CNS 14635-2002 Geometric accuracy of machines operating under no-load or finishing conditions《无负载或精加工情况下工具机运转之几何精度》.pdf

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1、1 印行年月94年10月 本標準非經本局同意不得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 類號 ICS 25.080.01 B7292 14635 經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 91年5月16日 年 月 日 (共87頁) 無負載或精加工情況下工具機運轉之幾何精度Geometric accuracy of machines operating under no-load or finishing conditions 1.適用範圍：本標準適用於空載或精加工狀況下，透過幾何與切削測試，將工具機精度之測試方法予以標準化。此等方法亦可應用於其他與幾何及切削測試有關的工業機器中。 備考：1.

2、本標準涵蓋動力驅動機器，不包含手提操作者，該機器是以藉著去除切屑或塑性變形的方式作金屬或木材等之加工。 2.本標準僅討論幾何精度的測試。特別是它既不論及工具機之操作測試（振動、構件的黏滑運動）亦不討論特性檢驗（速率、進給），因為通常這些檢查應在測試工具機的精度之前進行之。 3.若有一種量測方法，能被證明可提供相等或較佳能力用以量測所欲測者的屬性而為本標準所未述及者，則該方法可被採用。 2.通則 2.1 有關幾何測試釋義 幾何定義與本標準所指的量測學的定義兩者間的差異必須予以區別。 幾何定義是抽象的，且僅指假想的線與表面。因此幾何定義有時無法應用於實務上，它不考慮構造的真實性或幾何驗證的實用性。

3、 量測學的定義則是實際的，因其考慮可觸及的實際線條或表面，同時他們涵蓋所有微觀和巨觀的幾何誤差於單一結果。他們容許一個能涵蓋所有誤差因素的結果，而不需加以區分，製造商應知如何區別此兩定義。 不過，在某些情況中幾何定義（例如偏轉與週期性軸向滑動等的定義）仍被保留在本標準中，以避免任何混淆和澄清所使用的語言。但是當描述測試方法、量測儀器與公差時，仍以量測學的定義為準。 2.2 測試方法與量測儀器之使用 在測試工具機時，若量測的方法僅能驗證公差有否超過時（例如限規）；或者，若實際偏差僅能以長時間的高精密量測方能決定時，則僅保證公差未被超過即可，而不必作任何量測。 應強調的是，由於量測儀器與量測方法造

4、成的不確定性，在測試時必須列入考量。量測儀器應不造成超出所量公差之某一百分比之量測誤差。由於使用儀器的精度，隨實驗室不同而改變，每部儀器應該附一張校準單。機器在測試下應避風與避免受光線或熱輻射（陽光、電燈過近等），而且量測儀器的溫度在量測前應予以穩定。機器本身應予以適當的保護以防外界溫度變化的影響。 量測應儘可能的重覆做，取量測的平均值作為測試的結果。但是，各種量測 2 CNS 14635 , B 7292 值彼此間不應顯示太大的偏差。如果是，應從量測方法、量測儀器、或工具機本身來找尋其發生的原因。 2.3 公差 2.31 測試工具機時量測法的公差 公差為限制偏差不得超過之值。它涉及工作的大小

5、、形狀、位置與運動，而這測量對於工作的精度、刀具的安裝、與重要構件及附件為絕對必要者。 亦僅用於測試件的公差。 2.311 量測單位與量測範圍 當要建立公差時，必須指出： a) 量測使用的單位。 b) 基準、公差值、及其相對於基準的位置。 c) 量測範圍。 公差與量測範圍應使用相同的單位系統。公差，別是大小公差，只在機器零件無法以簡單的國際標準指明時才需標出其數字。關角度的公差使用角度單位（角、分、秒）或以斜率（/ ）表示之。 當某範圍的公差已知時，相對於第個範圍之其他範圍的公差，可藉著比例決定之。對範圍與基準範圍差距甚大者，不可使用比例定律：對小的範圍而言，公差應較寬於使用比例定律者；而對大

6、的範圍而言，公差應較窄於使用比例定律者。 2.312 關公差的法則 公差包含存在於量測儀器與測試方法本身的不準確度。因此，量測的不準確度應考慮在許可公差之內（見 2.2）。 例： 偏轉公差：x 儀器不準確度與量測誤差：y 測試讀數的最大許可差值：(x-y) 由實驗室比較量測所產生的誤差以及由作為基準平面的機器工件形狀的不準確度所產生的誤差（包含量測儀器的觸針或支撐點罩住的表面），均應予考慮。 因為以的誤差因素，實際偏差應為所讀數的算數平均。 選為基準的線或表面應直接與工具機關（例如介於車床兩頂尖間的線、搪床的主軸、龍門刨床的滑道等）。公差的方向應依據 2.324 的法則指定之。 2.32 公差

7、的細分 2.321 應用於測試件與工具機個別零件的公差 應該意如 CNS 3工程製圖（般準則）在圖用於指示幾何公差的規則，應用於個別零件的幾何精度。這些規則應附在製造圖。 2.321.1 尺度公差 本標準所指的尺度公差，係專指用於切削測試之試件尺度，以及刀 3 CNS 14635 , B 7292 具與量測儀器安裝在工具機 （如心軸推 拔 ， 刀塔口徑等） 之尺度。它 們構成 偏離 標稱尺 度之 許可差 之限 界。它 們應 以長度 單位 表示 之（例如安裝刀具與刀具定心時軸承直徑與孔徑之偏差）。 偏差應以數值或依 CNS 所給的符號標示之。 例： 80+0.012-0.007或 80j6 2.

