纳米三坐标测量机的精度设计
三坐标测量机的精度如何选择
三坐标测量机是高精度测量仪器，其精度也分为多种。
那应该如何选择呢？一、测量需求方面考虑每一台三坐标测量机都有自己的测量不确定度，精度再高的测量机也不可能测量出被测产品的真值，而作为生产厂家能够做到的就是使得测量示值与产品真值尽可能的接近，越接近，那么测量机的精度也就越高。
那么到底要接近到什么程度才能满足我们实际需求呢？● 最低要求：就目前来说，一般要求测量机的精度不能大于被测产品公差要求的1/3，这是当前最低限的要求，要就是说，假如我们要测量的产品的公差要求为0.03mm，那么三坐标测量机的精度不能低于0.01mm。
● MSA要求：目前很多工厂都需要进行MSA(测量系统分析)，以保证测量系统对整个生产过程的满足，在MSA里面，规范要求测量仪器的精度不能大于被测产品公差要求的1/10。
也就是说，假如我们要测量的产品的公差要求为0.03mm，那么三坐标测量机的精度不能低于0.003mm。
当然，这个要求对于一些企业来说较为苛刻，甚至不能进行实现。
比如慢走丝设备，其加工精度大约为0.003mm，如果根据MSA法规来选择测量设备的话，那么我们需要0.0003mm精度的测量设备，这是非常难实现的。
● 综合考虑：那么我们在确定测量机精度的时候就要在上面两种情况中选择其一种，而更多的情况是选择两者的中间的某一个位置来确定精度。
也就是说我们假如我们要选择的精度为E，产品要求公差为D，则0.1D ≤ E ≤0.33D就可以了。
二、投入成本方面的考虑三坐标测量机的价格是由多方面决定的，在不考虑服务等因素的前提下，一般来说精度越高价格越贵，量程越大，价格越贵。
企业生产，都是以盈利为目的，因此资金投入的时候我们要考虑性价比问题。
当精度在3um与2um之间进行变化时，价格基本变化不大；当精度在2um与1.5um之间进行变化时，价格变化稍微剧烈了一些；当精度在1.5um与1.0um 之间进行变化时价格变化更加迅速，而当精度小于1um时，价格变化已经变得非常的快了。
高精度三坐标测量机设备工艺原理
高精度三坐标测量机设备工艺原理什么是三坐标测量机？三坐标测量机，又称为三坐标检测仪，是一种用于测量和评估复杂物体形状和尺寸的仪器。
它具有测量精度高、量程广、自动化程度高等特点，被广泛应用于机械制造、汽车、航空航天、电子、医疗器械等领域。
在三坐标测量机中，采用坐标系来定位和测量工件。
坐标系是在三维空间中坐标轴构成的，通常由三个互相垂直的轴线构成，分别称为X 轴、Y轴、Z轴。
根据测量要求，三坐标测量机可以通过移动台面、移动探测器或旋转探测器来实现在三维坐标系中对工件的测量。
高精度三坐标测量机的工艺原理高精度三坐标测量机由计算机、控制系统、测量传感器、测量平台等组成，其工艺原理主要分为以下几个方面。
1. 精确测量传感器高精度三坐标测量机的核心部件是精确测量传感器。
传感器的作用是将工件表面的形状和尺寸变化转化为电信号，然后经过计算机处理，输出经过处理的信号作为测量结果。
根据测量需求，不同的传感器有着不同的测量原理和测量精度。
目前，常用的测量传感器有激光测量头、光学测量头、触摸测量头、扫描式光学测量头等等。
不同的传感器在测量方法、使用条件和测量精度上有着各自的特点和优缺点，需要根据具体的测量任务来选择。
2. 精细的平台和导轨高精度三坐标测量机的测量平台和导轨是保证其高精度、高稳定性的关键部件。
在精细的平台和导轨的支持下，测量传感器可以平滑移动和旋转，且不会因为受到外界干扰而造成测量误差。
通常情况下，测量平台和导轨中都使用了高精度的滚珠和导轨线，并对其加以优化和精细调整，以达到最佳测量精度和稳定性。
3. 先进的数据处理技术数据处理是高精度三坐标测量机的另一个重要方面。
在测量完成后，三坐标测量机可以通过计算机软件对测量结果进行数据处理和分析。
处理方法主要包括统计学方法、拟合方法、滤波方法等。
