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        三坐標(biāo)測量機星型測針校正

        2017-09-05 08:21:55王亞萍吳彥紅
        山東工業(yè)技術(shù) 2017年16期
        關(guān)鍵詞:校正

        王亞萍+吳彥紅

        摘 要:介紹了三坐標(biāo)測量機星型測針校正的校正目的和校正原理,分析了校正時探測角度范圍確定方法和標(biāo)準(zhǔn)球最佳安裝條件,指出星型測針校正的正確方法。

        關(guān)鍵詞:三坐標(biāo);星型測針;測點分布;校正

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.034

        在應(yīng)用三坐標(biāo)測量機檢測零件較深的內(nèi)、外徑及內(nèi)腔上的溝槽,內(nèi)腔型線等參數(shù)時,使用單根測針無法探測到所需檢測位置,這時就需要星型測針進行檢測。它通常是由五根相互垂直的球形測針構(gòu)成,在使用星型測針進行測量時,為了能夠更好的保證測量精度,提高測量的準(zhǔn)確性,在進行測量前都要對其進行校正。

        1 星型測針校正目的

        (1)得到測針的準(zhǔn)確直徑和測針位置坐標(biāo),以保證每一個觸測點數(shù)據(jù)的正確補償。在三坐標(biāo)測量機進行測量時,需要選用長度、直徑、方位不同的測針以達到能夠觸測的目的,還要求所選測針球心之間的相對位置關(guān)系是確定的和已知的,確保不同測針測出的幾何元素具有正確的坐標(biāo)關(guān)系。

        (2)建立測針不同角度之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系,以保證在零件測量中使用不同角度測針時測量數(shù)據(jù)的精確性。在三坐標(biāo)測量機進行測量時,軟件在獲取每一個觸測點時,得到的是測針紅寶石球球心點的坐標(biāo),而我們想要獲得的是紅寶石球與工件表面接觸點的坐標(biāo),這兩個點的間距為觸測方向上的測針半徑值,需要通過測頭校準(zhǔn)進行補償。

        2 星型測針校正原理

        星型測針校正主要使用標(biāo)準(zhǔn)球進行,標(biāo)準(zhǔn)球的直徑在10mm至50mm之間,其直徑和形狀誤差經(jīng)過校準(zhǔn)。在進行測針較正時,對于每一個測針都要在標(biāo)準(zhǔn)球上均勻的探測5個點以上,為了補正測頭的彎曲量,減小誤差的影響,在測頭軸方向上測量2點,與軸垂直的圓周方向上測量4點,共探測6個點。機器自動完成當(dāng)前所選的一根測針的校準(zhǔn),自動保存校正結(jié)果,并進行其余測針的依次校正。

        3 星型測針校正的探測角度范圍分析

        在實際進行星形測針校正過程中,經(jīng)常遇到在對某方位子測針進行校正時,其它的某子測針可能與標(biāo)準(zhǔn)球碰撞,發(fā)生干涉現(xiàn)象,使星型測針不能進行校正。

        (1)測針校正角度范圍確定。在進行測針校正時,其探測點僅由被校準(zhǔn)測針的軸線方向決定,與校準(zhǔn)球在三坐標(biāo)測量機空間方位無關(guān)。對應(yīng)于校準(zhǔn)球的每一空間方位,總會有一個角度區(qū)域的測針是不能被校準(zhǔn)的。在進行校正時測針的角度范圍如圖1所示。

        (2)最佳安裝條件。若被校正的測針軸線在XY平面內(nèi)的投影線與校準(zhǔn)球安裝桿軸線在XY平面的投影線間的夾角及校準(zhǔn)球的安裝角,均大于前面所算出的△α,則理論上對應(yīng)于此的可校正的測針A角為±180°,稱此種安裝滿足最佳安裝條件。

        在實際校準(zhǔn)中,由于球頂點探測及輔助點獲取、測頭座的安裝、校準(zhǔn)球安裝平面與被校準(zhǔn)測針角度的估算、測針球直徑等均可能存在偏差,而校正的測針的角度范圍應(yīng)該比計算值小一些,才能保證自動校準(zhǔn)的安全運行。

        4 星型測針校正方法

        為了消除星型測針校正時的干涉現(xiàn)象,保證校正的順利進行,在校正星型測針的某一子測針時,一定要將校正球的支撐方向與該測針的角度方向成平行擺放,然后按系統(tǒng)功能便可完成所選方向的5個測尖的自動校正了。

        探測點為球頂點A及校準(zhǔn)球上垂直于被校準(zhǔn)測針軸線的最大截圓上的B、C、D、E四點(如圖2所示)。每一探測點前都有一個輔助點,分別為A、B、C、D、E,每一點的探測都由該點所對應(yīng)的輔助點開始,探測完畢后先回到輔助點,再回到球頂點上方(A點),然后再向下一點運動,即沿錐形路徑運動,這樣可以最大限度地避免非正常的碰撞。

        5 結(jié)束語

        經(jīng)過反復(fù)地進行三坐標(biāo)測量機星型測針校正實踐,我們總結(jié)出了星型測針校正的方法,通過合理地確定校正角度范圍和正確分布測針在標(biāo)準(zhǔn)球上的探測點位置,來進行星型測針的正確快速校正。

        參考文獻:

        [1]楊建風(fēng).三坐標(biāo)測量機測頭的正確使用[J].機床與液壓,2006(10).

        [2]葉震宇,王國民.觸發(fā)式測頭校正原理和注意事項[J].計量技術(shù),2006(06).

        [3]李凱.三坐標(biāo)測量機探針校準(zhǔn)的誤差分析[J].物理測試,2004(04).

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