于測(cè)微盤零分劃線到測(cè)微盤指標(biāo)線的總格數(shù)乘測(cè)微盤格值T。 綜上所述，可得如下的讀數(shù)公式： 綜合讀數(shù)公式，舉例進(jìn)一步說明讀數(shù)方法：第一，威特T3經(jīng)緯儀水平度盤讀數(shù)方法，見圖3-14。圖3-14 威特T3經(jīng)緯儀水平度盤讀數(shù)第二，威特T2讀數(shù)、蔡司010經(jīng)緯儀水平度盤讀數(shù)方法，見圖3-15。圖3-15 威特T2、蔡司010經(jīng)緯儀水平度盤讀數(shù)圖3-16 新威特T2讀數(shù)窗 另外，有些類型的經(jīng)緯儀，雖然仍采用重合法讀數(shù)，但讀數(shù)窗中視場(chǎng)有所更新。圖3-16就是新威特T2經(jīng)緯儀度盤讀數(shù)窗的視場(chǎng)。一看便知，讀數(shù)應(yīng)為94124。3.2.4 垂直度盤與垂直角 由3.1可知，垂直角是照準(zhǔn)目標(biāo)的視準(zhǔn)線與相應(yīng)的水平視線的夾角。為此，要測(cè)定垂直角，需要解決兩個(gè)問題：一要求出視準(zhǔn)線在垂直度盤上的讀數(shù)；二要求出相應(yīng)的水平視線在垂直度盤上的讀數(shù)。垂直角的計(jì)算式可寫成：=視準(zhǔn)線在垂直度盤上的讀數(shù)-水平視線在垂直度盤上的讀數(shù)為了得到視準(zhǔn)線在垂直度盤上的讀數(shù)，在設(shè)計(jì)經(jīng)緯儀時(shí)，將望遠(yuǎn)鏡、垂直度盤均固定在水平軸上，并使水平軸與垂直度盤正交且通過其中心。這樣，視準(zhǔn)線在垂直度盤上的讀數(shù)為一已知的定數(shù)；為了得到水平視線在垂直度盤上的讀數(shù)，在垂直度盤上安置一個(gè)讀數(shù)指標(biāo)。用讀數(shù)指標(biāo)把水平視線在垂直度盤上的位置標(biāo)示出來。這時(shí)，讀數(shù)指標(biāo)在垂直度盤上的讀數(shù)就是水平視線在垂直度盤上的讀數(shù)。由此可見，當(dāng)俯仰望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo)后，其視準(zhǔn)線在垂直度盤上的讀數(shù)與其水平視線在垂直度盤上的讀數(shù)之差，就是要測(cè)定的垂直角。這就是利用垂直度盤測(cè)定垂直角的基本原理。 由于垂直度盤、望遠(yuǎn)鏡均固定在水平軸上，當(dāng)垂直度盤的刻度確定之后，不論望遠(yuǎn)鏡如何俯仰，照準(zhǔn)目標(biāo)后視準(zhǔn)線在垂直度盤上的讀數(shù)都是固定不變的。也就是說，視準(zhǔn)線在垂直度盤上的讀數(shù)取決于垂直度盤的刻劃方法。 1. 垂直度盤刻劃 垂直度盤的刻劃方法隨經(jīng)緯儀類型不同而不同，刻劃方法大致可分為兩類：第一類，是在度盤的全周上沿逆時(shí)針方向由0到360，且使90到270分劃線的連線與望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸平行，如圖3-17。盤左時(shí)，視準(zhǔn)線在垂直度盤上的讀數(shù)永為90；盤右時(shí)，永為270。威特T2、蔡司010型經(jīng)緯儀都屬于這一類。第二類，不是從0到360，而是從55到125，對(duì)徑刻劃(即相差180的刻劃)注記相同。望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸與對(duì)徑讀數(shù)均為90的刻劃線平行。