三坐标测量机测量误差分析及补偿方法的研究
三坐标测量机测量误差分析及补偿方法的研究
发表时间：
2019-07-03T11:27:05.697Z 来源：《防护工程》2019年第6期 作者： 林强
[导读] 让测量人员了解三坐标测量过程中的误差来源及如何消除误差,使测量值更接近于实际值,具有较强的工程实践意义。
中车沈阳机车车辆有限公司
辽宁省 沈阳市 110142
摘要：20世纪60年代初,三坐标测量机(CoordinateMeasuringMachine,简称CMM)首次面市,这是一种精密的高效测量仪器。三坐标测量
级的技术基础是计算机
,数控,电子技术的极大发展。需求来源是由于数控机床以及零件形状复杂化而产生的配套测量设备的需求。时至今
日
,三坐标测量机已经由简单的配套设备转变为加工控制设备。在现如今的航天航空、汽车、机加工等行业中被广泛应用。已成为现代工业
检测和质量控制不可缺少的测量设备。因此
,使用好CMM,使其在生产中发挥其应有的作用,显得至关重要。测量误差在工程实践中不可避免,
让测量人员了解三坐标测量过程中的误差来源及如何消除误差
,使测量值更接近于实际值,具有较强的工程实践意义。
关键词：三坐标测量机；测量误差；补偿方法
作为精密测量仪器
,三坐标测量机在产品设计、加工制造、检测等领域得到广泛的应用与推广。但在实际的测量过程中,仍然会有测量误差的
产生
,如测头测针磨损、测量路径选择不当等因素。因此,分析误差源并采取合适的补偿方法,是提高测量精度行之有效的途径。
1
三坐标测量机误差分类
根据误差特性的不同,可将误差分为准静态误差和动态误差。准静态误差是指由于外界因素和自身结构引起的误差,而动态误差引起的
原因是多方面的
,会随时间变化而变化。
2
三坐标测量机误差源分析
2.1
准静态误差源分析
三坐标测量机静态误差的原因是多方面的,如测量环境的温度、湿度、振动、机导向机构的运动、测头磨损,以及测量方法等不确定因
素造成的。
2.2
动态误差源分析
三坐标测量机是一个由机体、驱动部分、控制系统、导轨支承、侧头部分、计算机及软件等组成的整体。测量速度会随着测量任务的
变化而经常性的变化
,在测量过程中,会受到较大的惯性力。由于三坐标测量机的运动部件和导轨是弱刚度性,因此运动部件会在惯性力的作
用下产生偏转
,测针会偏离正交位置并产生动态误差。
由于三坐标测量机的导轨支承的运动精度会随着三轴的移动速度变化而变化,在此过程中会伴随着测头接触力、测头等效半径和冲击力
的变化
,导致三坐标测量机的移动速度和逼近距离产生偏差,动态误差随之产生。
3
三坐标测量机误差补偿方法
3.1
三坐标测量机温度补偿方法
三坐标测量机温度补偿主要由三部分组成:标温下结构参数标定、温度实时采集系统和误差补偿系统。首先测量机利用自身系统获得标
准温度下的结构参数
,并作为标准结构参数。温度采集系统将采集到的实时温度与当前环境下的温度进行对比和计算,将温度偏差值按照温度
热变形误差公式进行实时补偿
,反过来,提高了三坐标测量机的测量精度。
3.2
动态误差补偿方法
3.2.1
软件修正法补偿
根据三坐标测量机的动态误差产生时间节点不同,可分为实时误差与非实时误差。实时误差的补偿方法是对现场的误差数据即时地进行
误差补偿
,这种方法误差修正精度较高,但需要系统具有伺服驱动,成本较高。非实时误差补偿是对系统采集到的误差数据进行分析校正,这种
方法成本低
,应用较为广泛。本文采用软件修正的方法对三坐标测量机的动态误差进行非实时误差补偿。该软件使用三次样条原理对误差进
行插值计算
,并绘出误差曲线图。根据样条函数理论,离散误差点样条函数的节点即是误差点,在三次样条函数拟合后,可以得到误差曲线的模
型
,拟合精度高,适用性强。
3.2.2
测量力误差补偿
测量机在测量过程中,由于受测量力的影响会产生弯曲变形,导致测杆偏离测量理论准确位置,导致测量误差的产生。根据三坐标测量机
