原野

摘要：集光學(xué)、機械、電子、計算機和數(shù)控技術(shù)為一體的三坐標測量機屬于自動化、高精度、多功能的接觸式測量儀器。工業(yè)生產(chǎn)與科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展下，也對三坐標測量機提出了更高的精度要求。以其誤差類型及測量數(shù)據(jù)的影響作為研究對象，對其修正所具備的意義十分重要。三坐標測量機測量誤差的產(chǎn)生有著較多的原因，對測量精度造成的影響也有很大區(qū)別，難以比較與評定，因此通常將機器精度、幾何誤差等作為主要檢測內(nèi)容。圓度是幾何量測量中形狀誤差的主要參數(shù)之一，也是評定機械產(chǎn)品質(zhì)量的一項重要的指標.由于圓的工件表面存在確定的隨機波動，相對于尺寸的測量，需要提取多少測量要素才能準確地反映其特征大小是關(guān)鍵因素.因此，影響圓度誤差檢測精度的主要原因是選取采樣點數(shù)及其分布.

關(guān)鍵詞：三坐標測量機;采樣點數(shù);圓度誤差;檢測精度

三坐標測量機作為科學(xué)技術(shù)時代下的應(yīng)用與測量儀器代表性設(shè)備，是以空間三個維度為依據(jù)進行測量范圍的構(gòu)建，在光柵尺和測頭的運用下為掃描和讀取提供精確性保障，在對生產(chǎn)部件曲面、長度、寬度和高度進行科學(xué)計算測量后，獲取精確的位置公差、三維結(jié)構(gòu)，以此精度測量加工與生產(chǎn)部件。

1三坐標測量機及其工作機理

三坐標測量機在空間三個相互垂直特點的運用下，結(jié)合導(dǎo)向設(shè)備引導(dǎo)方式，借助讀數(shù)頭實現(xiàn)數(shù)據(jù)獲取，并在處理器的幫助下加工數(shù)據(jù)，隨后在科學(xué)運算下可精確測量加工部件和機械零件。三坐標測量機具有自動化與數(shù)字化的優(yōu)勢，不但能將測量工作速度大幅度提升，同時還能推動測量工作質(zhì)量的進一步提升，是當前設(shè)計、生產(chǎn)、加工及檢驗等工作領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛的一種測量設(shè)備。

2三坐標測量機測量誤差Fenix

2.1不合理的工作面選擇引發(fā)的誤差

此類誤差主要引發(fā)原因在于不一致的數(shù)據(jù)采集和數(shù)學(xué)模型計算方法。具體實踐中期望以被測要素進行數(shù)據(jù)采集，并以圓為依據(jù)對數(shù)據(jù)進行處理，然而實際采集中，因XY面處軸線有垂直偏移存在，以致于采集數(shù)據(jù)為橢圓，倘若以圓為依據(jù)進行處理，就會有一定的誤差產(chǎn)生。

2.2三坐標測量機測頭引發(fā)的誤差

三坐標測量機測頭可通過掃描測量工件表面，此類工作方式會影響測頭表面，而當摩擦增加只有，測頭也會有形變出現(xiàn)，尤其是個別硬度較高的材料會劃傷三坐標測量機紅寶石材料，如此一來三坐標測量機測頭也就會有誤差產(chǎn)生。同時，三坐標測量機測頭時常會于溫度不同的工件相接觸，測頭會出現(xiàn)熱脹冷縮的狀況。而紅寶石盡管具有較高的強度，然而，在康溫度變化這一物理性能方面卻有些許不足存在，以致于紅寶石會出現(xiàn)劇烈磨損甚至崩裂的情況，此時三坐標測量機測量也會有誤差產(chǎn)生。

2.3三坐標測量機測圓度校正引發(fā)的誤差

三坐標測量機測圓度校正有著一定的技術(shù)性要求，倘若有校正問題出現(xiàn)，就會影響三坐標測量機的應(yīng)用，此時三坐標測量機也就會有測量誤差產(chǎn)生。就測量直徑校正而言，常見問題有：測點選擇數(shù)量不足，在校正期間并未精度測圓半徑等。此類問題會使三坐標測量機測圓精度受影響，進而產(chǎn)生測量誤差。

