三坐标测量机测头的测球半径补偿误差(精)
三坐标测量机测头的测球半径补偿误差
1950年英国FERRANTI公司制造出第一台数字式测头移动型三坐标测量机、1973年前西德OPTON公司完成三维测头设计并与电子计算机配套推出第一个三坐标测量系统以来，经过几十年的快速发展，坐标测量技术已臻成熟，测量精度得到极大提高，测量软件功能更加强大，操作界面也日益完善，生产厂家遍布全球，开发出了适于不同用途的三坐标测量机型。几十年的发展充分证明，现代三坐标测量系统打破了传统的测量模式，具有通用、灵活、高效等特点，可以通过计算机控制完成各种复杂零件的测量，符合机械制造业中柔性自动化发展的需要，能够满足现代生产对测量技术提出的高精度、高效率要求。
除用于空间尺寸及形位误差的测量外，应用坐标测量机对未知数学模型的复杂曲面进行测量，提取复杂曲面的原始形状信息，重构被测曲面，实现被测曲面的数字化，不仅是坐标测量机应用的一个重要领域，也是反求工程中的关键技术之一，近年来也得到快速发展。
1 测头的分类
测量头作为测量传感器，是坐标测量系统中非常重要的部件。三坐标测量机的工作效率、精度与测量头密切相关，没有先进的测量头，就无法发挥测量机的卓越功能。坐标测量机的发展促进了新型测头的研制，新型测头的开发又进一步扩大了测量机的应用范围。按测量方法，可将测头分为接触式（触发式）和非接触式两大类。触发式测量头又分为机械接触式测头和电气接触式测头；非接触式测头则包括光学显微镜、电视扫描头及激光扫描头等。本文讨论的重点为触发式测头。
(1)机械接触式测头
接触式测头又称为“刚性测头”、“硬测头”，一般用于“静态”测量，大多作为接触元件使用。这种测头没有传感系统，无量程、不发讯，只是一个纯机械式接触头。机械接触式测头主要用于手动测量。由于人工直接操作，故测头的测量力不易控制，只适于作一般精度的测量。由于其明显的缺点，目前这种测头已很少使用。
(2)电气接触式测头
电气接触式测头又称为“软测头”，适于动态测量。这种测头作为测量传感器，是唯一与工件接触的部件，每测量一个点时，测头传感部分总有一个“接触—偏转—发讯—回复”的过程，测头的测端与被测件接触后可作偏移，传感器输出模拟位移量的信号。这种测头不但可用于瞄准(即过零发讯)，还可用于测微(即测出给定坐标值的偏差值)。因此按其功能，电气接触式测头又可分为作瞄准用的开关测头和具有测微功能的三向测头。电气接触式测头是目前使用最多的测头。 2 测球半径补偿误差
(1)测针的选择
正确选择和使用测头是影响三坐标测量机的测量精度的重要因素。测针安装在测头上，是测量系统中直接接触工件的部分，它与测头的通讯式连接渠道称作触发信号。如何选用合适的测针类型和规格取决于被测工件的特征，但是在任何情况下，测针的刚性和测球的球度都是不可或缺的。
工业用红宝石是高硬度的陶瓷材料，红宝石测球具有很好的球度，测量时红宝石测球的球头磨损可忽略不计。测针针杆一般用非磁性的不锈钢针杆或碳钨纤维针杆，以保证测针的刚性。测针的有效工作长度(EWL)使得测针接触工件时可获得精确的测点位置。球头尺寸和测针有效工作长度的选取取决于被测工件。可能的
情况下，选择球头直径尽可能大、测杆尽可能短的测针，以保证最大的球头/测杆距，获得最佳的有效工作长度和测针刚性。需要时可加长测杆以增大探测深度，但值得注意的是，使用测针加长杆会降低刚性，从而降低测量精度。
(2)测球半径补偿误差
当测针接触到工件时，三坐标测量机接收的的坐标值应是红宝石球头中心点坐标，显然，测量软件将自动沿着测针从接触点回退的方向加上一个测球半径值作为测量值。但该测量值是一个与测头的机械惯性有关的动态值。实际上，测量作为一个动态过程，其测量值应该考虑到从测头采点到实际向系统传送该点坐标值时发生的机器空间移动距离。尽管这个距离极小，但对系统计算动态尺寸有一定影响。
在实际测量时，每测量一个元素，系统都可以自动区分测球半径的补偿方向，计算正确的补偿半径。在采点开始后，测量软件将在沿着测针接触工件的方向上对测球进行半径补偿。但被补偿点并非真正的接触点，而是测头沿着测针接触工件方向的延长线上的一个点。这样就造成了补偿误差，产生误差的大小与测球的半径及该工件被测面与笛卡尔坐标轴的夹角有关，夹角越大，误差越大。 ①测球半径r对补偿误差的影响
补偿误差δ与测球半径r成正比关系，即测球半径r越小，补偿误差δ也越小。因此当用三坐标测量机进行点位测量时，应选用尽可能小的测球。
②测针轴线与被测表面法线间的夹角α对补偿误差的影响
当测针轴线与被测表面法线间的夹角α等于0时，测球半径补偿误差δ也为0。因此，测量时要尽可能使测针轴线与被测表面垂直，使测头沿着被测表面的法线方向移动，以最大限度地减小测球半径补偿误差。
在用三坐标测量机测量点元素时，测量软件在自动补偿测球半径过程中会出现测球半径补偿误差。通过运用参考坐标系找正工件或用CNC模式进行测量，使测头沿着被测表面的法线方向移动采集点的坐标，可以尽量减小测球半径补偿误差，正确进行测球半径补偿，提高测量精度.