不同的处理方法和处理算法，可以对测量数据进行不同形式的处理，从而得到不同的数据结果。
处理数据时应特别注意对误差的处理和评估，除了对测量误差进行修正，还需要对各种误差源进行分析和评估，以确定其误差来源和贡献度。
纳米三坐标测量机的误差分析与分离
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关 键词 ： 纳米三坐标测量机； 误差源分析； 三光束平面干涉仪； 误差分离 中图分类 号 ：Ｈ ４ Ｔ ７１ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： ７ — ０８２ １）３ ０３ — ５ １ ２ １ （００ ０ — ０６ ０ ６ ９
Ａｎ ｌｓｓ ａ ｄ Ｓ ｐ ｒ ｔｏ ｆＮａ ｏ— ＣＭＭ ｒ ｒ ａ ｙ ｉ ｎ ｅ ａ ａｉ ｎ ｏ ｎ ． Ｅｒｏ
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第３ ０卷 第 ３ 期 ２１ ０ ０年 ９月
安徽理 工大学 学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊｕｎｌ ｆ ｎ ｕ Ｕ ｉ ｒｔ ｆ ｃ ｎｅａｄＴ ｃｎｌｇ（ ａｕａ Ｓｉｎｅ ｏｒａ ｏ ｈｉ ｎ ｅｓｙｏ ｉ ｃ ｎ ｅｈｏｏｙ Ｎ ｔｒ ｅｃ ） Ａ ｖ ｉ Ｓｅ ｌｃ
Ｖ０ ． Ｏ Ｎｏ ３ １３ ． Ｓ ｐ． ０１ ｅ ２ ０
Ｉｓ ｕ ｅｔ ｏ ｉｎｅａｄＯ ｔ — ｌ ｔ ｎｃ ｎｉｅｒ ｇ Ｈ ｆ ｎ ｅ ｉ ｆ ｅｈ ｏ ｇ ， ｅ ｉ ｎ ｕ ２ ００ ， ｈｎ ） ｎｔ ｍ ｎ ｔ ｎＳ ｅｃ ｎ ｐｏ ｅｅ ｒｉ ｓ ｇ ｅｉ ， ｅｅ Ｕ ｖｒ ｔ ｏ ｃｎ ｌ ｙ Ｈ ｆ ｈ ｉ ３０ ９ Ｃ ａ ｒ ａ ｃ ｉ ｃｏ Ｅ ｎ ｎ ｉ ｉ ｓｙ Ｔ ｏ ｅＡ ｉ
三坐标精度测量机的工作原理和机械结构
工具技术
三坐标精度测量机的工作原理和机械结构
徐摘Biblioteka 刚费业泰李光柯
合肥工业大学
要： 开发了一种基于空间一维球列对称联系组合定标法的手提式三坐标精度测量机， 其系统由球列板、 滑 轨、 支架、 底座以及伺服驱动系统、 电气控制部分和数据处理软件组成。在准确已知球列上任意一对球心距偏差的 条件下， 可得到整个球列各球心距偏差， 再以该球列各球心形成的标准点列与测量机空间的点列进行对称组合比 较测量， 按最小二乘原理处理测量值， 可求得被测三坐标测量机被测空间点的误差， 再按通用的数据分解方法即可 得到坐标测量机几何结构的 !% 项误差。利用全组合对称联系使一维球列校正精度达到高精度水平， 同时由于球 列可在该校正装置的滑轨上移动， 使该装置可校正范围比球列本身的标准长度增加数倍。仅需在校正前对球板上 的一个球心距进行检测标定并作为标准量， 即可通过一次测量同时确定事先均未知的一维球列精度和三坐标测量 机精度， 使校正过程易于实现。此外， 校正装置无需严格按国家标准量值传递定期校正， 而可由使用单位利用已有 标准量和简单装置在使用前进行实时检测标定， 因此它对校正装置的长期稳定性无严格要求， 可降低对校正装置 的设计与制造要求。 关键词： 一维球列， 对称联系， 组合定标法， 三坐标测量机， 精度校正
!"#$%#&’( )$* +(%,)$#%)’ -."/%./"( 01 2%%/")%3 4,(%5#$6 7(8#%( 10" 4++9
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三坐标检定校准
三坐标检定校准三坐标测量机的测量精度和工作效率与测针的校准和选择紧密关联，在进行测量工作之前必须要合理的选择测针和对测针准确的校准，因为测针的测球有自己的尺寸，而测量零件的不同位置可能是用测球的不同位置去接触零件的，因此，测量的数据中含有测球自己的数值，而测针校准就是测量测球自己尺寸大小的过程。