8、321.2 形狀公差 形狀公 差用來限制 偏離理論幾 何形狀的許 可差（例如 對於真平度、真直度、圓 柱度、螺紋 或輪齒之輪 廓的偏差） 。以長度或 角度單 位表示之。由 於觸針表面 或支持表面 的尺度之故 ，僅能偵測 到該形 狀的部分誤差 。因此，需 要極端精確 的方，觸 針或支持物 所涵蓋 的面積應該予以說明。 觸針表面與 外形應合 於所量測表 面的微觀幾 何（個平 板與重 型刨床的機台不應以相同的觸針表面做量測）。 2.321.3 位置公差 位置公 差用來限制 某構件對於 條線、 個平面、或 機器之其他構件位置的許 可差（例如 平行度、垂 直度、對準 度等的偏差 ），它 們應以長度或角度

9、的單位表示之。 當個位置 公差是由兩 個不同平面 之量測值所 指定時，而 這兩個 平面的偏差 不以相同的 方式影響工 具機的工作 精度時，每 平面 之公差應予指定。 備考：當 個位置是以 個本身具 誤差的表 面為基準時 ，在確 定位置公差時，這些誤差應予以考慮。 2.321.4 在決定位置誤差時形狀誤差的影響 當決定兩表面或兩直線（參照圖 1，線 XY 與 ZT）間的相對位置誤差時， 量測儀器的 讀數動包 含某些形狀 的誤差。原 則只須檢驗總誤差 ，如此則兩 表面或兩條 線的形狀誤 差即已包含 在內。因此，公差應 考慮所涉及 表面之形狀 公差。（若 考慮周到， 預先檢驗可以確定所欲決定相對位置

10、的兩直線或兩表面的形狀誤差。） 當以線圖表示 （參照圖 1 方） 量測儀器的不同讀數 mn 時得曲線 ，如 ab。般認定，如此決定的誤差曲線可以直線 AB 替之，如第 5.211.1 節所述。 4 CNS 14635 , B 7292 圖 1 2.321.5 局部公差 形狀與位置公差通常與整個形狀或整個位置關 （例如對於真直度或真平度指定為每 1000 為 0.03） 。 然而 ， 時要求在部分長度內的許可差限制為不同值。這可藉由建立部分長度的局部公差達到。 局部偏差為兩平行線間之距離 ， 此兩平行線平行於該零件部分線段或軌線之總方向，而且包含該局部長度之最大偏差（參照圖 2）。 局部公差之值

11、 (Tlocal)應依建立之： 根據關於個工具機與針對每殊測試的標準， 或 標示為總公差 (Ttotal之百分比 ， 但不得低於最小值 （般為 0.001）（參照圖 3）。 圖 2 圖 3 部分長 度總偏差部分偏差實際 ， 局部缺陷若被量測儀器的支撐平面或偵測表面覆蓋時 ， 通 常察覺不到 。 但 是 ， 當偵測表面較小時 （如針盤指示器或微指示器的觸針 )， 量測儀器的觸針應觸在高光製的表面 （直規 、 測 試心軸等） 。 Tlocal= TtotalL2 L1例： Ttotal= 0.03 L2= 1000 L1= 100 則 Tlocal= 0.031000 100 =0.003 5 C

12、NS 14635 , B 7292 2.322 可應用於工具機零件位移的公差 備考數值控制工具機的定位精度與重現性參考 CNS 14636。 2.322.1 定位公差 定位公差用來限制運動件某點在運動後所到達之位置偏離其目標位置之許可差。 例 1（參照圖 4） 在 個 滑件行 程的 終點， 偏差 d 為 實 際 到達位 置與 目標位 置間 的距離。定位公差為 p。 例 2 對於心 軸 旋轉角 度 相對於 連 結於其 之分度 盤 的角位 移 （參照圖5），定位公差為 p。 圖 4 圖 5 2.322.11 重現性公差 重現性公差用來當重複運動以相同或相反方向接近目標動時 ， 限制偏差的分佈。 2

