西门子/法纳克系统下的半自动光栅式仪表检定仪的改进研究

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摘 要：在使用半自动光栅式检定仪检定百分表等指示表类仪器中，如何提高检定精度，减少人为误差，一直是计量人员的工作重点。而随着数控系统不断发展，利用数字化的控制手段可以提高半自动光栅式检定仪的分辨率，减少人为误差，大大提高工作效率。本文尝试将西门子/法纳克系统引入半自动光栅式仪表检定仪，通过程序控制，提高了检定仪的自动化程度和操作性，降低了人为误差，节约了购买自动化检定仪的高成本。

关键词：光栅式检定仪；西门子/法纳克；误差

随着科学技术的不断提高，仪表检定仪器设备的更新速度较快，而对于检定结果的精确性要求也越来越高，随之带来购买仪器的高成本。但由于经费有限，同时检定人员面临高强度的检定任务，如何保证检定工作高质量的完成且最大程度上节约成本，成为目前许多检定人员面临的最大难题。

一、半自动光栅式仪表检定仪的缺点

1、手动给进，人为误差较多。

由于半自动光栅式仪表检定仪手动进给，在百分表检定过程中，检定点数高达100个，在人工手动对点中，势必会增加人为误差。

2、对检定人员技术要求高。

半自动光栅式仪表大多依靠检定人员丰富的经验进行手动调节，对检定人员的经验和技术要求较高。而由于检定人员为了结果的精确性，其精神一直保持高度集中，增加了检定人员的疲劳程度，同时降低了检定的稳定性。

但购买全自动光栅检定仪又增加了单位购进检定设备的经费，基于此，作者尝试在半自动光栅式仪表检定仪中加入西门子/法纳克系统，通过数控系统程序控制，将半自动光栅式仪表检定仪改进为数控自动化仪表检定仪，从而可以较为有效解决半自动光栅式仪表检定仪上述存在的问题，提高检定人员的工作效率和检定结果的准确性。

二、半自动光栅式仪表检定仪的技术改进

1、西门子/法纳克系统的设计流程

西门子/法纳克系统本身具有高效率，易于编程，便于操作，较高的性价比等优点，因此此次改进优先选择西门子/法纳克系统。在改进过程中可以在半自动光栅式仪表检定仪中外联加入西门子/法纳克系统。将右边手动调节进给旋钮连接伺服电机，且伺服电机由系统自带。伺服电机由于内设光栅盘，便保证了进给精度，伺服电机进给精度可以达到0.01mm，同时伺服电机也由于内部具有光栅盘保证了提供相对稳定的步进输出。加之西门子/法纳克系统编程可以有效控制步进长度，因此利用伺服电机完全可以替代手动进给时造成的人为误差，同时由于步进控制，提高操作的稳定性。

三、以百分表（0-10mm）检定系统为例的程序编写

百分表（0-10mm）检定是半自动光栅仪表检定仪处理过程最为复杂的，所以选取其为例，其他仪表检定程序可以在其基础上进行程序的删减。

1、以下为西门子系统检定百分表程序编程：

R0=1 赋值

LOOP1：

G91 G01 X0.01 F100； 直线相对坐标增量

R0=R0+1 赋值

IF R0

LOOP2：

G91 G01 X-0.01 F100； 直线相对坐标增量

R0=R0+1 赋值

IF R0

M02 结束

2、 以下为法纳克系统检定百分表程序编程：

N10 #556=0 赋值

N20 G91 G01 X0.01 F100；直线相对坐标增量

N30 #556=#556+1；赋值

N40 IF [#556LE40]GOTO20；判断语句

N50 G91 G01 X-0.01 F100；直线相对坐标增量

N60 #556=#556+1； 赋值

N70 IF [#556LE80]GOTIO50；判断语句

N80 M02； 结束

通过以上两个程序控制，便可以完成半自动光栅式仪表检定仪的自动化改进，达到提高检定精确程度的目的。

由于作者能力和篇幅的限制，本文对半自动化光栅仪表检定仪的改进探讨还不够全面，仅仅涉及单次检定精确性和易操作性问题。而没有考虑加入系统后由于使用过程中伺服电机老化而可能造成进给精度的累积误差的问题。如何抵消由于长期使用而存在的累计误差，进行仪表检定仪的改进调节，将成为作者进一步研究的方向和重点。■