测头和测杆的结构
,建立测杆的弯曲变形模型。
分析上述模型,可得到测量力对测量杆产生的横向位移ωY和压缩ωZ,其计算公式：
根据上式可得到测量力与横向位移、压缩位移的关系。根据上述关系,可按照测量力的大小对测杆的横向位移和压缩位移进行补偿。
3.3
确保测头校正的准确性
测头校正的目的，是校正出测杆的红宝石球的直径，进行测量点测头修正，并得出不同测头位置的位置关系。在测头校正时，产生的
误差，将全部加入到测量中去。因此，要保证头校正的准确。使用不同测头位置时，在校正完所有测头位置后，要通过测量标准球球心点
坐标的方法，来检查校验精度。如果对测量精度的要求比较高，需要重新校正测头，以确保数值精确。
3.4
采取正确的测量方法
三坐标测量仪的测针，越短越好。根据测量经验，测针越短，测量结果越准确。对于比较精密的测量，一定要使用比较短的测针进行
测量。尽量的减少接头与长杆，也可以提高测量的精度。在使用三坐标测量仪进行测量的时候，要尽量的做到侧头的直径范围尽量的大。
因为使用三坐标测量仪进行测量，测头是最重要的一个测量配件，会直接的对测量的结果造成影响。
3.5
减小三坐标测量机测量同轴度误差
方法主要在于，首先，增大基准截面之间的距离。在测量基准元素时，如果增大第一截面与第二截面建的距离，则误差干扰的比例，
将相应减小；其次，如果被测工件截面较短，可采用变通方法，测直线度，来替代同轴度。实现方法为：分别在两个小圆柱上测量
n 个截
面圆，然后选取这
n 个圆的圆心，拟合一条三维直线，该直线的直线度，可近似替代同轴度。工作截面越短，此变通方法的效果越好，可
很方便地制作一个综合量规，来对该方法的准确性，进行验证。
4
安全问题的解决方法
4.1
提高工作人员的安全意识
各种安全事故的发生与人自我本身都有着或多或少的联系,如果相关工作人员具有足够高的安全意识及责任心,很多安全事故都是可以
提前发现隐患并予以消除的。在对设备运行过程中的监测维护过程之中
,应该培养工作人员对于维护安全问题的主观能动性,只有工作人员本
身具有这种能动性
,深刻认识到安全问题的重要性,以及安全隐患可能会造成的严重后果,才能做到在工作中毫不松懈,时刻仔细监测设备运行
状况
,及时发现问题并解决问题,将安全隐患及早排除。工作人员足够高的安全意识和责任心是维护系统和设备安全高效运行的前提,对安全
问题的重视是顺利开展工作最大的前提。
4.2
设备维护与维修
因为国家电网的电力系统自动化技术和相关的设备都是全天无休的运行的,这种长期处于运转中的状态必然会对设备产生有持续的损
耗
,而且运行过程中随时可能会出现异常情况和安全隐患问题,因此工作人员需要做好设备的日常监测维护与维修工作,每天的监测工作都不
能丝毫有所松懈
,必须要时刻关注记录设备系统的运行情况,不能忽视任何有可能造成安全事故的小问题或者异常现象;工作人员须填制好每
天的设备运行日志
,其中包括有设备发生的事故和障碍情况、维修情况、日常运行情况等,要对历史数据进行统计分析,以便在数据有异常的
情况下能够及时察觉并作出及时的反应和处理
;相关上级部门要严格监督设备检修维护的效率和质量,定期对日常维护维修的工作情况进行检
查和考核
,对其进行严格的验收,以督促相关工作人员保持高度重视的态度,认真的完成对设备的维护维修相关工作。
结论
三坐标测量机可以在计算机的控制下,完成复杂零件的测量,优点明显。但同时也具有其一定的局限性,从而带来误差。所以,我们需要能
够通过一些手段
,对系统性误差进行补偿,从而缩小误差范围对于过失误差,但对于非系统性误差,通常是由于测量过程中人为过失所致,应当通
过手段来避免。
参考文献
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李明,印祯民.三坐标测量机及其应用[J].机械工人,2017,(1):23-25.