13、.322.2 軌線形狀之公差 軌線形狀之公差用來限制運動零件點的實際軌線相對於理論軌線的偏差（參照圖 6），以長度單位表示之。 2.322.3 直線運動的相對位置公差（參照圖 7） 直線運動的相對位置公差用來限制運動零件點的軌線與個指定方向之直線間的許可差 （例如介於軌線與直線或平面間的平行度或垂直度之偏差） ， 對 總長度為 L 或任何量測長度為 l 而言 ， 它們應以長度單位表示之。 2.322.4 零件位移的局部公差 定位公差、直線運動之方向和軌線的形狀亦與零件位移之總長度關。當需要局部公差時，局部公差值之定義與建立類似於第 2.321.5節。 6 CNS 14635 , B 7292

14、圖 6 圖 7 實際軌線理論軌線公差實際軌線預設軌 線局部2.323 總公差或概括公差 總公差是用來限制由多偏差導致之總和 ， 而此總和可以由個單量測決定之，不須知道每個別偏差。 例：（參照圖 8） 軸之偏轉為形狀偏差（即觸針所接觸的圓周 ab 之偏離真圓度），位置偏差 （軸所圍繞旋轉之軸線與幾何軸線之偏離同軸度） ， 與軸承孔口之偏離真圓度者之總和。 圖 8 2.324 軸線、滑道等之相對角位置的公差符號與位置 當對於標稱位置的公差位置為對稱時 ， 可使用 +_號 。 若位置不對稱 ， 則 應清楚用文字說明，它所相對的機器或其零件。 2.325 軸線與運動之傳統定義 為避免使用橫向、縱向等易

15、造成困擾的詞語，機器零件之位移與旋轉 軸線俾與 CNS 8343數值控制工具機 -軸動作與術語 相符 ， 用字母 （例如X、 Y、 Z 等）與記號標示之。 3. 前置作業 3.1 測試前機器之安裝 在進行工具機測試前， 必須將機器安裝在合的基礎， 並依據製造廠的說明書將工具機定平。 3.11 定平 安裝機器的前置作業應包括定平（參照第 3.1 節），且必須依據定機器的考量來決定之。 定平的目的在於取得機器靜態穩定的位置 ， 俾助於隨後的量測 ， 別是關於定零件的真直度之量測。 7 CNS 14635 , B 7292 3.2 測試前機器的狀況 3.21 某些零件的拆卸 原則，測試是對整台完整的

16、工具機來進行的，所以只在例外情形，才得將某些零件依照製造廠的說明書來拆卸 （例如為了檢驗滑道 ， 將工作台拆卸等）。 3.22 測試前某些零件的溫度狀況 測試之目的乃在儘可能在與正常操作相近之情況 ， 顧及潤滑與變熱 ， 作機器精度之評估 。 在進行幾何與實際測試時 ， 對於如主軸等易受熱而變位與變形之構件 ， 應比照使用狀況與製造廠之說明書令機器作空轉而使此等構件達到正確溫度。 對 於高精確 度的機器 或某些會 因溫度變 化對其精 度顯著 影響的數 值 控制工具機可引用殊條件。 必要考慮 ， 在個正常工作週期 ， 溫度由普通室溫升高到工作溫度後機器尺度何改變 。 先期變熱的程序與測試機器時之

17、室溫應為買賣雙方所議者。 熱變形是以引致憂慮的主要範圍為： a)結構（包含主軸）位移，尤其是在主平面與軸向平面。 b)當定位精度取決於導螺桿時，重要的軸線驅動與定位回饋系統。 3.23 運轉與負載 幾何測試應在機器靜止或空轉時進行之 。 當製造廠所指明時 ， 例如以重型機器為例，機器應負荷個或多個測試件。 4. 加工測試 4.1 測試 加工測試應以標準測試件或使用者所提供的測試件進行之 。 這些加工測試應只限於該機器本身的功能。加工測試應包含該機器本身的光製運轉。 工件數量或個工件所作的切削次數， 應能測出標稱精度。 必要時， 應考慮切削刀具的磨耗量。 所欲製造工件的性質， 如材質、 尺度、

18、欲製成後之精度以及和切削條件應由買賣雙方議之，除非 CNS 已經所規定。 加工測試工件的檢驗 加工測試工件的檢驗應依量測種類與所需精度等級選擇量測儀器來完成之 。 應用在第 2.321 節，尤其是第 2.321.1 節與 第 2.321.2 節所指之公差來做這些檢驗。 在某些情況 ， 加工測試可使用相當之國際標準所指定的殊測試取或補充之（例如負載的撓曲測試、運動之測試等）。 幾何測試 總論 對機器的線條或表面之外型、位置或位移等某些性的幾何測試，如： 8 CNS 14635 , B 7292 真直度（參照第 5.2 節）， 真平度（參照第 5.3 節）， 平行度、等距性、符合性（參照第 5.4