特别是校准不同长度和位置的测针时测球校准结果球度误差的大小对测量结果的影响至关重要。
本文主要论述了三坐标测量机测针校准原理、校准注意事项以及合理选择三坐标测量机测针的原则。
三坐标测量机三坐标测量机测针校准的原理在测量采样过程中，当测针与被测件表面触碰时，测头系统就会有信号显示，作为测量的瞄准信号，进而通知计算机进行数据的采集，以得到得被测点的坐标值。
此外，由于测量机通过测头系统进行探测，得到的点位坐标值是测球中心的坐标值，为了获得被测工件的实际尺寸，还需加上或减去测球的动态直径值。
进入测头校准程序后，对标准球进行测量，测量方法与几何元素测量程序中的球的测量方法一样，当采点数量达到要求时，测量程序会自动对测量点进行计算处理，将处理后的测头校准结果，自动返回到测头校准对话框界面中。
在按下回车按键后，校准后的测头数据将作为修正值用于后续的应用数据处理中。
基准后的测头数据包括测头半径及球度误差还有测球中心相对于零号测头中心的坐标值。
三坐标测量机校准测针时需注意的问题①测前准备根据工件的测量范围以及需要测量的方向和位置，首先确定所需用的三坐标测量机测针组合，包括测针的直径、数量、方向和是否加装接长杆，尽量不在测量过程中更换测针。
②检测校准三坐标测量机测针校准时，应使所选测针在标准球的轴向最大直径处分别接触测量，以提高测针校准的准确度。
注意观察校准后测针的直径和校准时的形状误差，如果有较大变化，就需要查找原因。
需要进行6次以上的校准，观察其校准结果的重复性数据，以统计原理求出标准偏差进行分析。
③重复校准单个测针位置校准，需要观察测针直径和球度误差，三坐标测针直径应与平时校准相近且重复性好，球度误差也小，多个测头位置校准时，除要观察以上结果外，还要用校准后的各个位置的测针测量标准球，观察球心坐标值的变化，数值应与示值误差或探测误差相近。
三坐标检定校准
三坐标检定校准三坐标测量机的测量精度和工作效率与测针的校准和选择紧密关联，在进行测量工作之前必须要合理的选择测针和对测针准确的校准，因为测针的测球有自己的尺寸，而测量零件的不同位置可能是用测球的不同位置去接触零件的，因此，测量的数据中含有测球自己的数值，而测针校准就是测量测球自己尺寸大小的过程。
特别是校准不同长度和位置的测针时测球校准结果球度误差的大小对测量结果的影响至关重要。
本文主要论述了三坐标测量机测针校准原理、校准注意事项以及合理选择三坐标测量机测针的原则。
三坐标测量机三坐标测量机测针校准的原理在测量采样过程中，当测针与被测件表面触碰时，测头系统就会有信号显示，作为测量的瞄准信号，进而通知计算机进行数据的采集，以得到得被测点的坐标值。
此外，由于测量机通过测头系统进行探测，得到的点位坐标值是测球中心的坐标值，为了获得被测工件的实际尺寸，还需加上或减去测球的动态直径值。
进入测头校准程序后，对标准球进行测量，测量方法与几何元素测量程序中的球的测量方法一样，当采点数量达到要求时，测量程序会自动对测量点进行计算处理，将处理后的测头校准结果，自动返回到测头校准对话框界面中。
在按下回车按键后，校准后的测头数据将作为修正值用于后续的应用数据处理中。
基准后的测头数据包括测头半径及球度误差还有测球中心相对于零号测头中心的坐标值。
三坐标测量机校准测针时需注意的问题①测前准备根据工件的测量范围以及需要测量的方向和位置，首先确定所需用的三坐标测量机测针组合, 包括测针的直径、数量、方向和是否加装接长杆，尽量不在测量过程中更换测针。
②检测校准三坐标测量机测针校准时，应使所选测针在标准球的轴向最大直径处分别接触测量，以提高测针校准的准确度。
注意观察校准后测针的直径和校准时的形状误差，如果有较大变化，就需要查找原因。
需要进行6 次以上的校准，观察其校准结果的重复性数据，以统计原理求出标准偏差进行分析。