[2]
李凯.三坐标测量机探针校准的误差分析[J].物理测试,2017,(4):38-40.
三坐标测量实验三坐标测量实验报告
三坐标测量实验三坐标测量实验报告三坐标测量实验报告实验一快速综合检验一、实验要求：1．根据教具给定测量需求确定测量方案2．对各几何要素尺寸,误差进行检测3．给出AUTOCAD三维视图（包括尺寸及形位误差标注）二、实验方案零件的具体结构确定：①确定各几何元素所须输出的参数项目测量课件的大致轮廓为方形，主要几何元素为平面，圆柱，圆柱孔和阶梯孔。
因此可选择测量件的三个垂直面建立空间直角坐标系。
需要测量的主要位置误差元素为同轴度。
②测头标定测量元素包括垂直方向的圆柱及水平方向的圆柱，因此需要标定垂直方向与水平面四个方向。
③根据零件确定测量基准选定模型的1，2，3面（如下页pro/e模型图所标注的面）为坐标系的三个基准面建立直角坐标系，并以1，2，3面作为测量基准。
三、实验步骤1．开机首先打开空气压缩机储气罐排水阀排水，然后依次开启空压机、冷干机和测量机气源，检查气压是否在0.4～0.5Mpa范围之内，如果不在此范围内则可通过气源调节阀调节。
再依次接通交流稳压电源、UPS电源、控制系统电源和计算机电源，启动WTUTOR 测量程序，屏幕出现SOI页面。
依次单击“电源”、“初始化”键，机器完成通讯和坐标初始化。
2．测量预备操作①测头标定。
在工作台上安装固定的基准球，标定测头。
②取下标准球，将测量课件水平摆放在工作台上，根据测量方案选取的三个相互垂直的面建立空间直角坐标系。
3．测量操作根据标定的几何元素进行直接测量、构造、元素间关系的计算、位置误差的检测、几何形状扫描等方法测出所需参数。
保存好测量的数据，测得数据见下页数据处理与CAD图形构建。
4．几何元素的计算打开“程序区”，调入参考坐标系及测量数据，选择“关系”，计算构建三维数据模型所需要的几何元素间的位置关系，并计算形位误差。
5．关机完成以上各步骤后，整个测量过程也就结束了。
三坐标测量机的关机顺序与开机顺序相反。
即首先“初始化”使测头停止在安全位置，其次关闭WTUTOR测量程序，再依次关闭计算机电源、控制系统电源、UPS电源、交流稳压电源，最后关闭气源系统。
基于三坐标测量机的位置度误差处理技术27
基于三坐标测量机的位置度误差处理技术摘要：简述了位置度误差测量的种类，测量误差分析，零件基准的建立、平移、旋转的处理过程。
关键词：位置度误差基准1.引言位置度测量是产品实现过程中常见的测量项目，常规测量位置度并进行误差处理相对复杂，不易操作，自从出现三坐标测量机之后，位置度误差处理相对容易了很多，也比较容易操作，本文主要从误差分析、基准调整等主要方面阐述了三坐标测量机测量位置度误差的处理技术。
为检验员测量零件，合理的进行补偿提供了依据。
2.基本术语及概念位置误差分为定向误差、定位误差和跳动误差。
根据定义，位置误差是指被测实际要素对一具有确定方向和位置的理想要素的变动量。
理想要素的方向和位置由基准和理论正确尺寸确定。
根据国家标准规定，由基准实际要素建立基准时，基准为该基准实际要素的理想要素，而理想要素的位置应符合最小条件原则。
本文仅叙述位置度误差，位置度误差一般分为四种情况。
2.1.点的位置度公差带是直径为公差值t，且以点的理想位置为中心的圆或球内的区域。
2.2线的位置度2.2.1给定方向上的位置度当给定一个方向时，公差带是距离为公差值t，且以线的理想位置为中心对称配置的两平行平面（或直线）之间的区域；当给定互相垂直的两个方向时，则是正截面为公差值t1*t2，且以线的理想位置为轴线的四棱柱内的区域。
2.2.2任意方向上的位置度公差带是直径为公差值t，且以线的理想位置为轴线的圆柱面内的区域。
2.3面的位置度公差带是距离为公差值t，且以面的理想位置为对称配置的两平行平面之间的区域。
2.4复合位置度孔的轴线必须分别位于直径公差值t1、t2 的两圆柱的重叠部分内。
3.位置度误差测量分析实际检验过程中，成组孔（或轴）的位置度测量应用较广。