19、 節）， 直角度（參照第 5.5 節）， 旋轉（參照第 5.6 節）， 定義（註）方法與決定公差的方式均為已知。 對每測試少須指定種測試方法，而僅示明使用的原理與所用的儀器。 當使用其他量測方法時，其精度應少等於本標準的精度。 為簡單起見，雖然量測方法是從僅用於基本量測儀器的量測方法系統的選出，例如直規、角規、標準試棒、量筒、精密平儀與針盤指示錶，但須意者是其它方法，尤其是使用光儀器，事實已普遍使用在工具機製造和檢驗部門。為方便與快速起見，大尺度的工具機零件的測試，時常需要使用殊設備。 註：參照第 2.1 節 5.2 真直度 真直度的幾何檢驗包括述： 平面內或空間直線的真直度，參照第 5.21

20、 節； 構件的真直度，參照第 5.22 節； 運動的真直度，參照第 5.23 節。 5.21 平面內或空間直線的真直度 5.211 定義 5.211.1 平面內直線的真直度（參照圖 9） 若線的所點都位於兩條平行於該線之總方向之兩直線間，而此兩直線間之距離等於公差時，則該線在某段長度內可認為是直的。 表線應如此定義，以使其真直度偏差為極小。它可依慣例定義為： 由所欲檢驗的線近末端之兩點定之（在大多數情形，近末端部分可被忽略，因其常呈現不重要的局部缺陷）。 或 由繪製點計算出的直線（例如最平方乘法）。 5.211.2 空間直線的真直度（參照圖 10） 若空間直線在兩個平行於該直線之總方向且互相垂

21、直的平面之投影為直的，則該直線在某段長度內可認為是直的。 備考：各平面的公差可能不同。 9 CNS 14635 , B 7292 圖 9 圖 10 5.212 真直度的量測方法 基於長度的量測或角度的量測兩種。 真直度的實際比對可為實質性的 （如直規 、 拉緊的線） 或比對於精密平儀、光束等的基準線。 建議的儀器： a) 長度 1600 以者：精密平儀或實質的基準（例如直規）。 b) 長度超過 1600 者：基準線（精密平儀，光設備或拉緊的線）。 5.212.1 基於長度的量測方法 個實際的基準物 （真直度基準） 應置放在欲檢驗線的相對當位置（參照圖 11），以便使用合的量測儀器。 儀器提供所

22、檢驗直線對於真直度基準的偏差之讀數 ； 讀數可在被檢驗直線全長幾個不同點處讀取 （平均分佈或任取） （所選點之分佈與所用儀器無關）。 真直度基準最好是被置於令其兩端之讀數約相等的位置 。 如此讀數即可用當的比例尺直接取得。 指定個表線（參照第 5.211.1 節）後即可進行讀數之讀取。修正後之偏差相當於圖 11 Mm所表之線段。 真直 度偏差之 定義為平 行於表 線且與 偏差之 極端相接 觸之兩線間的距離。 備考：當表線的斜率太高時，垂直方向之放大應予以考慮。 圖 11 5.212.11 直規法 5.212.111 直立平面內的量測 直 規應放置在 兩個平行塊 ，此兩平 行塊應置於 因重力造成

23、撓曲最小的點（關最佳支撐，參照第 A.2 節）。 進 行量測時， 應將針盤指 示錶裝在 個接觸點 的支撐，沿 直規移動之 。接觸點之 放在欲量 測表面的線 ，錶盤指示錶觸針 在垂直於 該接觸點 的線並 與直規接 觸（參照 圖 10 CNS 14635 , B 7292 12）。 應令移動件沿著直線進行（導引直規）。 必要時，直規本身之已知誤差可予以計入。 圖 12 針盤指示 錶導引直規5.212.112 平面內的量測 此時最好使用個平放的兩個平行面的直規。 用 個針盤指 示錶以其觸 針與基準平 面接觸並沿 著欲檢驗的表面運動（參照圖 13，意此圖是俯視圖）。直規是放在令兩 端相同讀 數之位置，

24、 如此在連結 兩端點直線 多點處相對於真直線之偏差即可直接讀取之。 需 意者，不 論直規在支 撐點處的變 位為何，實 際此直規之真直度不會因此由重力所產生之變位而所改變。 平面內用直 規法之真直 度量測的另 點是， 直規基準平面與所欲量測表面的真直度誤差兩者皆可量測之。 為 此，還所 謂反向法， 此法是：在 述第次 量測後，將直規沿縱軸線旋轉 180 ， 然後用同針盤指示錶以其觸針與同基準平面接觸但沿著欲檢驗的表面做反向移動。 如此得到的兩偏差曲線 E1與 E2，在圖 14 互相比較之，即得直規偏差與表面偏差的總和 ， 另方面可得此等偏差之差 。 平均曲線 M 為直規基準平面的 偏差。偏 差