③重复校准单个测针位置校准，需要观察测针直径和球度误差，三坐标测针直径应与平时校准相近且重复性好，球度误差也小，多个测头位置校准时，除要观察以上结果外，还要用校准后的各个位置的测针测量标准球，观察球心坐标值的变化，数值应与示值误差或探测误差相近。
精密仪器课程设计三坐标
精密仪器课程设计三坐标一、教学目标本节课的学习目标主要包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握三坐标的定义、原理和应用；技能目标要求学生能够熟练操作三坐标测量仪器，并进行简单的数据处理；情感态度价值观目标则在于培养学生对精密仪器的兴趣和好奇心，提高他们的科学素养。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括三坐标的基本概念、工作原理和应用。
首先，介绍三坐标测量仪器的结构和工作原理，通过实物展示和图解让学生直观地理解三坐标的概念。
然后，通过实例分析，让学生了解三坐标在工程制造和质量控制中的应用。
最后，结合实验，让学生亲自动手操作三坐标测量仪器，加深对三坐标的理解。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法。
首先，通过讲授法，向学生传授三坐标的基本知识和原理。
其次，通过讨论法，让学生分组讨论三坐标在实际工程中的应用，激发学生的思考。
再次，通过案例分析法，分析具体实例，使学生更好地理解三坐标的使用。
最后，通过实验法，让学生亲身体验操作三坐标测量仪器的乐趣，提高他们的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将选择和准备以下教学资源。
首先，教材《精密仪器》相关章节，作为学生学习的基础资料。
其次，参考书和学术文章，为学生提供更多的学习资料。
再次，多媒体资料，如教学视频和图片，以直观的方式展示三坐标的工作原理和应用。
最后，实验设备，如三坐标测量仪器，为学生提供亲自动手操作的机会。
五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
评估主要包括平时表现、作业和考试三个部分。
平时表现主要考察学生的课堂参与度、提问回答和团队协作等方面；作业则通过布置相关的练习题和项目任务，检验学生对知识的掌握和运用能力；考试则是对学生综合运用知识的能力进行评估。
通过这些评估方式，可以全面反映学生的学习成果，激发他们的学习动力。
六、教学安排本节课的教学安排将分为两个阶段进行。
三坐标测量机测量方案设计
三坐标测量机测量方案设计1.零点和标定：在进行测量之前，需要对三坐标测量机进行零点和标定。
零点校准是将测量机的坐标系原点与实际工件的坐标系原点对应起来，以确保测量结果的准确性。
标定可以分为线性标定和非线性标定，线性标定用于消除测量机的定位误差，非线性标定用于消除测量机的长度变形误差和非直线性误差。
2.测量方向和路径：在设计测量方案时，需要确定测量的方向和路径。
测量方向通常分为X、Y和Z轴方向，根据工件的几何形状和测量要求确定具体的测量方向。
测量路径应该尽可能使用直线或圆弧路径，以最小化测量误差，并确保测量结果的稳定性和可靠性。
3.测量策略：根据实际测量需求，选择合适的测量策略。
常见的测量策略包括点测量、线测量、面测量和体测量。
点测量适用于测量工件的尺寸和位置；线测量适用于测量直线或圆弧的尺寸和位置；面测量适用于测量平面的尺寸和位置；体测量适用于测量体积和形状的尺寸和位置。
4.数据处理和分析：在测量完成后，需要对测量数据进行处理和分析。
数据处理包括数据滤波、数据平滑和数据校正等。
数据分析可以使用统计方法和图形方法，例如均值、方差和标准差分析，以评估测量结果的准确性和稳定性。
5.报告生成和记录：根据测量结果生成测量报告，并进行记录。
