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三坐標測量機測頭的測球半徑補償誤差


 (1)測針的選擇
正確選擇和使用測頭是影響三坐標測量機的測量精度的重要因素。測針安裝在測頭上,是測量係統中直接接觸工件的部分,它與測頭的通訊式連接渠道稱作觸發信號。如何選用合適的測針類型和規格取決於被測工件的特征,但是在任何情況下,測針的剛性和測球的球度都是不可或缺的。

工業用紅寶石是高硬度的陶瓷材料,紅寶石測球具有很好的球度,測量時紅寶石測球的球頭磨損可忽略不計。測針針杆一般用非磁性的不鏽鋼針杆或碳鎢纖維針杆,以保證測針的剛性。測針的有效工作長度(EWL)使得測針接觸工件時可獲得**的測點位置。球頭尺寸和測針有效工作長度的選取取決於被測工件。可能的情況下,選擇球頭直徑盡可能大、測杆盡可能短的測針,以保證*大的球頭/測杆距,獲得*佳的有效工作長度和測針剛性。需要時可加長測杆以增大探測深度,但值得注意的是,使用測針加長杆會降低剛性,從而降低測量精度。

(2)測球半徑補償誤差
當測針接觸到工件時,三坐標測量機接收的的坐標值應是紅寶石球頭中心點坐標,顯然,測量軟件將自動沿著測針從接觸點回退的方向加上一個測球半徑值作為測量值。但該測量值是一個與測頭的機械慣性有關的動態值。實際上,測量作為一個動態過程,其測量值應該考慮到從測頭采點到實際向係統傳送該點坐標值時發生的機器空間移動距離。盡管這個距離極小,但對係統計算動態尺寸有一定影響。
在實際測量時,每測量一個元素,係統都可以自動區分測球半徑的補償方向,計算正確的補償半徑。在采點開始後,測量軟件將在沿著測針接觸工件的方向上對測球進行半徑補償。但被補償點並非真正的接觸點,而是測頭沿著測針接觸工件方向的延長線上的一個點。這樣就造成了補償誤差,產生誤差的大小與測球的半徑及該工件被測麵與笛卡爾坐標軸的夾角有關,夾角越大,誤差越大。

①測球半徑r對補償誤差的影響
補償誤差δ與測球半徑r成正比關係,即測球半徑r越小,補償誤差δ也越小。因此當用三坐標測量機進行點位測量時,應選用盡可能小的測球。

②測針軸線與被測表麵法線間的夾角α對補償誤差的影響
當測針軸線與被測表麵法線間的夾角α等於0時,測球半徑補償誤差δ也為0。因此,測量時要盡可能使測針軸線與被測表麵垂直,使測頭沿著被測表麵的法線方向移動,以*大限度地減小測球半徑補償誤差。
在用三坐標測量機測量點元素時,測量軟件在自動補償測球半徑過程中會出現測球半徑補償誤差。通過運用參考坐標係找正工件或用CNC模式進行測量,使測頭沿著被測表麵的法線方向移動采集點的坐標,可以盡量減小測球半徑補償誤差,正確進行測球半徑補償,提高測量精度.

浙公網安備 33021202000782號