2.4探針校準引發(fā)的誤差

依據(jù)測量角度誤差不難發(fā)現(xiàn)，測量期間需精度探針半徑誤差。結(jié)合標準可得到探針半徑實際值，然而在校準中依然有誤差存在。

2.5三坐標測量機測針長度引發(fā)的誤差

三坐標測量機測針在具體測量實踐中，隨著測桿長度的提升，會產(chǎn)生更大的彎曲和偏斜問題。在校正測針之后，測量標準圓時，隨著測針長度的提升測量結(jié)果也會產(chǎn)生更大的誤差，同時當測量長度增加之后測量精度也會逐漸降低。因此，在各個工件特征的測量中長測桿并不適用。

3三坐標測量機誤差精度方法研究

3.1采樣點數(shù)的確定

傳統(tǒng)的圓度測量主要依靠人工經(jīng)驗，效率較低和精度差.當采樣點數(shù)較少時，圓度誤差效率有所提高，但圓度誤差評定的結(jié)果波動范圍較大，極不穩(wěn)定;若要同時保證圓度誤差評定結(jié)果的精度和穩(wěn)定性，需要采集更多點數(shù)，必然會導(dǎo)致檢測效率的大大降低.因此，為了同時提高圓度誤差的檢測精度和檢測效率，需要對采樣點數(shù)進行研究.本文主要研究采樣點數(shù)對圓度精度的影響，運用最小區(qū)域的圓度誤差評定方法計算圓度誤差值，采用統(tǒng)計分析的方法確定較優(yōu)的采樣點數(shù)。

3.2誤差精度方法

（1）軟件修正法精度。根據(jù)三坐標測量機的動態(tài)誤差產(chǎn)生時間節(jié)點不同，可分為實時誤差與非實時誤差。實時誤差的精度方法是對現(xiàn)場的誤差數(shù)據(jù)即時地進行誤差精度，這種方法誤差修正精度較高，但需要系統(tǒng)具有伺服驅(qū)動，成本較高。非實時誤差精度是對系統(tǒng)采集到的誤差數(shù)據(jù)進行分析校正，這種方法成本低，應(yīng)用較為廣泛。采用軟件修正的方法對三坐標測量機的動態(tài)誤差進行非實時誤差精度。該軟件使用三次樣條原理對誤差進行插值計算，并繪出誤差曲線圖。根據(jù)樣條函數(shù)理論，離散誤差點樣條函數(shù)的節(jié)點即是誤差點，在三次樣條函數(shù)擬合后，可以得到誤差曲線的模型，擬合精度高，適用性強。

（2）測量力誤差精度。測量機在測量過程中，由于受測量力的影響會產(chǎn)生彎曲變形，導(dǎo)致測桿偏離測量理論準確位置，導(dǎo)致測量誤差的產(chǎn)生。

4標測量機測圓誤差控制措施

首先需對三坐標測量機應(yīng)用條件進行控制，盡量將三坐標測量機測圓損壞避免，測量高硬度部件時，實測工作的開展應(yīng)采取氧化錯測圓;其次，需對測量工件的溫度進行控制，工件若是存在過高或是過低的問題，不能直接進行測量，測量工作需在溫度穩(wěn)定后再開始;再次，測量鋁合金材料工件時，需將紅寶石測頭及時更換，以便為測量提供精度保障，并將紅寶石受沾染而出現(xiàn)的經(jīng)濟損失避免;最后，測量鑄鐵工件時，測頭應(yīng)以氧化錯為主，以便對測量精度進行有效控制，并節(jié)省測量成本。

值得一提的是，在控制三坐標測量機測圓度時，應(yīng)以9點測量方法為主，通過測針組坐標原點的確定，推動校正精度的提升，并在標準圓測量下對測圓半徑誤差進行精度，如此即可推動三坐標測量機直徑校正精確度的提升。

5結(jié)語

綜上所述，在各類零件實施形位公差測量的過程中，采用同軸度檢測方法，為提高實際測量的準確度，便需要從測量物大小、結(jié)構(gòu)及形態(tài)方面進行綜合分析，結(jié)合實際情況選擇合理的方式，盡可能避免測量當中可能出現(xiàn)的各類問題，使檢測結(jié)果的準確度得以提高，從而能夠?qū)⒈粶y物狀態(tài)真實的反應(yīng)出來。提高了檢測效率，對圓度誤差采樣飽和研究方面具有指導(dǎo)意義.

參考文獻：

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