测量报告应包括测量结果、误差分析、测量方法和测量仪器的相关信息。
记录测量数据可以使用电子表格或数据库，以便后续的数据分析和查询。
除了以上几个方面外，还需要考虑实际的生产环境和测量要求。
例如，工件的材料、尺寸和形状会影响测量的精度和稳定性；测量时间和测量精度之间存在一定的权衡关系，需要根据实际情况进行选择；测量环境的温度和湿度等因素也会对测量结果产生影响，需要进行相应的校正和补偿。
综上所述，设计三坐标测量机的测量方案需要考虑多个方面，包括零点和标定、测量方向和路径、测量策略、数据处理和分析、报告生成和记录等。
只有在充分考虑到这些因素的情况下，才能设计出高精度和可靠性的测量方案。
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*国家自然科学基金重大国际合作研究项目(项目编号:50420120134)收稿日期:2005年11月纳米三坐标测量机的精度设计*王 琦 陈晓怀 杨洪涛 金飞翔合肥工业大学摘 要:利用现代精度设计思想,根据纳米三坐标测量机的结构设计,分析了影响其精度的各项误差源,提出所需检定仪器的具体技术指标;根据给定的精度指标设计合理的精度分配方案,精度设计的结果满足纳米三坐标测量机的测量精度要求。
关键词:纳米三坐标测量机, 精度设计, 误差源分析Accuracy Design of Nano C MMWang Qi Chen Xiaohuai Yang Hongtao et alAbstract:The error sources affecting precision of the Nano C MM are analyzed,and the needed nanometer level calibrating instruments technical index are put forward by usi ng advanced accuracy design philosophy and the structure design of Nano C MM. The reasonable error distributing design are done according to the given accuracy target and the result of accuracy design can meet the required measur i ng accuracy of the Nano C MM.Keywords:Nano C MM, accuracy design, analysi s of error sour ce1 纳米三坐标测量机的工作原理和结构三坐标测量机具有很大的通用性与柔性,从原理上讲它能测量任何工件的任何几何元素的任何参数[1],尤其适用于测量箱体类零件的孔距、面距以及模具、精密铸件、汽车外壳、发动机零件、凸轮和飞机型体等带有空间曲面的复杂工件。
本文研究的是用于纳米级测量的三坐标测量机(见图1、图2),这种三坐标测量机以正交坐标系为基础,由机台、工作平台、精密滑动导轨、压电陶瓷线性马达和一维平面光栅尺、Z轴和测头组成,可实现微纳米三维内外尺寸及表面形貌测量。
在考虑机械结构热平衡、力平衡和有限元优化的基础上进行机台设计,可使机台变形引起的测量误差达到最小。
由工作平台、压电陶瓷马达、精密导轨和纳米级测量精度一维平面光栅组成纳米级二维定位平台,为解决传统的两维纳米定位平台因单边驱动另一边感测导致的阿贝误差问题,XY工作平台采用了共平面运动、力平衡和热平衡设计理念。
一维平面光栅安装在工作平台两侧,被测物体安放在定位平台上,压电陶瓷线性马达驱动工作平台带动被测物体进行水平面内X、Y方向移动,移动距离由一维平面光栅测得;Z轴测头为非接触式激光测头,Z向移动距离由激光读取,从而获得被测点三维坐标值。
