关于三坐标测量机的九个常见问题
三坐标测量机使用中的典型问题及其解决方案
０ ０５ ；． 北维 尔康 制 药有限 公 司 ， ５０４ ２ 河 河北石 家
摘
要 ： 用三 坐标 测量 机过程 中经 常会遇 到一 些 问题影 响测 量 精度 ， 由于测 头配 置不 合理 导致 使 如
测 量 误 差 偏 大 ， 圆 弧 短 直 线 的 测 量 结 果 明 显 偏 离 实 际 值 ， 因 同 轴 度 测 量 误 差 较 大 ， 致 合 格 品 小 或 导
直 观又方 便 ， 量结 果精 度 高 ， 去 了常规 方法 检测 测 免
用 具 的设计 与制 造 所 需 的 时 间 和 费 用 ， 幅 度 降低 大
测 试 设备 。随 着现 代科 学技 术及 中国经济 的不 断发
展 ， 业生 产 自动化 程 度 的 日益提 高 ， 工 对产 品 的可靠
性及 质量 的要 求 越 来 越 高 。 因此 ， 坐 标 测 量机 作 三
ＮＯ ． ０ ６ Ｖ２ ０
文 章 编 号 ：０ ８１３ （０ ６０ ３ ００ １ ０—５ ４ ２０ ）６０ ５— ３
三坐标测量 机使用 中的典 型 问题及其解决方案
刘 利剑 王 春 华 贾 立 红 ， ，
（． １ 河北科 技 大 学机械 电子工程 学院 ， 河北石 家庄
庄 ００ ５ ） ５ ０ １
中图分 类号 ： ＴＨ１ ７
文献标 识码 ： Ａ
Ｔｙ ｉａ ｒ ｂ ｅ ｓ ａ ｄ ｓ ｌ ｔｏ ｓ ｉ ｈ ｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｐ ｃ ｌｐ ｏ ｌｍ ｎ ｏ ｕ ｉ ｎ ｎ ｔ ｅ ａ ｐ ｉ ｔｏ ｃ ｏ ｈ ｏ ｒ ｉ ａ ｅ ｍ ｅ ｓ ｒｎ ａ ｈ ｎ ｆｔ ｅ ｃ ｏ ｄ ｎ ｔ ａ ｕ ｉ ｇ ｍ ｃ ｉ ｅ
在 测 量一 个 工 件 时首 先 要 配 置 测 头 系统 ， 头 测 系统 配置 是 否合 理 直 接 影 响 测 量 结 果 。例 如 ： 配 若
三坐标测量仪注意事项
三坐标测量仪注意事项
使用三坐标测量仪时需要注意以下事项：
1. 定期校准：三坐标测量仪在使用之前需要进行校准以确保测量的准确性。
校准通常需要由专业人员进行，校准周期要根据实际情况来确定。
2. 清洁保养：保持三坐标测量仪的清洁是确保其正常运行的重要步骤。
定期清洁测量仪的各个部件，特别是测量头和机床表面，以防止灰尘和污垢的积累影响测量结果。
3. 避免撞击：在使用三坐标测量仪时要避免对其进行撞击或碰撞。
任何撞击可能会导致测量仪的损坏，从而影响测量结果的准确性。
4. 避免过度负荷：三坐标测量仪有其最大负载限制。
在进行测量时，要确保工件的重量不超过测量仪的负荷限制，以免造成测量仪的损坏。
5. 关注测量环境：测量环境对三坐标测量仪的影响也应引起注意。
要避免使用在温度和湿度变化较大的环境中，以免影响测量结果的准确性。
6. 正确使用测量仪：使用三坐标测量仪时应按照操作手册上的指示进行操作。
正确使用各个功能和指标是保证测量结果准确性的关键。
7. 学习并保持更新：三坐标测量仪的技术不断发展和更新，使用者应保持学习和了解最新的测量方法和技术，以提高测量效率和准确度。
三坐标测量机常见故障及处理方法
文章编号：１６７１－４０６７（２０２０）０２－００１５－０３三坐标测量机常见故障及处理方法倪春杰１，马延斌１，赵维喜２（１．兰州石化职业技术学院机械工程学院，甘肃兰州７３００６０；２．抚顺石化工程建设有限公司工程管理部，辽宁抚顺１１３００８）摘要：设备故障在所难免，应当在正式测量前认真处理好，避免在测量过程中发现问题。
介绍了ＺＥＩＳＳＳｐｅｃｔｒｕｍ７／７／６型三坐标测量机在使用过程中的常见故障，并给出了相应的处理方法，为三坐标测量与维护工作的开展提供参考。
关键词：三坐标测量机；常见故障；处理方法中图分类号：ＴＨ７２１文献标识码：Ａ 三坐标测量机（ＣＭＭ）是先进精密的接触式测量设备，在机械制造、模具、汽车、航空航天、国防军工等行业被广泛应用［１］，在世赛、国赛等多个项目中被用于工件的客观检测［２－３］，成为现代工业检测和质量控制不可缺少的技术手段，不仅可以对零部件的尺寸、形状和相互位置进行检测，大大提升测量的精度和准确性，还可以实现对加工的控制，有利于提高产品的合格率，提高工作效率。