即不論盤左或盤右，視準(zhǔn)線在垂直度盤上的讀數(shù)永為90，如圖3-18。圖3-17 J2級(jí)經(jīng)緯儀垂直度盤測(cè)角示意圖圖3-18 T3經(jīng)緯儀垂直度盤測(cè)角示意圖 2垂直度盤的指標(biāo)水準(zhǔn)器、自動(dòng)歸零裝置 如前所述，水平視線在垂直度盤上的讀數(shù)，是用讀數(shù)指標(biāo)把水平視線在垂直度盤上的正確位置確定下來。把讀數(shù)指標(biāo)在垂直度盤上的正確位置確定下來的方法目前有兩種：符合水準(zhǔn)器或自動(dòng)歸零裝置。 （1）垂直度盤指標(biāo)水準(zhǔn)器光學(xué)經(jīng)緯儀的垂直度盤指標(biāo)水準(zhǔn)器，一般都采用符合水準(zhǔn)器，這樣，既可提高氣泡的安圖3-19 符合水準(zhǔn)器原理平精度，又便于觀察，對(duì)于格值為10以上的水準(zhǔn)器，其安平精度可提高23倍。符合水準(zhǔn)器的原理見圖3-19，它是利用兩塊棱鏡1、2，使氣泡的a、b兩端經(jīng)過二次反射后，符合在一個(gè)視場(chǎng)內(nèi)。兩塊棱鏡1、2的接觸線cc 成為氣泡的界線，再經(jīng)過棱鏡3放大為人眼看到。這種水準(zhǔn)器叫做符合水準(zhǔn)器。這樣，在安置垂直度盤讀數(shù)指標(biāo)時(shí)，使讀數(shù)指標(biāo)與符合水準(zhǔn)器的水準(zhǔn)器軸重合，若兩者不重合，校正符合水準(zhǔn)器的改正螺旋，使它們重合，以此來達(dá)到垂直度盤讀數(shù)指標(biāo)保持水平。 （2）垂直度盤指標(biāo)自動(dòng)歸零裝置 近代一些先進(jìn)的經(jīng)緯儀，為了既保證垂直角觀測(cè)的精度，又提高效率，采用指標(biāo)自動(dòng)歸零(或稱自動(dòng)補(bǔ)償)裝置代替指標(biāo)水準(zhǔn)器。其目的仍然是：在進(jìn)行垂直度盤讀數(shù)時(shí)，使垂直度盤的讀數(shù)指標(biāo)保持水平狀態(tài)。 各種垂直度盤讀數(shù)指標(biāo)自動(dòng)歸零裝置都是利用重力使懸吊物體自然下垂，或使液面保持水平的原理，通過光學(xué)折射補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ_(dá)到垂直度盤讀數(shù)指標(biāo)自動(dòng)歸零的目的。目前采用的自動(dòng)歸零裝置有三類：吊絲式自動(dòng)歸零裝置、簧片式自動(dòng)歸零裝置和液體式自動(dòng)歸零裝置。帶有垂直度盤讀數(shù)指標(biāo)自動(dòng)歸零裝置的儀器，在測(cè)量垂直角時(shí)，因無須調(diào)整指標(biāo)水準(zhǔn)器符合，顯得方便快捷多了。 3垂直角、指標(biāo)差計(jì)算公式 我們知道，垂直角是視準(zhǔn)線在垂直度盤上的讀數(shù)與水平視線（即垂直度盤讀數(shù)指標(biāo)）讀數(shù)之差。由于望遠(yuǎn)鏡與垂直度盤固定在一起。這樣，視準(zhǔn)線在垂直度盤上的讀數(shù)，將隨著垂直度盤刻劃方式的不同而不同，所以，其垂直角的計(jì)算公式也將不同。 （1）蔡司010和威特T2經(jīng)緯儀垂直角、指標(biāo)差計(jì)算公式此類儀器的垂直度盤刻劃方式如圖3-17（a）所示。其視準(zhǔn)線在垂直度盤上的讀數(shù)，盤左時(shí)為90（如圖3