三坐标最大允许误差
三坐标最大允许误差
摘要：
1.三坐标测量机的概述
2.三坐标允许误差的定义
3.三坐标测量机的最大允许误差标准
4.三坐标测量机的应用领域
正文：
1.三坐标测量机的概述
三坐标测量机，又称为三坐标测量仪，是一种高精度的测量设备，主要用于测量物体的三维空间尺寸，包括长度、高度和深度等。它具有高精度、高效率和操作简便等特点，被广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造等领域。
2.三坐标允许误差的定义
三坐标允许误差是指三坐标测量机在测量过程中，测量结果与实际值之间的差异。通常情况下，三坐标测量机的允许误差包括绝对误差和相对误差两种。
3.三坐标测量机的最大允许误差标准
我国对三坐标测量机的最大允许误差有严格的标准。根据 GB/T 13850-2019《三坐标测量机》标准规定，三坐标测量机的最大允许误差应满足以下要求：
（1）长度测量的最大允许误差：±(5+L/1000)μm，其中 L 为测量长度（mm）；
（2）高度测量的最大允许误差：±(5+H/1000)μm，其中 H 为测量高度（mm）；
（3）深度测量的最大允许误差：±(5+D/1000)μm，其中 D 为测量深度（mm）。
4.三坐标测量机的应用领域
三坐标测量机在多个领域具有广泛的应用，如：
（1）机械制造：用于测量各种机械零件的尺寸，以确保其符合设计要求；
（2）航空航天：用于测量航空航天器的零部件，以确保其满足高精度、高可靠性的要求；
（3）汽车制造：用于测量汽车零部件的尺寸，以确保汽车的性能和安全性；
（4）电子行业：用于测量电子元器件的尺寸，以确保其符合电子产品的设计要求。
总之，三坐标测量机是一种高精度的测量设备，具有重要的应用价值。
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。
CMM测量曲面测头半径补偿与路径规划研究
《机床与液压》２００６．Ｎｏ．３ ・７５・
ＣＭＭ测量曲面测头半径补偿与路径规划研究
王增强，蔺小军，任军学
（西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室，西安７１００７２）
摘要：根据测量曲面的目的把三坐标测量机测量曲面的模式分为两种，即检测模式和重构模式。按照两种不同的测量 模式对三坐标测量机测头半径补偿与曲面测量路径规划进行研究。通过实例证明本文所述方法是正确的、实用的。
关键词：三坐标测量机；曲面测量；测头半径补偿；测量路径规划；逆向制造 中图分类号：ＴＰ３９１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—３８８１（２００６）３—０７５—３
Ｔｈｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｒａｄｉｕｓ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｔｒａｃｅ Ｐｌａｎｎｉｎｇ ｏｆ
Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｓｕｒｆａｃｅ ＣＭＭ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ
ＷＡＮＧ Ｚｅｎｇｑｉａｎｇ，ＬＩＮ Ｘｉａｏｊｕｎ，ＲＥＮ Ｊｕｎｘｕｅ
（Ｔｈｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ
Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ｔｈｅ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ。Ｘｉ’ａｎ ７１Ｏ０７２．Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｐｌｅｘ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｗａｓ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｔｗｏ ｍｏｄｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｃｈｅｃｋｏｕｔ ｍｏｄｅ ａｎｄ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｉｎｔｅｎｔｉｏｎ．ＣＭＭ ｐｒｏｂｅ ｒａｄｉｕｓ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｔｒａｃｅ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｗｅｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ｉｎ ｔｅｒｍ ｏｆ ｔｗｏ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｍｏｄｅｓ．Ｉｔ ｉｓ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｖｅｒｙ ｕｓｅｆｕｌ ａｎｄ ｃｒｅｄｉｂｌｅ ｂｙ ｅｘａｍｐｌｅｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＭＭ；Ｃｏｍｐｌｅｘ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；Ｐｒｏｂｅ ｒａｄｉｕｓ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ；Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｔｒａｃｅ ｐｌａｎｎｉｎｇ；Ｒｅｖｅｒｓｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
三坐标最大允许误差 2
三坐标最大允许误差
一、三坐标测量机的概述
三坐标测量机，作为一种高精度的测量设备，广泛应用于工业生产、航空航天、汽车制造等领域。它通过对物体三个坐标轴（X、Y、Z）的精确测量，为产品质量控制、工艺改进提供重要依据。
二、三坐标最大允许误差的定义和意义
三坐标最大允许误差，是指在测量过程中，测量设备在三个坐标轴上所允许的最大误差值。它直接影响着测量结果的准确性和可靠性。最大允许误差越小，测量设备的精度越高，对生产过程的把控能力越强。
三、三坐标最大允许误差的影响因素
1.测量设备的精度：测量设备的精度越高，最大允许误差越小。
2.测量环境：温度、湿度等环境因素对测量设备的精度有较大影响，进而影响最大允许误差。
3.测量操作技巧：操作人员的技术水平和经验，直接关系到测量结果的准确性。
四、提高三坐标测量精度的方法
1.选择高精度测量设备：选购时注意了解设备的分辨率、测量范围等技术参数，确保设备精度满足需求。
2.定期校准和维护：定期对三坐标测量机进行校准，确保测量结果的准确性。同时，定期维护设备，保证设备处于良好的工作状态。
3.控制环境因素：确保测量环境温湿度稳定，避免对测量设备造成影响。 4.提高操作技能：加强操作人员的技术培训，提高测量操作水平。
五、总结与展望
三坐标测量机在现代制造业中具有重要地位，其最大允许误差直接关系到测量结果的准确性。通过选购高精度设备、定期校准维护、控制环境因素和提高操作技能等方法，可以有效提高三坐标测量精度，为我国制造业的发展提供有力支持。
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
三坐标检定校准 2
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。
大半径短圆弧用三坐标测不准？知道为什么吗？
大半径短圆弧用三坐标测不准？知道为什么吗？
短圆弧（一般为30º以下圆心角所对应的圆弧）的测量在实际测量中有许多应用，如测量样板、异形零件等。常用的非完整圆弧半径测量方法包括圆弧样板法、卡尺法和弓高弦长法等，这些方法的精度、量程、特点和应用场合不同。圆弧样板法仅用于检验圆弧半径是否在公差带范围内；卡尺法适用于精度不高的场合，测量范围受弧长的限制，卡尺量程受横向定位架的限制；而弓高弦长法的操作比较繁琐。上述方法一般只用于对工件做静态的离线测量。短圆弧测量的难点在于圆弧上的特征点数少，受到的噪声大。下面介绍用三坐标（CMM）对大半径短圆弧的测量方法。
CMM测量大半径短圆弧的误差分析
从测量原理上讲，CMM直接测得的是被测工件上一些特征点的坐标位置，为了获得被测参数值，需要通过测量软件的数据处理和运算。因此，被测参数的测量精度主要与CMM的系统误差、测头系统误差、工件形状误差、算法误差、环境误差、采样策略和敏感系数等因素有关。而对于大半径短圆弧测量，采样策略和敏感系数对精度的影响更大。
1、采样策略对CMM测量的影响
采样策略是指如何在被测物体表面合理安排采样点，采集多少点最为合理，且使检测误差达到最小。所谓合理是指在同一台测量机上，在相同的环境下，测量同一个零件，怎样安排测量点的位置和测量点数，可以获得较高的测量准确度，且耗费的时间比较经济。采样数量和采样位置会影响测量结果的原因在于：
1）被测元素并非理想元素，存在形状误差；