25、ME1（ 或相等的ME2）為欲檢驗表面的真直度偏差。 11 CNS 14635 , B 7292 圖 13 圖 14 欲檢驗的 表面第次讀 數 E1第次讀 數 E25.212.12 繃緊鋼絲與顯微鏡法 將條直徑約 0.1 的鋼絲拉直約與所欲檢驗的線相平行的位置 （參照圖 15） 。 例如 ， 個在平面的線 MN， 用個直立放置的顯微鏡 ， 此顯微鏡是裝在個平方向的分厘卡位移裝置，如此就可以讀取此（ MN）線在平量測面 XY 相對於作為基準線的繃緊鋼絲之偏差（亦參照第 A.9 節）。 繃緊鋼絲 F 與檢驗之線應在同平面內 ， 此平面與含 MN 線之平面成垂直。 顯微鏡支架在含 MN 線之平面支於

26、兩點 ， 其點 P 位於與此平面垂直的平面，該平面含顯微鏡的光軸（參照圖 15）。 若鋼絲 F 的垂 f 過大時 ， 此繃緊鋼絲法即不可用 。 因 此 ， 如果在圖 15 ，顯微鏡是平放置的，而鋼絲在每點處之垂皆為已知的話，就可能量測直線 RS 在直立面內之真直度，但是欲精確決定鋼絲垂則為極端困難之事。 圖 15 5.212.13 瞄準望遠鏡法 使用對準望 遠鏡時（參 照圖 16） ，相當於望 遠鏡光軸與 標點間的距離之高度差 a，即可在細字標線利用個光分厘卡直接讀出（參照第 A.10 節）。 12 CNS 14635 , B 7292 圖 16 標線 標點瞄準裝置望遠鏡的光軸即是量測的基準。

27、 旋轉全部望遠鏡與標點 ， 即可檢驗任何平面直線之真直度。 標點之支架應安放在含欲檢驗直線之平面若干點處 。 此等點數應夠多，以確保其穩定與導引。 標點支撐點 之的 P 點應放在欲 檢驗的線 且須如第 5.212.12節所述之預防措施處理之。 標點應與含在欲檢驗直線的平面在 P 點正交。 運動件之移動應儘量保持直線且與望遠鏡之光軸平行 ， 如果長度較長 ， 空氣之折射指數之變化會影響光束之偏差 ， 因而影響讀數之精度。 5.212.14 雷射對準法（參照圖 17） 個雷射光束即作為量測基準 ， 將個象限光電極體偵測器沿雷射光束之軸線移動 ， 雷射光束即在此器處被導引 。 偵測器心點相對 於光束

28、之 平與直 立偏差即 可被偵測 出來而傳 送記錄器 。 意應詳讀儀器製 造廠的說明書 。 （ 亦參照第 A.13 節） 。 對於偵測器支撐點之的 P 之意事仍如第 5.212.13 節所述 。 圖 17 象限發 光極 體5.212.15 雷射干涉法（參照圖 18） 雙面反射鏡即作為量測基準。 用個雷 射干涉器 與殊光 設備來 偵測個 標點相對 於個雙面反射鏡對稱軸線位置之變化 。 因為各製造廠的光設備與精密量測方法各不相同 ， 故須詳讀其說明書 （亦參照第 A.13 節） 。 對於偵測器支撐點之的 P 之意事仍如第 5.212.13 節所述 。 13 CNS 14635 , B 7292 圖

29、18 Wollaston 角柱干涉 器雙面反射 鏡5.212.2 基於角度的量測方法 在此等方法，用個運動元件與所欲檢驗的直線相接觸於 P 與 Q兩點 ， 此兩點間距為 d（參照圖 19） 。 移動 此元件時 ， 在相續兩個位置 P0Q0和 P1Q1，令 P1和 Q0重合 。 利用個與含欲檢驗直線的平面相垂直的儀器 ， 就可以量測到此運動元件對於個基準的相對角度0與1。 備考：此法不 能量測 到 運動元件兩 點間之部分 ，此部分之 檢驗可用 宜長度之直規為之。 所得結果 以列方式 處理之（參 照圖 20）。以參數 以當比例尺用線圖表示之： 橫坐標，兩點距離 d 相當於被檢驗之直線長度。 縱坐標

30、 ， 相對高度差即相對於量測基準之高度 。 相對高度差之計算如： E hi+1= d tan 欲檢驗線各點 P0， P1， P2PiPn可用任意比例尺放大畫出。 表線即由線之本身定義之 ， 例如由 P0P1兩端點定之 （參照第 5.211.1節）。 如以所定義 （第 5.212.1 節） ， 作兩直線平行於表線 ， 各接觸於所得曲線之最高點與最低點 ， 真直度偏差即是沿 YY 軸線方向的兩平行線間之距離。 14 CNS 14635 , B 7292 圖 19 圖 20 量測基準表線真直度偏 差量測基準備考： 1. 運動元件之支撐 P 及 Q 須足夠面積 ， 俾於若干表面的小瑕疵之影響減最低。製