测量机检测零件，采用的是坐标测量方法。
它比其它常规坐标测量方法要便捷、易操作。
按照零件上的加工基准，测量机可自动建立一个三维校正坐标系，把零件上各孔（或轴）的位置测量出来，并把位置度计算出来。
零阿贝误差的纳米三坐标测量机工作台及误差分析
ｎ ｍ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｖ ｅ ｒ ａ ｅ ｏ ｆ ｓ ｔ ｅ ｈ ｅ ｉ ｈ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｌ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｉ ｓ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ １ｎ ｍ． Ｔ ｈ ｅ ｇ ｐ ｇ ＣＭＭ ａ ｖ ｏ ｉ ｄ ｓ ｔ ｈ ｅ ｉ ｍ ａ ｃ ｔ ｏ ｆ ｖ ａ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ａ ｌ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ ｅ ｘ ｅ ｒ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｎ ａ ｎ ｏ － ｐ ｙ ｐ ， ， ｄ ｉ ｍ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ｅ ｓ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ ｌ ｔ ｈ ｅ ｉ ｍ ａ ｃ ｔ ｏ ｆ Ａ ｂ ｂ ｅ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ａ ｎ ｄ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｈ ｉ ｈ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ －ｐ － ｐ ｙ ｐ ｇ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ． ； ；Ａ ： Ｋ ｅ ｄ ｉ ｍ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｎ ａ ｎ ｏ ｓ ｔ ａ ｅ ｎ ａ ｎ ｏ Ｃ ｏ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ Ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｉ ｎ Ｍ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ（ ｎ ａ ｎ ｏ ＣＭＭ） ｂ ｂ ｅ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ － － － ｇ ｇ ｙ ； ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ｅ ｒ ｒ ｏ ｒ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ 种纳米 ＣＭＭ 工作 台 ， 其在三维测量方向上同时
ｏ ｒ ｒ ｅ ｓ ｏ ｎ ｄ ｉ ｎ ａ ｕ ｔ ｈ ｏ ｒ， Ｅ－ ｍ ａ ｉ ｌ： １ １＠ １ ６ ３． ｃ ｏ ｍ ｕ ｌ ＊Ｃ ｐ ｇ ｙ ｆ
三坐标报告解读
三坐标报告解读三坐标测量报告解读一、引言三坐标测量是一种精确测量工艺，广泛应用于工业制造、机械加工、模具制造等领域。
本报告将对三坐标测量结果进行解读，并分析其中的误差和改进措施。
二、测量结果我们对一件零件进行了三坐标测量，得到了如下结果：1. 点测量数据在点测量方面，我们先选取了五个关键点进行测量，得到了它们的坐标值。
