我公司为测量几何结构复杂的零件。满足高准确度的要求以及大批量的测量要求,于2001年12月购进青岛前哨朗普测量技术有限公司生产的ZC12106H型坐标测量机,用于我公司系列产品的测量工作。最近我们在对该零件进行同轴度测量时,发现测量结果与图纸要求的公差有较大的差别。经过与工艺及设计部门共同研究,排除了设计和工艺方法方面的因素后,对测量的准确性产生了怀疑。

维普资讯 www.mianfeiwendang.com

技术篇 T C N L GY S C I E H O O E TON

检定、校准与测试

坐标测量机测量短基准同轴度 误差过大问题的分析和解决方法 口昊峰 我公司为测量几何了具有解析方程外，还具有矢量方程，

结构复杂的零件 .足高满 准确度的要求以及大批

其矢量方程决定了物体在三维坐标系

中的方向。零件由于锥体过小。本实际 测量后，物体在三维坐标系内所形成

量的测量要求。 0 1于2 0年 1月购进青岛前哨朗普 2测量技术有限公司生产的Z l l 6 C 2 0 H型坐标测量 图 1测量过程示意图

的解析方程、矢量方程与真实方程有着较大的差别，随机性较大 (且即测量锥体的不同截面。其解析方程与矢量方向有着较大的不同)。在程序中。旋 转体的矢量方向为其轴线在三维坐标系中的方向。在测量中直接影响所建零件坐标系坐标轴的方向。对最终测

机，用于我公司系列产品的测量工作。 最近我们在对该零件进行同轴度测量

由图 1们可以看出。此零件在我坐标测量机上装夹后 .轴线与坐标其

时，发现测量结果与图纸要求的公差 有较大的差别。经过与工艺及设计部

测量机的坐标轴存在一定的夹角。通常。当零件轴线与坐标测量机的坐标

门共同研究。排除了设计和工艺方法 方面的因素后，对测量的准确性产生 了怀疑。 一

轴的夹角较大或为已知值时，我们可 以校相应角度的测头与之对应 .测使头采点的截面与零件的轴线垂直。采集的被测元素为真实圆：当零件轴线与坐标轴的夹角过小或为未知值时， 我们却误认为零件的轴线与坐标测量机坐标轴平行。头的采点位置如测

量结果的准确性有很大的影响。 3被测圆柱与测量基准距离过大 .

此项误差为前项误差的延伸，基准轴线与被测圆柱轴线存在夹角，两者距离越大 .准轴线延伸到被测圆基柱后，与被测圆柱的轴线偏移量、其

、

对比分析

通过与青岛前哨朗普测量技术 有限公司生产的最新型P mme 7 0一 0型

坐标测量机的测量结果相比较 .现发 其与Z 1 1 6 C 2 0 H型坐标测量机的测量结果存在着较大差别。过实验比较 .经

我们发现此零件测量误差过大的原因在于零件装夹定位：即装夹后零件的

同轴度误差就越大。因此所引进的测 量误差也就越大。 三、差分析误

图1所示，是。实际的采集元素为但其椭圆，而测量程序却将实测的椭圆然误认为圆，圆的数学模型来处理数按 据，导致其程序算法误差过大。 2I量基准圆锥过短 _4坝

1算法误差 .

此项误差为数学模型和计算方 法误差，:即坐标测量机以椭圆为被测要素采集数据。以椭圆为处理对并象得到圆心坐标后。坐标测量机以与圆为被测要素采集数据，以圆为处并理对象后，得到的两圆心的坐标之差。计算公式如下： Zl ’

轴线与测量机的导轨轴线不平行 . 以 及被测圆柱与基准圆锥的距离过大。 但归根结底是此型号坐标测量机在

图2测量基准锥体的示意图 .为 实线区域为实际锥体。线区域为实虚测锥体。我们知道三维空间的物体除

软、硬件方面的客观局限性：测量程序、数据处理程序和补偿程序的不健

全，使测量机不能分辨被测元素 .能不 自动处理和补偿测量所造成的误差。 二、误差来源的分析 1零件轴线与测量机的坐标轴不 . 平行

椭圆公式为：_1+; ) 1 ( l2 D 2 )( _ -盘 圆公式为：2y-2 z+￣r

这是一个较复杂的数模分析过 图2测量基准锥体示意图

测量过程示意图如图 1示。所

程，涉及到圆与椭圆近似公式的重建

5 06国量 8 20.计 6中