三坐标测量机在使用过程中难免会出现一些故障，本文以Ｒｅｎｉｓｈａｗ－ＲＴＰ２０型接触式旋转探头［４］、Ｃａｌｙｐｓｏ测量系统、ＺＥＩＳＳＳｐｅｃｔｒｕｍ７／７／６型活动桥式三坐标测量机为例，探究和阐述了几种常见故障及其处理方法。
１ 工三坐标测量机速度控制 三坐标测量机的控制面板如图１所示，速度旋钮在操作时至关重要，操作前旋开速度旋钮，操作后应立即关闭速度旋钮，防止软件操作过程中机器误动作发生撞针现象。
图１ 控制面板 收稿日期：２０２０－０２－２１作者简介：倪春杰（１９７０－），女，山东泰安人，教授，硕士．２ 探头的５个测针位置针对不同的待测机件，应选用不同的测针（即红宝石探头的不同位置）去接触零件。
探头的不同角度位置（如图２所示）规定如下：红宝石探针沿测杆朝下（沿－Ｚ方向测量）为测针１，朝后（沿＋Ｙ方向测量）为测针２，朝右（沿＋Ｘ方向测量）为测针３，朝前（沿－Ｙ方向测量）为测针４，朝左（沿－Ｘ方向测量）为测针５。
三坐标测量仪测量结果偏差较大的原因分析
三坐标测量仪是目前各种工业制造中普遍在使用的，一种高精密的测量仪器。
但是这种测量仪器在使用的过程中，会受到多种原因的限制，这样就会导致测量结果不够精准。
而测量的结果不够精密，就会直接的影响到工件制作的质量。
尤其对比较重要的工业制造中，比如说航天制造业，汽车制造业等。
第一、如果装夹的工件质量不过关，可以造成三坐标测量仪测量的结果偏差太大。
第二、如果被测量的工件的表面太粗糙，还有就是被测量的工件的表面上存在者较多的脏物，也会使三坐标测量仪的测量的结果偏差太大。
第三、如果是三坐标测量仪的相关的附件，连接的不正确，也是造成三坐标测量仪测量的结果偏差过大的主要原因。
第四、三坐标测量仪在使用的过程中，要经常性的进行测针校正这样的操作，如果测针校正的方法不对，或者是校正的结果不正确，也可以造成三坐标测量仪的测量的结果偏差过大。
第五、如果使用的测量的方法出现错误，也会造成三坐标测量仪的测量结果偏大。
所以，要想不出现测量的结果偏大的现象，就应该避免以上的现象的发生。
三坐标测量机的测量结果偏差过大的原因
三坐标测量机的测量结果偏差过大的原因
在使用三坐标测量机进行测量时，如果遇到测量结果偏差过大，那么请按以下方法进行问题排查。
三坐标测量机的测量结果偏差过大原因分析：
1.装夹工件不可靠。
2.工件表面粗糙度过大或者工件表面附着脏物。
3.三坐标测量机附件连接不可靠。
4.进行测针校正。
5.测量方法错误。
三坐标测量机的测量结果偏差过大解决方案：
1.工件在测量时（尤其是质量较小的工件），应确保有夹具装夹，测量时不能有相对移动，这将有助于提高测量的准确性。
2.被测工件在测量前应先进行恒温处理，然后认真清理清洁被测物体表面，保证无赃物以及表面光洁度。
3.进行测量前确保所有附件连接的可靠性。
4.当更换测针进行测量时，请先进行三坐标测针的装配及校正，保证测量结果的可靠性。
5.合理正确的测量方案，将会有效的提高测量的准确性，请在测量前对被测方案进行合理性确认。
6.另外，由于环境条件因素也可引起测量误差，请在正确的环境下进行测量。
三坐标常见故障三
常见故障分析及维护措施1. 手动测量采“虚点”采“虚点”是指三坐标测量机在手动测量过程，未探测到被测件即采集到坐标点，这种点如果是近零件采集，且未及时发现并清除，将造成测量结果的失真，评价结果不可信。
三坐标测量机的数据采集由探测传感器完成，即俗称的“测头”，而采点的方式及灵敏度与测头类型有关。
应用最广的接触式测头，分为触发测头与扫描测头，常见的如“Ｒenishaw”公司的TP2、TP20、TP200 系列触发测头，SP600、SP25、SP80 系列扫描测头。
普遍现象是，采“虚点”多出现于灵敏度极高的TP200 测头。
1. 1 故障现象手动测量过程中，未探测到零件有“进点”，多数情况可通过操纵盒发出的采点声音被发现，手动清除后仍可进行后续测量。