整台测量机放置在控温精度为0 1 的恒温箱内,工作平台、精密滑动导轨和Z轴由低热膨胀系数材料铟钢制作,机台桥架、台面为花岗岩制作。
该机测量范围:20mm 20m m 10mm;单轴测量精度[2]:X、Y轴为30nm,Z轴为10nm。
图1 三坐标测量机结构图图2 共平面XY平台结构图2 影响纳米三坐标测量机精度的误差源分析三坐标测量机的测量精度取决于光栅系统误差、阿贝误差、导轨线值误差、导轨垂直度误差、热变712006年第40卷 7形误差、测头瞄准误差、动态误差、软件误差等因素的综合作用[3],必须全面分析这些误差来源。
(1)光栅系统误差 1共平面XY定位平台由平面光栅和压电陶瓷马达组成闭环定位系统进行精确定位,故光栅示值误差成为测量机定位误差的主要来源。
由于光栅测量是以实物作测量基准,虽然采取了许多措施,但在加工、装配、调整、信号处理等众多环节中仍有许多误差因素不可避免。
如光栅基体和刻线材料本身光学性质的不均匀性、导轨直线性误差引起的光栅副间隙改变、环境条件变化等使得实际的莫尔条纹信号相对于理想信号有偏离且在全量程上是变化的,很难保证正、余弦信号的等幅、等高、正交及全程稳定,导致系统细分误差很大,难以满足纳米级测量的需要[4]。
(2)阿贝误差 2X Y定位平台考虑了共平面运动、机械结构力平衡、热平衡等精度设计理论,但因采用一维平面光栅,且光栅安装在工作平台侧面,在水平和垂直方向均存在违阿贝距离和阿贝误差。
(3)测头系统误差 3测头瞄准误差引起的不确定度由测头瞄准的重复性误差和稳定性误差决定,在各个方向均匀分布,故三个方向的测头瞄准误差相等。
(4)温度误差 4此三坐标测量机精度较高,温度误差是一个不能忽视且对精度影响较大的误差源,主要由光栅尺和被测件膨胀系数不一致引起。
(5)其它误差 5影响三坐标测量机精度的误差还有软件误差、动态测量误差以及其它未考虑误差。
3 纳米三坐标测量机的精度设计3 1 等作用原则的精度初步设计依据上述分析结果,按照系统结构尺寸和系统单轴测量精度的要求,结合现有高精度误差修正方法和仪器,对三坐标测量机进行合理的精度设计。
由于X、Y方向的测量范围、结构形式、误差来源和精度要求相同,故两个方向的精度设计方法相同。
按照等作用原则和测量系统单轴测量精度30nm的要求,利用方和根法求得每个误差源的测量误差1= 2= 3= 4= 5=9005=13 4nm(1) Z轴采用非接触式激光测头,Z方向没有光栅系统误差以及因光栅尺和被测件膨胀系数不一致引起的温度误差。
但Z轴有因X、Y导轨俯仰角引起的两个误差分量。
按照等作用原则和测量系统单轴测量精度10nm的要求,利用方和根法求得每个误差源的测量误差21= 22= 3= 5=1004=5nm(2)因按等作用原则分配精度可能会出现不合理的情况,必须对测量误差重新分配与调整。
3 2 X,Y方向精度设计(1)光栅系统误差主要是光栅示值误差,可利用高精度双频激光干涉仪标定光栅误差,误差源是激光干涉仪的测量误差和测量重复性误差。
双频激光干涉仪测量误差为5nm,重复性为5nm,故光栅系统误差为1(X)= 1(Y)=52+52=7nm(3)(2)阿贝误差主要取决于导轨的俯仰角误差和测量点到平面光栅的距离。
X轴测量线至X轴光栅刻划中心线距离为35mm,工作台表面至X轴光栅刻划中心线的垂直距离为10mm。
分离导轨俯仰角的光电自准直仪的精度为0 1 ,重复性为0 1 ,故阿贝误差为 2(X)= 2(Y)=2 [(0 1 4 8 10)2+(0 1 4 8 35)2]=24 7nm(4)取 2(X)= 2(Y)=25nm。
(3)测头系统误差主要取决于测头瞄准的重复性误差,根据实际要求测头瞄准的重复性误差为4nm,稳定性误差为4nm,故测头系统误差为3(X)= 3(Y)=42+42=5 7nm(5)取 3(X)= 3(Y)=6nm。