通过测量数据可以看出，这五个点的坐标值与设计要求的数值基本一致，说明零件的加工工艺比较精确。
然而，在测量过程中，我们发现了一个问题：由于测头靠近较小的孔，测量结果存在一定的误差，这是由于测头的尺寸和形状限制造成的。
因此，在今后的测量过程中，我们应该避免靠近较小的孔进行测量。
2. 线测量数据我们还对零件的某一条直线进行了测量，并得到了其长度和直线度。
测量结果显示，该直线的实际长度与设计要求的长度存在一定的差距，超出了公差范围。
通过分析发现，这是由于测量中使用的测头尺寸太大，没有能够准确地测量出直线的实际长度。
因此，在今后的测量中，我们应该选择更小的测头，以提高测量精度。
同时，通过测量得到的直线度数据显示，零件的直线度在公差范围内，说明加工过程中保持了较好的直线度。
然而，我们还需要注意到，测量结果的直线度与设计要求的直线度存在一定的偏差。
这是由于测量中存在的一些系统误差造成的，包括三坐标测量机的定位误差和测头的非线性误差。
因此，在今后的测量中，我们应该采取一些措施来减少这些系统误差的影响，如定期校准测量机和使用更高精度的测头。
3. 面测量数据我们还对零件的某一个平面进行了测量，并得到了其平面度和平行度数据。
测量结果显示，零件的实际平面度和设计要求的平面度基本一致，说明加工过程中保持了较好的平面度。
然而，我们还需要注意到，测量结果的平面度与设计要求的平面度存在一定的偏差。
这是由于测量过程中的系统误差造成的，包括三坐标测量机的定位误差和测头的非线性误差。
因此，在今后的测量中，我们应该采取一些措施来减少这些系统误差的影响。
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。
三坐标校正误差计算公式
三坐标校正误差计算公式引言。
三坐标测量是一种常见的测量方法，广泛应用于工程测量、地质测量、建筑测量等领域。
在进行三坐标测量时，由于各种因素的影响，测量结果往往会存在一定的误差。
因此，对三坐标测量结果进行校正是非常重要的。
本文将介绍三坐标校正误差的计算公式及其应用。
一、三坐标校正误差的来源。
在进行三坐标测量时，误差的来源主要包括以下几个方面：1. 仪器误差，包括仪器的刻度误差、零点误差、非线性误差等；2. 环境因素，包括温度、湿度、大气压等环境因素的影响；3. 操作误差，包括人为的操作不当、测量时的振动等因素；4. 测量对象的特性，包括测量对象的形状、表面质量等因素。
以上这些因素都会对三坐标测量结果产生影响，因此需要对测量结果进行校正，以提高测量的精度和准确性。
二、三坐标校正误差的计算公式。
在进行三坐标校正时，需要先对测量结果进行分析，找出误差的来源，然后根据误差的来源选择相应的校正方法和计算公式。
下面将介绍一些常用的三坐标校正误差的计算公式。
1. 仪器误差的校正。
在进行三坐标测量时，仪器的误差是一个重要的影响因素。
对于仪器的刻度误差、零点误差、非线性误差等，可以采用以下公式进行校正：校正后数值 = 原始数值 + 误差值。
其中，误差值可以通过仪器的校准数据或者其他方法来获取。
2. 环境因素的校正。
环境因素对三坐标测量结果也会产生一定的影响。
对于温度、湿度、大气压等环境因素的影响，可以采用以下公式进行校正：校正后数值 = 原始数值 + 环境因素引起的误差值。
其中，环境因素引起的误差值可以通过环境监测仪器来获取。
3. 操作误差的校正。
操作误差是指在进行测量时由于操作不当、测量时的振动等因素引起的误差。
对于操作误差，可以采用以下公式进行校正：校正后数值 = 原始数值 + 操作误差值。
其中，操作误差值可以通过对操作过程进行分析和改进来获取。
4. 测量对象特性的校正。
测量对象的特性对测量结果也会产生一定的影响。
三坐标测量机示值误差测量结果的不确定度评定
通过计算结果估 计 ：
ｋ＝２ 参 考 文 献 【 ］ ］ Ｊ Ｊ Ｆ １ ０ ６ ４ — ２ ０ １ ０ ， 坐标 测 量 机校 准规 范． ［ ２ ］ Ｊ Ｊ Ｆ １ ０ ５ ９ ． １ — ２ ０ １ ２ ， 测量不确定度评定 与表示 Ｕ一（ ０ ． １ ３ ＋ ４ ／ ５ Ｌ ） ｍ