然而，一旦出现了采“虚点”现象，其发生频次会不断增加，且多出现于同一轴。
1. 2 故障分析与排除此类故障之所以多出现于采用TP200 测头的三坐标测量机，与TP200 极高的探测灵敏度有关。
TP200 侧面自带有感应灯，三坐标测量机在移动过程，此灯有不同程度的闪烁，尤其在加速度大的运动起始阶段尤为明显，即使在静止状态，用外力振动三坐标测量机台面，也会出现测头灯闪烁。
由此可见，三坐标测量机自身的运动平稳性与周边环境的振动，都可能引起TP200 测头采“虚点”，因此需要从这两方面进行分析。
影响三坐标测量机运动平稳性的主要因素有，通往平衡气缸与各气浮轴承的压缩空气，以及各轴的传动机构。
首先，需要检查进气压力是否达到使用标准。
适当改变进气压力，用手感受设备在静止与运动过程是否有共振现象，如果改变压力可消除故障，即为“气振”原因。
此外，地面的振动也可能使设备产生共振，因此在三坐标测量机安装之初应该挖防振沟; 其次，检查平衡气缸的运行平稳性。
可手动上下推移Z 轴检查是否平衡松快，失衡时可通过自带的调节阀进行调节。
使用年限长久后，甚至需要拆下气缸作清洁保养;最后，需要重点检查各轴的传动部件，包括各轴的电动机、皮带、光杆、丝杆、无牙螺套等。
三坐标常见故障一
常见故障分析及维护措施三坐标测量机精度极高，一般可达0. 1 μm 级别，因此除了最基本的机械结构的稳定，还必须同时保证运动部件的平稳、探测系统的灵敏、计数系统的精准。
而三坐标测量机的多数故障，正是由于这几个方面发生异常。
当设备出现故障时，多数品牌的三坐标测量机会有错误提示或可通过软件进行自查，因此维修人员可针对掌握的信息进行故障排查与修理。
1 光栅计数系统故障三坐标测量机计数系统多采用光栅读数，由光栅尺与读数头2 部分组成。
光栅尺上有均匀排列的刻线作为长度基准，而读数头上有读数光栅以及光学器件，用于形成莫尔条纹及信号接收。
光栅尺与读数头分别安装于三坐标机测量机的固定台体或运动部件上，以此采集单轴运动的位移进行计数。
1.1 故障现象三坐标测量机在使用过程中发生频繁掉电( 伺服断开) ，往往只在某一单轴发生，手动推移各轴无卡滞等异常现象，重启控制器后可恢复加电，但经过故障轴同一位置时故障复现。
同时，三坐标测量机应用软件会提示相应的错误信息，或通过查询可得到相关提示，如海克斯康三坐标测量机，通过超级终端连接下位机，或者在测量软件“QUINDOS”的程序栏输入命令“CMTTCO”，连接到下位机，进入“TESTSOFT”进行故障信息查询。
选择“System Status”查看机器状态，将出现“X-Amplitude Error”的错误提示。
1. 2 故障分析与排除光栅计数类故障往往是由于计数信号弱引起的，因此首先检查光栅尺是否被污染。
可用干净的绸布或脱脂棉从光栅尺的一端往另一边轻轻擦拭，发现有明显脏污可多次擦拭，尤其注意掉电时读数头所指对的光栅尺位置。
确定光栅尺清洁后，须重启电控柜以保证错误消除。
当三坐标测量机所处环境油污、粉尘较多，尤其在南方湿度大的季节，光栅尺极易吸附油雾、水汽、粉尘并结晶，由此引发的故障极为常见; 其次检查读数头与光栅尺的距离与平行度。
当前三坐标测量机多采用“Ｒenishaw”新型光栅读数系统，间隙相对较大，为( 0. 75 ±0.1) mm，易于安装调试。
哪些原因会造成二手三坐标测量仪器结果有偏差？
哪些原因会造成二手三坐标测量仪器结果有偏差？
二手三坐标测量仪器是一种高精度的测量仪器，在实际使用中，会有许多操作要求与环境限制，这些如果不注意，就会影响测量精度和测量结果，那么二手三坐标测量仪器结果偏差的原因有哪些呢？
1、装夹工件质量不过关，部件质量问题会直接影响测量结果。
2、被测量的工件表面太粗糙，如：由较多的脏物或表面极不平整，会导致二手三坐标测量仪器结果偏差大。
3、二手三坐标测量仪器的相关的附件连接的不正确，是造成二手三坐标测量仪器的误差过大的最主要原因，因此注意按照正确的方式连接各部件。
4、操作过程中使用的测量方法不正确，也是造成测量结果偏差的一
重要原因。
