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1、2003年第37卷№763三坐标测量机测头的测球半径补偿误差的计算王红敏 石沛林山东理工大学摘 要:介绍了三坐标测量机的发展与测量头的分类,结合实例重点分析了触发式测头的测球半径补偿误差的产生原因、计算方法和预防措施。关键词:坐标测量机, 测头, 测针, 误差, 补偿CalculationforCompensatingErrorofStylusRadiusofCMMProbeWangHongminShiPeilinAbstract:Thedevelopmentofcoordinatemeasuringmachine
2、andtheclassificationofthemeasuringprobeshasbeenintro2duced.Combinationwiththeexamplethecreativereasons,calculationmethodsandpreventivemeasuresaremainlyanalysed.Keywords:coordinatemeasuringmachine,probe,stylus,error,compensation标测量系统打破了传统的测量模式,具有通用、灵1 引言活、高效等特点
3、,可以通过计算机控制完成各种复杂从1950年英国FERRANTI公司制造出第一台零件的测量,符合机械制造业中柔性自动化发展的数字式测头移动型三坐标测量机、1973年前西德需要,能够满足现代生产对测量技术提出的高精度、[1～4]OPTON公司完成三维测头设计并与电子计算机配高效率要求。套推出第一个三坐标测量系统以来,经过几十年的除用于空间尺寸及形位误差的测量外,应用坐快速发展,坐标测量技术已臻成熟,测量精度得到极标测量机对未知数学模型的复杂曲面进行测量,提大提高,测量软件功能更加强大,操作界面也日益完取复杂曲面的原始
4、形状信息,重构被测曲面,实现被善,生产厂家遍布全球,开发出了适于不同用途的三测曲面的数字化,不仅是坐标测量机应用的一个重坐标测量机型。几十年的发展充分证明,现代三坐要领域,也是反求工程中的关键技术之一,近年来也得到快速发展。收稿日期:2002年11月4 结语根据本测量原理研制的四缸发动机缸体孔位置度专用测量仪,作为发动机缸体综合精度测量机的一个组成部分,已成功应用于发动机缸体全自动生图3 传感器组测量各孔位置度示意图产线上。该测量仪的使用可显著提高缸体孔位置度以缸体孔No.1为基准的理想位置的最大变化量。的检测精度
5、和检验效率,对保证发动机制造质量、提按此定义,缸体孔的位置度是相对于孔No.1而言高生产率起到了重要作用。该测量原理同样可推广的,即孔No.2、No.3、No.4的位置相对于孔No.1中应用于其它位置度误差测量场合。心位置的偏移量,相当于测试棒平动使其中心位置参考文献与缸体孔No.1的中心位置重合后,各孔中心位置的偏差,即1张新义等.发动机缸体位置度误差测量方法和数学模型δxi=Δxi′-Δx1′的研究.中国机械工程,2002(12)δyi=Δyi′-Δy1′2MarkJKaiser.Thecontainmentm
6、odelforcompositepositionaltoleranceevaluation.PrecisionEngineering,2000,24:291～式中,i=2,3,4。则第i个孔的位置误差为30122ei=δxi+δyi(i=2,3,4)第一作者:张新义,教授,工学博士,山东理工大学,该缸体孔组的位置度为255012山东省淄博市<=2eimax(i=2,3,4)64工具技术工作长度(EWL)使得测针接触工件时可获得精确2 测头的分类的测点位置。球头尺寸和测针有效工作长度的选取测量头作为测量传感器,是坐标
7、测量系统中非取决于被测工件。可能的情况下,选择球头直径尽[5]常重要的部件。三坐标测量机的工作效率、精度可能大、测杆尽可能短的测针,以保证最大的球头/与测量头密切相关,没有先进的测量头,就无法发挥测杆距,获得最佳的有效工作长度和测针刚性。需测量机的卓越功能。坐标测量机的发展促进了新型要时可加长测杆以增大探测深度,但值得注意的是,测头的研制,新型测头的开发又进一步扩大了测量使用测针加长杆会降低刚性,从而降低测量精度。机的应用范围。按测量方法,可将测头分为接触式(2)测球半径补偿误差(触发式)和非接触式两大类。触发式测
8、量头又分为当测针接触到工件时,三坐标测量机接收的的坐机械接触式测头和电气接触式测头;非接触式测头标值应是红宝石球头中心点坐标,显然,测量软件将则包括光学显微镜、电视扫描头及激光扫描头等。自动沿着测针从接触点回退的方向加上一个测球半本文讨论的重点为触发式测头。径值作为测量值。但该测量值是一个与测头的机械(1)机械接触式测头惯性有关的动态值。实际上,测量作为一个