— — — — — 一
ｕ （ ｅ ｒ ） ＝ 、 Ｙ ／ 去 Ｊ Ｊ ∑（ ｉＲ ／ １ ． ６ ９ ） ＝ ０ ． ０ ２ Ｘ Ｉ ｍ
＝
１
４不 确 定 度 一 览 表 （ 表 ４）
（ Ｅ ） ＝√ （ Ｐ ｆ ） ＋Ｕ ２ （ Ｐ 口 ） ＋Ｒ ２ （ Ｐ ｆ ） － ｔ － Ｕ ２ （ ） ＋Ｕ ２ （ Ｐ ｗ ） ＋Ｕ ２ （ Ｐ ， ）
１ 概 述
测量依据 Ｊ Ｊ Ｆ １ ０ ６ ４ — ２ ０ １ ０ （ （ 坐标测量机校准规范》 ， 采用三等 大十 块量 块， 校准 三坐标测 量机 的示值 误差 时 ， 通过 比较 ５个不 同长度 尺寸 实物标准 器在测量空 间的 ７个不 同的方 向或 位置 的校 准值 和 指示值 ， 评价坐标测量机是 否符合规定 的最大允许示值误 差 ＭＰ Ｅ 。 每个 长度各测量 ３次 。对测 量值与尺 寸实物标准 器 的约定 真值之 差， 计算 每一尺寸测量的示值误差 Ｅ 。
８ ２ （ 口 ） ＝ Ｉ △ 一（ １ Ａ １ ｌ ＋ｌ Ａ ２ １ ） ｌ＝ ｏ ． ０ ７ ｘ Ｉ ｍ
３ ． ６测量 重复性引入的标准不确定度 ｕ（ 已 ｒ ） 重复 性的评价 按 ３ ５组 （ ｍ ＝ ３ ５ ） ３次（ ｎ ＝ ３ ） 重复 测量确定 合并样 本标准差 。设 ３ ５组测 量中 ， 每 ３组测量 的极差为 Ｒ ｉ ， 则 由重复性引 入的不确定度分量 为 ：
三坐标形位公差测量方法
三坐标形位公差测量方法一、引言三坐标形位公差测量是一种用于确定零件形状和位置误差的高精度测量方法。
它广泛应用于机械制造、航空航天、汽车工业等领域，能够保证零件在装配过程中的相互匹配和功能的正常运行。
本文将介绍三坐标形位公差测量方法的基本原理、测量步骤以及应用案例。
二、基本原理三坐标形位公差测量方法基于三坐标测量技术，通过测量零件表面的三维坐标数据，分析零件的形状和位置误差。
形位公差测量主要涉及到以下几个方面的内容：1. 基准框架：形位公差测量中使用的基准框架是一种具有已知几何形状和位置的参考物体。
它可以用来确定零件的基准面、基准点和基准轴，从而建立测量坐标系。
2. 坐标测量：通过三坐标测量仪器，对零件表面的关键点进行测量，获取其三维坐标数据。
这些测量数据将用于后续的形状和位置误差分析。
3. 形状误差分析：形状误差是指零件实际形状与理论形状之间的差异。
形状误差分析主要包括曲面拟合、曲率分析、拓扑分析等方法，用于评估零件的形状误差。
4. 位置误差分析：位置误差是指零件实际位置与理论位置之间的差异。
位置误差分析主要包括偏移分析、旋转分析、平行度分析等方法，用于评估零件的位置误差。
5. 公差计算：基于形状和位置误差的分析结果，可以进行公差计算。
公差是指在一定的容差范围内，允许零件形状和位置误差的最大值。
公差计算旨在确保零件在装配过程中能够满足设计要求，保证装配质量。
三、测量步骤三坐标形位公差测量一般包括以下几个步骤：1. 准备工作：准备好待测零件和基准框架，确保测量仪器的正常运行。
2. 建立测量坐标系：通过基准框架，确定零件的基准面、基准点和基准轴，建立测量坐标系。
3. 进行坐标测量：使用三坐标测量仪器，对零件的关键点进行测量，获取其三维坐标数据。
4. 形状误差分析：对测量数据进行曲面拟合、曲率分析等方法，评估零件的形状误差。
5. 位置误差分析：对测量数据进行偏移分析、旋转分析、平行度分析等方法，评估零件的位置误差。
机械零件应用三坐标测量的误差分析
◇ 高教论述◇
机械零件应用三坐标测量的误差分析
（ 珠海市技师学院
【 摘
付 琦 广东 珠海
５ １ ９ ０ ０ ０ ）
要】 机械零件生产一直是工业 中的一个重要 环节 ， 随着科技 水平的发展 ， 机械 零件 的精度越 来越 高， 而如何检测这些 高精度的零件 ，
３ ． 预 防机 械 零件 应 用 三 坐 标测 量 误 差 的措 施 分 析