31、作此等支撐時，須別小心，並將表面清潔，以減低偏差，否則會影響整個曲線。 2. 此等方法亦可用於較長距離，但此時須選擇當的 d 值，以免讀數過多而導致累積誤差。 5.212.21 精密平儀法 量測儀器為個精密平儀 ， 此平儀是沿所欲檢驗直線連續放置，如第 5.212.2 節所 述。量測的基準即是平儀的平面，此儀器量測直立面內的小角度（參照圖 19）。 若欲檢驗之線不在平面內 ， 則將平儀裝在個當的角塊（參照圖 21）。 當檢驗直線 AB 時 ， 平儀連同其載具須保持定方位 （例如利用導引直規（參照圖 21）。 備考 ： 平儀僅容許檢驗垂直面的真直度 ； 欲檢驗第平面的線，應使用其他的方法（例如繃

32、緊鋼絲與顯微鏡法）。 圖 21 導引直規5.212.22 動視準儀法 在 本 法 ，使 用共 軸線的 動 視準儀 （參 照圖 22）， 個 移 動鏡 M 圍繞平軸線之任何旋轉，造成焦點平面細字標線影 像之直立 位移。此 位移可藉 由個接 目鏡分厘 卡裝置量 測出來，即可決定鏡架之角度偏差（亦參照第 A.11 節）。 量測的基準即是由細字標線心點所決定之望遠鏡光軸。 備考： 1. 將接目鏡分厘卡旋轉 90 ， 亦可以量測移動鏡 M 圍繞直立 軸線的旋轉 角度。能量 測兩種角度 的儀器在市 面亦可買到。 2. 此法別 用於較長 距 離，因為 相 較於對準 望 遠鏡法， 15 CNS 14635 ,

33、 B 7292 此法較不 受 因雙層光 源 通路所導 致 的空氣折 射 指數變化之影響。 3. 在此法 ， 最好將 動 視準儀裝 置 放置在欲 檢 驗直線之構件。 圖 22 動視準 儀5.212.23 雷射干涉法（角度量測）（參照圖 23） 在本法，干涉器應固接於放在欲檢驗直線的構件。 此法別用於高難度的量測 ， 因為它較少受到空氣折射指數變化之影響。 量測基準由干涉器射出的兩平行光束 F1與 F2構成。 圖 23 干涉器 可移動元 件雷射光源5.213 公差 5.213.1 定義 公差 T 是在量測平面內 ， 由兩平行於表線 AB 而相距為 t 之兩直線所介定（參照圖 24）。圖最大偏差為

34、MN。 量測範圍即欲檢驗的長度 ， 以及可能時此公差對於以所定義之表直線（或平面）的相對位置，皆應註明（僅指明凹或凸）。 大部分情況，近末端部分常不重要的局部偏差，可忽略。 16 CNS 14635 , B 7292 圖 24 圖 25 t量測長度 L量測長度公差5.213.2 公差之決定 對於任個小於或等於 L1之量測長度 L 指定個極小公差 T1。 對於任個大於或等於 L2之量測長度 L 指定個極大公差 T2。 對任何間量測長度 （介於 L1與 L2間） 之公差 T(L)則由比例法計算之： L L1 T(L)= T1L1 L L2 T(L)= T1+ T2-T1L2-L1(L-L1) L

35、L2(L)= T25.22 構件的真直度 5.221 定義 構件的真直度條件與線的真直度條件相同（參照第 5.211 節）。 5.222 量測真直度的方法 量測技術與量測直線真直度的技術相同（參照第 5.212 節）。 5.222.1 機台的基準平面或基準槽 在作直接偏差量測時，儀器應能讀取包含 P 或 Q 兩點直線所在垂直平面的偏差， h 須儘量維持在最小。（參照圖 26）在作角度偏差之量測時， d 之距離決定量測點之分佈（參照圖 27）。 移動元件應平放在機台 （最好支撐在個小平面 S1、 S2、 S3） ，並且包含兩個功能支撐面 P 與 Q，而 此 P、 Q 面應放在欲檢驗的線（參照圖

36、27）。 更複雜的基準平面之真直度偏差（參照圖 28）是在滑軌的功能平面 （ HH 線與 VV 線） 量測 ， 而 不是在與基準平面正交的平面量測。 備 考 ： 此基準 平面 或基準 槽乃 是欲檢 驗的 構件， 並作 為檢驗 的基準。 17 CNS 14635 , B 7292 圖 26 圖 27 圖 28 基 準表面5.222.2 滑軌 利 用 滑 軌或更 複雜 的裝置 以確 保直線 導引 ，此複 雜的 裝置若 非破壞機 器的幾何 形狀是不 能拆卸的 。滑軌之 檢驗包括 量測其真直度 ， 而 且只 能觸 及構件 時方 可為之 。更 複雜的 滑軌 必須當 作量測運動構件之直線運動之部分來檢驗（

