基于逐次二点法三坐标测量机直线度运动误差的测量

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1、2012年12月第32卷第6期宇航计测技术JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementDec．，2012V01．32，No．6文章编号：1000—7202(2012)06—0004—05中图分类号：TB921基于逐次二点法三坐标测量机直线度运动误差的测量杨贝何伟铭(上海理工大学机械工程学院，上海，200093)文献标识码：A摘要分析了逐次二点法在三坐标测量机直线度运动误差测量方面的可行性，介绍了逐次二点法的测量原理，并定量分析了传感器及安装引起的误差。对现

2、有的三坐标测量机进行测量，结果表明，采用逐次二点法对直线度运动误差测量实用可靠，可以满足测量的要求。关键词逐次二点法三坐标测量机直线度运动误差导轨MeasurementofStraightnessMotionErrorforCMMBasedonSequentialTwoPointsMethodYANGBeiHEWei-ming(SchoolofMechanicalEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai2000

3、93)AbstractThefeasibilityofmeasurementofstraightnessmotionerrorforCMMbasedonSequentialTwoPointsMethodwasresearched，theprincipleofmeasurementofSequentialTwoPointsMethodwasintroducedanderrorsfromthemisalignmentandadjustmentsensorswereanalyzedquantificat

4、ionally．Ac—cordingtothestraightnessmotionerrorforexistingCMM．theresultsindicatedthatthemethodofSequen—tialTwoPointstomeasurestraightnessmotionerror，whichcancontentwiththerequirementsofthemeasurementaccaracy，iSpracticalandreliable．KeywordsSequentialTwo

5、PointsMethod(STPM)CMMStraightnessmotionerrorSlide1引言三坐标测量机是一种高效率的新型精密测量仪器，广泛应用于机械电子、电子、航空和汽车等行业中。测量准确度是对三坐标测量机的首要要求。其中直线度运动误差是影响测量机测量准确度的重要因素，它主要由导轨的加工误差引起，同时受到气浮导轨中气隙变化、油膜厚度变化等随机误差的影响’1

6、。常用的直线度运动误差测量方法主要包括基准法和无基准法悼’3。。机器的直线度运动误差与工件的直线度误差是最难精确测量的项目之一，

7、因为它要在很大的行程内测出微小的变化，无论以平尺等实物或以光束的形式都很难提供理想的直线基准。基准误差是导致直线度运动误差测量不确定度收稿日期：2012—05-18，修回日期：2012-06-19作者简介：杨贝(1988-)，男，硕士研究生，主要研究方向：精密加工与测量。第6期基于逐次二点法三坐标测量机直线度运动误差的测量的主要因素。基准法中，其基准的直线度误差限制了其运用。为了减少基准误差的影响，无基准法在测量直线度运动误差中得到了广泛应用。扫描测头法是常用的直线度及直线度运动误差测量的无基准法

8、，这种方法常常将传感器安装在溜板上对工件进行测量，当工件直线度误差和溜板直线度运动误差为同一数量级时，须采用误差分离方法分离出两种误差HJ。扫描测头法中主要有二点法和三点法，逐次二点法∞’(STPM)由于误差分离方法简单，数据处理工作量小，速度快，时间短，对初始条件无严格要求，只是忽略了测量支架的转角误差。当被测工件长度相对于两传感器的间距较大时，在直线度运动误差测量中不失为一种较好的方法。本文利用逐次二点法对现有的三坐标测量机的直线度运动误差进行测量。2逐次二点法误差分离测量原理2．1逐次二点法

9、原理如图1所示支架固定在导轨上随导轨一起运动。首先将两传感器的间隔距离调整为L，这里称之为剪切量，然后调整两传感器的测头使它们在同一平面上。测量支架沿着机床导轨的运动方向扫描，扫描的步长设为与剪切量相等的￡。若两传感器A，B在位置k处测得的数值分别为仇．^'仇．。时，则机床导轨直线度五和工件直线度K的关系如下X。=∑D叫一∑q，。(1)i=0J50k—lI—lK=∑D叫一∑哆，。(2)式中：仇．——传感器A在位置i时的测量值；D¨——传感器A在位置歹时的测量值；D油——传感器B在位