萬(wàn)能工具顯微鏡可以測(cè)量零件的長(zhǎng)度、角度、螺紋等諸多幾何量參數(shù)，是長(zhǎng)度計(jì)量檢測(cè)中使用最多的一種測(cè)試儀器，因此廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工業(yè)的各類企業(yè)。但隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展以及科技的進(jìn)步，傳統(tǒng)的老式萬(wàn)工顯已難以滿足要求，因此很有必要對(duì)其進(jìn)行技術(shù)改造。本文以最常用的JX7型萬(wàn)能工具顯微鏡為例，介紹對(duì)萬(wàn)能工具顯微鏡的數(shù)顯技術(shù)改造。

一、 數(shù)顯系統(tǒng)的改型

根據(jù)用戶多年在設(shè)備中應(yīng)用光柵、磁柵以及球柵數(shù)顯系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，比較不同數(shù)顯系統(tǒng)的特點(diǎn)并通過(guò)性能和精度檢測(cè)，選擇KG1型高精度光柵數(shù)顯系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有制造精度高、穩(wěn)定性好、可靠性好以及安裝簡(jiǎn)單、調(diào)試方便、對(duì)環(huán)境要求不高等優(yōu)點(diǎn)，適合用于萬(wàn)工顯的改造。

根據(jù)JX7型萬(wàn)工顯的測(cè)量范圍為縱坐標(biāo)200mm、橫坐標(biāo)100mm，選用KG1型測(cè)量范圍250mm和測(cè)量范圍100mm兩根光柵；選用配套的GS-2000型兩軸數(shù)顯表（最小分辨率為0.2μm），它具有傳感器的接口，可與KG1型原裝計(jì)量傳感器進(jìn)行配套。

二、數(shù)顯系統(tǒng)的安裝

由于加裝數(shù)顯系統(tǒng)必須在不影響儀器原有光學(xué)系統(tǒng)的前提下進(jìn)行，所以采用圖1所示安裝方案：將250mm的長(zhǎng)磁尺安裝在縱向?qū)к壍挠覀?cè)（左側(cè)是儀器原有的玻璃刻度尺），因安裝位置所限右側(cè)須加裝一個(gè)支承塊，用來(lái)固定光柵的右端；100mm的光柵安裝在橫向?qū)к壍纳显L（圖1B處）。按照說(shuō)明書(shū)上的安裝技術(shù)條件，分別將兩個(gè)尺子安裝基面調(diào)整到與縱、橫向?qū)к夁\(yùn)動(dòng)方向（水平方向和垂直方向）平行，其平行度〈0.1mm（通常安裝時(shí)都能方便地調(diào)整到0.05mm以內(nèi)）。

三、數(shù)顯系統(tǒng)的調(diào)試

縱坐標(biāo)的調(diào)試：取下一起縱向?qū)к壣系牟ＡЧぷ髋_(tái)，將一塊200mm的3等量塊兩端分別研上10mm的量塊附件，將其安裝在縱向?qū)к壒窝谢妫ㄒ?jiàn)圖1量塊安置處），使其與光柵尺安裝在同一直線上，以減少阿貝誤差。再用安裝在儀器橫向滑架上的計(jì)量傳感器測(cè)頭與量塊的一端接觸，此時(shí)數(shù)顯表開(kāi)始計(jì)數(shù)，然后移動(dòng)縱向?qū)к壥箓鞲衅鳒y(cè)頭與量塊的另一端接觸，在接觸的瞬間數(shù)顯表停止計(jì)數(shù)并保持?jǐn)?shù)據(jù)。數(shù)顯表的顯示值與量塊的實(shí)際尺寸之差就是數(shù)顯系統(tǒng)的差值。該差值若小于3μm則不必修正，若大于3μm時(shí)可根據(jù)差值的大小通過(guò)數(shù)顯表的誤差補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行線性補(bǔ)償，可使誤差小于規(guī)定的數(shù)值甚至接近于零。

以同樣的方法用100mm的量塊對(duì)橫坐標(biāo)進(jìn)行調(diào)試，此不贅述。

四、數(shù)顯系統(tǒng)的檢定

根據(jù)萬(wàn)工顯檢定規(guī)程中的相關(guān)規(guī)定，需要檢定讀數(shù)裝置的示值誤差、讀數(shù)裝置的回程誤差和示值誤差。

（1） 讀數(shù)裝置的示值誤差檢定
對(duì)數(shù)顯系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，讀數(shù)裝置的示值誤差就是數(shù)顯表的最小分辨率，即±0.5μm，無(wú)須檢定。

（2）讀數(shù)裝置的示值誤差的檢定（相當(dāng)于磁柵尺的重復(fù)性）
光柵尺讀數(shù)裝置就其構(gòu)造和原理來(lái)說(shuō)是沒(méi)有回程誤差的，當(dāng)然這需要很高的工藝水平做保證。通過(guò)用0.1μm的電感測(cè)微儀反復(fù)測(cè)試，光柵尺讀數(shù)裝置的回程誤差最大不超過(guò)0.5μm。

（3）示值誤差的檢定（相當(dāng)于磁柵尺的準(zhǔn)確性）
用檢定極限誤差不大于0.5μm的玻璃刻度尺作為標(biāo)準(zhǔn)，按照規(guī)程規(guī)定的條件方法對(duì)縱、橫向分別進(jìn)行檢定；若沒(méi)有玻璃刻度尺，可用萬(wàn)工顯原有的刻度尺與光柵尺進(jìn)行比較檢定，并用儀器原有的示值誤差進(jìn)行修正，以確定光柵尺各被檢點(diǎn)的實(shí)際誤差，若有超差再用線性補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償。

五、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)用數(shù)顯技術(shù)對(duì)萬(wàn)工顯進(jìn)行改造，極大地提升了原有儀器的檔次，減輕了檢驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度特別是保護(hù)檢驗(yàn)人員的眼睛，同時(shí)避免了繁瑣的計(jì)算，顯著提高了測(cè)量效率和測(cè)量精度。

根據(jù)本文的方法用數(shù)顯技術(shù)對(duì)萬(wàn)工顯進(jìn)行改造，簡(jiǎn)單易行，實(shí)用方便，成本低廉，效果良好，一般的企業(yè)都可以自行改造。