37、參照第 5.23 節）。 真 直 度 偏差應 經常 在功能 平面 內作檢 驗。 般言 之， 此功能 平面可當作是平的 （如圖 29 之 AA 線） 或直立的 （如圖 29 之 BB 線） ，然而在殊機器形狀則例外情形（參照圖 36）。 圖 29 滑 軌 的縱向 外型 不定 為直 的，因 為製 造廠可 能使 其在功 能平面呈現殊的形狀。 導引表面可由以構成： a) 平面或數小段結合的平面； b) 數個窄平面段，圓柱狀滑軌或兩者之組合。 5.222.21 V 形表面 移動物應以接觸點支持在表面 。 它也應在此滑軌之另表面之點處給以附加支撐以維持穩定。 圖 30 與 31 顯示嵌入圓柱的使用，圖 2

38、9 為倒置的 V 形。 18 CNS 14635 , B 7292 圖 30 圖 31 鬆弛滾珠附加支撐 點備考： 附加支撐點應不在移動構件產生定位力。 5.222.22 圓柱表面 個墊子的移動物體應置在圓柱。此為倒 V 形（參照圖 32與圖 33）。 對於滑軌之附加支撐點之意事仍如前述。 圖 32 圖 33 附加 支撐 點附加支撐 點5.222.23 單直立表面 移動體以兩點， P 與 Q，接觸在欲量測表面。需要個附加點以導引移動體 。 這些點之選擇應確保導引而不影響兩個操作接觸點之定位（參照圖 34 與圖 35）。 19 CNS 14635 , B 7292 圖 34 圖 35 基準面附加

39、支撐 點備考：當直 接量測偏差 時，儀器應 在與該平面 正交的平面 作量測，並 在兩 個操作 點之 處量 取讀 數。而 當量 測角度 偏差時，距離 d 即決定量測間距。 5.222.24 斜面床台（參照圖 36） 在此情形，移動件的作用平面與平面成角度。 真直度的偏差在此作用平面（線 AB）及與它正交的平面量測。 圖 36 作用平面5.222.3 公差 參照第 5.213 節。 5.23 直線運動 工具 機構件之直 線運動的測 試並不是只 需要確保機 器會製造出 直的或平坦的工件，還因為工件任點的位置精度與直線運動關。 5.231 定義 移動構件的直線運動恆包含偏差的個要素： a) 運動方向的

40、位置偏差； b) 移動構件點的軌線的兩個線性偏差； c) 移動構件的個角度偏差。 20 CNS 14635 , B 7292 圖 37 縱 搖橫 搖轉 搖線性偏差線性偏差位置偏差角偏差Z方向之偏差5.231.1 位置偏差 位置偏差在第 2.322.1 節與 CNS 14636 討論。 5.231.2 線性偏差 直線運動 的 線性偏差 定 義為運動 構 件的表 點 或功能點 之 軌線的 真直度 。 功能點為當運動構件承載刀具時 ， 刀具的位置 。 當移動構件承載工件時，機台心點則視為表點。 5.231.3 角度偏差 當構件被移動時 ， 即包含角度偏差 。 此類角度偏差稱為縱搖 、 偏搖、轉搖，如

41、圖 37 所示。 所這些偏差均會影響直線運動 。 當量測表點軌線的直線運動時，量測結果包含所角度偏差的影響 ， 但當運動構件之點的位置不在表點時 ， 這些角度偏差的影響都不同 ， 且必須分開量測 。 每角度偏差的值為移動構件繞完全程時的最大角。 5.232 量測法 5.232.1 線性偏差的量測法 欲繪製移動件之功能點的軌線，可用以方法。 5.232.11 使用直規與針盤指示錶法 當使用直規與針盤指示錶時 ， 通常將直規固定在構件做為基準（銑床 、 加工心 、 磨床的工作臺 、 車床床台等） 。 針 盤 指示錶聯接於刀具定位點 ， 而儘可能令觸針靠近刀具的作用區 （參照第A.2 節與 A.7

42、節）。 5.232.12 使用顯微鏡與繃緊鋼絲法 使用繃緊鋼絲表直規 ， 而顯微鏡表針盤指示錶 ， 此與使用直規和針盤指示錶的情形相同（參照第 A.9 節）。 21 CNS 14635 , B 7292 5.232.13 使用對準望遠鏡法 當使用對準望遠鏡時 ， 細字標線連結於基準線 ， 標點則連結刀架而令其心儘可能接近刀具的作用區（參照第 A.10 節）。 5.232.14 使用雷射法（參照第 5.212.14 節與第 5.212.15 節） 當使用雷射時 （用真直度干涉器作直接量測） ， 作為量測基準的裝置必須固接於選為基準的構件 。 移動元件固定在刀具座且其心儘可能接近刀具的作用區（參照