机 械零 件加工 变得越 来越精细 ． 三坐标测量 的精度 也越来越高 ． 在实 际的机械零件测 量中 ． 一般都采用三坐标测量机来进 行测量 ． 从理沦 Ｅ 来说 ． 三坐标测 量机可 以说是一种光学计量仪器 ． 目前工业生产 中 使 用的三坐标测量机 的精度 已经达 到了微米的级别 ．从某种程度上 看 ．ｊ 三 坐标测量机就是为 了保证高精度 机械零件生产 的质量而 出现 的． 由于我 国经济发展的起步较晚 ． 科技水 平与西方发达 国家相 比有 定 的差距 ． 在这种精密仪器的生产 上． 有很 大的不 足， 目前我 国生产 的＝ 三 坐标测量机在精度和稳定性上 ． 都要 比外国生产 的差很多 ． 而国 际上生产 坐标测量机的公 司主要有尼康 、 蔡司等大公 司 坐标测量机的外表一般都很精致 ．材料 一般 采用花 岗岩为 主． 在实际的机械零件测量中 ．对 于三坐标测量机的选 择应该 根据需要 ． 不能一味的追求测量机 的精度 ． 在所有 生产三坐标测 量机的公 司中 ． 海克斯 康的产 品性价 比较 高 ． 而且 通过 收购 了多家公 司 ． 目前生 产 的三坐 标测量 机从高端 到底 端都有 ． 通 过实际 的调查 发现 ． 高端 的 三坐标测量 机虽然在 精度上要 比底端 的高很多 ． 稳定性 上也要好很 多， 但是 价格上也 要 比底端 的贵很 多 ． 如果工 业生产 中． 要测量 的机 械零 件精度 没有那 么高 ． 只需要 一些底 端的测 量机 能完成 ． 就不 需 要购人 高端 的测量机 ． 这样 既节 约 了成 本 ． 又能够很 好 的完成机 械 零件 的测量
三坐标误差原因分析
三坐标误差原因分析发布时间：2010-07-30注：三坐标误差分析本人摘自网络，感谢作者！时间：2010年7月30日三坐标误差分析，将产生原因归纳为测量方法误差、三坐标测量机设备误差、测量环境误差、测量人员误差、被测工件本身误差五个方面。
并指出要减少三坐标测量机测量误差，最大限度地发挥三坐标测量机能力，必须是三坐标测量机制造厂与用户之间密切配合，共同努力才能达到。
三坐标测量机虽然测量精度较普通量具测量准确得多，但必定存在测量误差。
因此，为了使三坐标测量机的测量结果最大限度地满足机械设计、制造、检验的需要，必须分析三坐标测量机测量误差产生的原因。
本文将三坐标测量机测量误差的原因归纳为测量方法误差、三坐标测量机设备误差、测量环境误差、测量人员误差和被测工件本身误差五个方面。
下面分别进行研究。
测量方法误差及解决措施三坐标测量机用于零件和部件的尺寸误差和形位误差的测量，特别对于形位误差测量更显示其高准确度、高效率、测量范围大的优点。
而形位误差的测量方法种类非常多，GB1958—80《形状和位置公差检测规定》中规定了形位误差有五种检测原则：与理想要素比较原则、测量坐标值原则、测量特征参数原则、测量跳动原则、控制实效原则。
并且还列出了100余种测量方法。
如果在测量形位误差时采用的检测原则不对，选用的方法不完善、不严密、不确切，便会造成测量方法误差。
因此，从事三坐标测量机工作的人，一定要熟悉测量方法，特别是对形位误差的五种检测原则和100余种测量方法要非常熟悉，才能减少测量方法误差。
三坐标测量机设备误差及解决措施任何一种三坐标测量机均存在误差，根据国标GB/T16857.2－1997（等效国际标准ISO10360—2-----1994）规定，将三坐标测量机的误差归纳为长度测量的示值误差E和探测误差R二类。
其中三坐标测量机长度测量的示值误差E是指用三坐标测量机测量长度实物标准器的两标称平行平面间的法向（与一个面正交）两相对点距离的示值误差，即测得长度与长度实物标准器长度真值之差，以微米计算，并以下列三个表达式的任一式表示：E=A+L/K≤BE=A+L/KE=B式中：A------常数项，由三坐标测量机制造厂提供，μm;L------被测长度，mm;K------无量纲常数，由三坐标测量机制造厂提供；B------E的最大值，由三坐标测量机制造厂提供，μm。