(4)温度误差温度误差分布较复杂,难于修正,只能选择合适的测量机材料和导轨结构尺寸,控制温度偏差来控制,根据实际要求温控箱的温度偏差为0 1 ;被测件与光栅尺的膨胀系数差不超过4 10-6/ ,温度测量误差不超过0 02 ,温度测量分辨率0 01 ,故温度误差为4(X)= 4(Y)=(0 1 4 20)2+(0 02 4 20)2=8 2nm(6)取 4(X)= 4(Y)=9nm。
(5)其它误差这部分误差一般难以修正,且有些是未知误差源,故分配一个总体精度72工具技术4(X)= 4(Y)=5nm根据上述精度设计结果,X 、Y 方向的测量误差为(X )= (Y)=72+252+72+92+52=28 8nm<30nm(7)3 3 Z 方向精度设计Z 方向精度设计与X 、Y 方向类似。
新增了X 、Y 导轨俯仰角引起的两个误差分量,可用光电自准直仪分离,但要求其测量精度不低于0 05 ,重复性不超过0 05 ,不确定度分量为21= 22=(0 05 4 8 10)2+(0 05 4 8 10)2=3 4n m(8)取 =4nm, 3(Z )=6nm, 4(Z )=5nm,根据上述精度设计结果,Z 方向误差为(Z )=62+42+42+52=9 6nm<10nm(9)三个方向精度分配方案均满足精度指标要求。
4 结论根据Nano C MM 的工作原理与实际结构,从理论上全面地分析了误差来源,并对测量机进行合理的精度设计,提出所需标定仪器的精度要求。
该精度设计方案切实可行,满足测量系统精度的要求,为指导测量机的结构和精度设计、进行误差修正实现Nano C MM 的测量精度要求提供了扎实的理论基础。
该结论也可用于具有类似结构的精密机械空间测量精度分析与修正。
参考文献1 张国雄.三坐标测量机.天津大学出版社,1999,5232 费业泰.误差理论与数据处理.机械工业出版社,2000,82-833 钟振周,叶赐周,梁瑞方.精密机械空间误差量测与补偿.台北:全华科技图书股份有限公司,20044 余文新,邹自强,胡小唐.光栅纳米测量中的实时动态误差修正方法研究.仪器仪表学报,2001(6):63~64第一作者:王琦,硕士研究生,合肥工业大学仪器科学与光电工程学院,230009合肥市*安徽省教育厅自然科学基金资助项目(项目编号:2005kj037)收稿日期:2005年10月基于Lab VIEW 的数控轧辊车床车刀检测系统陶兆胜1杨文果21安徽工业大学 2安徽马钢第二轧钢总厂摘 要:讨论了车刀材料、几何参数和切削用量对车削过程切削力的影响;开发了基于Lab VIEW 的数控轧辊车床车刀实时检测系统;提出了利用该系统检测数据改进刀具设计与切削工艺的实例。
关键词:数控轧辊车床, 车刀, Lab VIE WTesting System of Lathe Tool of C NC Roller Lathe Based on Lab VIEWTao Zhaosheng Yang WenguoAbstract:The influences of the material and geometric parameters of the lathe tool and the cutting parameters on the cutting force in turning are discussed.The testi ng system of lathe tool of CNC roller lathe based on Lab VIE W is designed and the example that the tool design and the turning process are improved with the testing data of the system is presented.Keywords:CNC roller lathe, lathe too, Lab VIEW1 引言在数控轧辊车床加工轧辊工件的过程中,刀具的磨损非常严重。