43、第 A.13 節）。 5.232.15 使用量測角度法（參照第 5.212.2 節與第 5.232.2 節） 檢驗線性偏差時 ， 最好勿用此法 。 在檢驗滑軌真直度時 ， 運動元件兩點 P 與 Q， 相距為 d（參照圖 19） ， 而滑軌則相繼以增量d 作檢驗。 通常移動元件並無如此之兩 點 ， 只能與被量測表面以全長接觸。 如此測得的結果可能與實際軌線所差異 。 假設被量測表面是光滑的 ， 而且運動構件是沿此表面之外表移動 ， 則線性偏差可被視為如圖 38 所示的情形。 在第 i 個量測點 ， 設角度偏差為i。 假設i之效範圍是從 i-1及 i 之點到 i 及 i+1 之點。當出現明顯的改變

44、時，量測距離即應在該處改變。 圖 38 5.232.2 角度偏差的量測法 當運動在平面時 ， 精密平儀可量測縱搖與偏搖 ， 而動瞄準儀與雷射可量測縱搖與轉搖。 5.232.21 使用精密平儀法 當使用精 密平儀 時，儀器 固結在移 動構件 。此構件 逐步移動，而平儀讀數在每次移動後記錄之。 5.232.22 使用動瞄準儀法 當使用動瞄準儀時 ， 鏡子裝置在移動構件而動瞄準儀則在基準線。 2.232.23 使用雷射法 當使用雷射時 ， 遙控干涉器與光束偏折器可固接在基準線 ， 而雷射反射器則裝在移動構件或反之亦然。 5.233 公差 5.233.1 對於直線運動之線性偏差的公差 公差乃在 決 定

45、個功 能 點或表 點 之軌線之 直 立運動相 對 於個 22 CNS 14635 , B 7292 表線（即此軌線的總方向）之許可差；兩個線性偏差的公差可能不同。 5.233.2 對於直線運動之角度偏差的公差 公差乃在決定個構件之直線運動之許可角度偏差。 對於縱搖、偏搖及轉搖等個分量之角度偏差的公差可能會所不同。 5.3 真平度 5.31 定義 當個平面的所點都介於個平行於該平面之總方向的平面，而此兩平面相距為定值時，則該表面在定的量測範圍內可視為平坦的。 個平面或表平面之總方向乃是指其真平度偏差為最小者，亦即，傳統： 由欲測試平面方便選取點（通常非常靠近邊緣部分，若干局部瑕疵者，可以不理）。

46、 或 利用最小平方法由所繪得之點計算而得之平面。 5.32 量測方法 5.321 使用平板量測真平度 在用平板作量測時，將此平板面塗以紅丹或以輕油稀釋過的氧化鉻，然後將此平板覆蓋在欲量測的平面。將此平板作輕微前後推動，再將平板移去，即可看到接觸點之分佈情形。此分佈在該板的全部面積應是均勻的而且達到定值。此法僅通用於較小而光滑的平面（刮削或磨光過的平面）。 5.321.1 使用平板和針盤指示錶量測 量測設備包括平板和個裝在能在平板移動的支座的針盤指示錶。 兩種量測配置： a) 將欲量測構件置於平板（平板之尺度與針盤指示錶支座之形狀要夠大足以使全部平面都可量測到）（參照圖 39）。 b) 將欲量測

47、表面面向平板。此時，可能使用與欲量測表面尺度相似的平板作測試（參照圖 40）。 23 CNS 14635 , B 7292 圖 39 圖 40 平板平板（量 測基準 ）做成方格紋路用來確定量測點之位置。 由於表面瑕疵引起之錯誤讀數可由以方法避免之： a) 使用具稍微圓頭觸針使不因粗糙度而受影響的針盤指示錶。 b) 在欲 量測平面和 針盤指示錶 的觸針間放 置個具 兩平行面的小磨光塊以吸收表面之瑕疵（例如刮削或刨光之表面等）。 備考：在 第 種配置 （ 圖 39）， 針盤指示 錶 的位置受 平 板的平面斜度之變化而影響 。 此方法應用於高精密的平板 。 平板之瑕疵無法顧及，故此方法用於小零件。 在第種配置 （圖 40） ， 以垂直於平板的針盤指示錶支架來進行量測，在處理結果時，就可能顧及平板的瑕疵。 5.322 使用直規量測真平度的方法 5.322.1 以直規位移之直線群進行量測 首先決定基準點所在之理論平面 。 為此目的 ， 在欲測試平面選取點 a、 b、 c 標記為 0 （參照圖 41） 。 將個同樣厚度之塊規置於此點處 ， 如此則此個塊規的方表面即決定為該表面作為比較的基準平面。 圖 41 基準平面之第點 d 可如選定之 ： 將直規放在 a 與 c， 利用個可調整塊規置於 e 處平面 ， 致使其與此直規之方相接觸 。 如此則