5、测量室的温度、湿度如果达不到测量要求的平和度，不仅对影响测量结果，还会损伤机器。
6、二手三坐标测量仪器在使用时常常需要进行测针校正，如果如果测针校正的方法不对，或是校正结果不正确，二手三坐标测量仪器的测量结果也会有偏差。
总之，因此操作时要注意，正确的操作二手三坐标测量仪器是测量结果正确的保证，每一步的操作都要注意正确步骤。
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关于三坐标测量机的九个常见问题
一、什么是三坐标测量机？
我们通常所说的三坐标测量机是指：通过探头系统与工件的相对移动，探测工件表面点三维坐标的测量系统。
它的英文名称为
COORDINATE MEASURING MACHINE简称（CMM），又称三坐标测量仪或三次元。
二、环境温度对三坐标测量仪的测量结果影响大吗？
三坐标测量机是集光、机、电、计算机及控制技术于一身的复杂的测量系统，因此影响其测量结果不确定的因素较多，但对于中、小型坐标来说，环境温度偏离标准测量温度（20℃）是影响其测量结果不确定度的主要因素。
为了使三坐标能够测出准确的结果，应将环境温度严格地控制在坐标机说明书要求的范围内。
二、三坐标测量仪需要进行哪些项目的校准？复校间隔多长？
目前三坐标的校准依据是JJF1064-2000《坐标测量机校准规范》，规范中规定校准项目是：长度测量示值误差和探测误差。
建议复校间隔一年。
三、三坐标测量仪需要进行哪些项目的校准？复校间隔多长？
目前三坐标的校准依据是JJF1064-2000《坐标测量机校准规范》，规范中规定校准项目是：长度测量示值误差和探测误差。
建议复校间隔一年。
四、三坐标测量仪何时需要校准21项误差？
21项误差是三坐标坐标机准确度的基础，其校准是比较复杂的。
规范中虽未列入，但在以下情况，21项误差的校准是必要的：新机验收时；长度测量误差校准结果超差时；坐标机搬动后；坐标机修理后。
五、校准三坐标测量机需要哪些设备？
校准三坐标需要的标准器有：相应等级的尺寸至1000mm量块；激光干涉仪；电子水平仪；方角尺；标准球等
六、什么是5D激光干涉仪？
5D激光干涉仪是美国API公司专为数控机床和坐标机的检测而设计生产的激光干涉仪。
与其它激光干涉仪相比，它突出的特点是：一次安装调整可同时测量定位误差、两个方向的直线度误差和两个方面和角度误差。
通过转向棱镜，还可测量三个轴相互之间的垂直度。
配上电子水平仪就可以测量滚摆。
从而轻松完成21项误差的测量
七、什么是三坐标测量仪的21项误差？
三坐标有三个可运动的轴，每个轴都有1项定位误差、5项几何误差。
几何误差包括：两个方向的直线度误差、两个方向的角度误差。
三个轴共有18项，加上三个轴相互之间的垂直度，共有21项误差。
这21项误差是坐标机测量结果不确定度的另一主要因素
八、三坐标测量机的探测系统对测量结果有影响吗？
我们知道，三坐标在测量时，是由探头接触被测工件后发出信号，再由控制系统和计算机把测头此时的坐标位置采集下来，而后进行必要的计算，得出我们所需要的测量结果。
目前大部分坐标机的探头都是开关型的，其设计原理导致其在不同位置进行探测时开关接触点不同，由此带入了探测误差。
这项误差对坐标机测量结果不确定度有直接影响。
因此，希望这项误差越小越好。
九、有关三坐标的计量检定？
依据JJF1064-2000，建议客户进行长度测量示值误差、探测误差和工作台平面度的校准长度测量示值误差在沿X、Y、Z三个轴的方向上四个空间对角线方向上，共105点。
客户也可选择用5D激光干涉仪进行单轴示值误差校准，用量块进行空间对角线示值误差校准。
用三坐标的探头对标准球进行不同方位的25点测量，记录25点的坐标。
用全部25个测量值计算出最小二乘球的中心，25个测量点到球心坐标的距离差的最大值即为探测误差
用坐标机的平面测量程序测量坐标机自身工作台的平面度，测量点25-49点。
当客户需要进行21项误差校准时，需事先声明，将在上述方案的基础上加测21项误差。
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