2）CMM采点及计算方法有局限性，存在测量误差。
以圆为例说明采样策略对测量结果的影响：图1实际圆形具有三叶形误差，当测量点在a、b、c三点时，测得的直径为最小；当测量点选择在A、B、C三点时，测得的直径最大，由于工件任意摆放，测得的可能是他们之间的任意值。这是被测元素形状误差对测量结果的影响。
图2为采样点对圆参数测量结果的影响，如果采样点选在A、B、C三点，测得的圆直径如图中圆3所示，如果选在A'、B'、C'三点，则测得的直径很大，如圆1所示；若在A'、C'两点的测量误差向外，而B'点的误差向内，测得的圆直径更大，如圆4所示。
三坐标测量机测量圆度的方法
三坐标测量机是一种效率很高的仪器，用它来测量圆度也具有很高的精度，尤其在批量测量的时候更能显示出它的优点，而且，用三坐标来测量圆度，工件不需要调平和调中心，能节省不少时间，同时也减少了这两项误差来源，使测量误差仅限于测量机本身的误差和表面粗糙度的影响，减化了误差模型。三坐标测量机测量圆度的方法主要有：
1．单点测量
采用单点触测方式由于得到的是一些离散的点，所以采用二乘法进行计算和评价。采用二乘法进行计算时，采样点一般为偶数，且平均分布。在用单点法进行圆度测量时，采样点数不能太少，否则反应不了圆度的真实情况，一般要达到16 点以后即可反映被测圆的基本轮廓形状，如果为了掌握更严密的形状，可适当增加测量点数，如24，32 等。采样时一般采用自动测量，因为手动采样不便控制矢量方向。单点触测方式的特点是测量效率高，对测球的磨损小。
2． 扫描测量
如果要掌握完整的形状，可以采用扫描方式，采用扫描方式时，得到的是完整的轮廓，采用包容区域法进行评定。扫描方式的特点是效率稍低一些，但可以对零件轮廓进行详细分析。两种方法都能对圆度作出准确的测量，可以根据实际要求选用。
实测结果表明，不论是单点测量还是扫描测量，测量机都可以得到过与圆度仪十分接近的结果，说明三坐标测量机测量圆度具有很高的精度。但是，由于三坐标测量机一般都采用球形测头，球形测头对脏物比较敏感，容易造成虚假测量，而圆度仪采用的是斧形测头，能够穿过脏物，因此脏物对它的影响较小。所以使用三坐标测量机时要注意对工件的清洁。
三坐标测量时的余弦误差分析
三坐标测量时的余弦误差分析
摘要：三坐标测量机是一种十分常见的测量仪器，在航空航天、船舶、汽车制造等行业的实际测量工作中具有广泛的应用。三坐标测量机以其高精度以及快速的数据处理能力能够快速准确地评价产品尺寸和几何公差，快速准确的实现对产品表面质量的评价判断。三坐标测量机是通过红宝石测球采集元素点，利用测球的半径补偿而得到测量点坐标的位置。在利用三坐标测量机测量零件时，三坐标测量软件在自动补偿的过程中会出现测球半径补偿误差。本文通过对产生余弦误差的原因进行分析，采取正确的测量方法，尽量减小余弦误差，提高测量精度。
关键词：三坐标测量机；余弦误差；
引言
三坐标测量机在制造业中使用广泛，用于对产品的尺寸及其几何公差进行测量，因其测量精度高、测量速度快，在实际应用中常用于测量长度、直径、角度、孔的位置度、轮廓度等特性，对于叶轮、叶片等复杂三维曲面的产品也能够使用三坐标完成高效率的检测。但在实际测量过程中，存在着余弦误差影响测量的准确性，它随着测球直径、测头行进方向、被测表面的角度等不断变化，在手动采点测量模式下受人为影响较大，是测量过程中不可忽略的误差，因此，如何减小并规避余弦误差是值的研究并在测量过程中注意的问题。
1.
三坐标测量机概述
三坐标测量机属于三维测量技术，其测量原理是通过测出零件表面点位于空间三维坐标系的位置，将这些点的坐标值经过计算机数据处理，拟合形成所测量的元素，再经过最小二乘法、最大内切法、最小外接法等数学方式计算得出被测元素尺寸值的一种测量方法。三坐标测量机属于接触式测量，以红宝石测球触测被测表面，是目前应用最为广泛的测量方式，但是其测量部位需要直接与测球接触，因此当测量部位过深、过于狭窄等不易触测部位时就难以实现测量，因此有一定的局限性，但只要是测球能够直接触碰的部位，基本都能够实现分析测量。目前出现了新型的复合式三坐标，是将接触式测量与非接触式测量结合在一起，在传统的以测针接触被测表面的接触式测量基础上，增加了光学测头等非接触式测量部件，使得三坐标的测量范围进一步加大，使用性能进一步加强，是测量机今后发展的主要趋势。
三坐标测量机测球直径的校正和误差分析
三坐标测量机测球直径的校正和误差分析
摘要：三坐标测量机（CMM）以其测量精度高、稳定性好、操作方便快捷的特点广泛的被应用。但是在使用三坐标测量机测量有些几何要素时，有时测量准确度不是很高。文章对坐标测量原理进行简述，重点分析三坐标测量机测球直径的校正与误差。
关键词：三坐标测量机；球直径；误差
1坐标测量的原理
任何形状都是由空间点组成，所有的几何量测量都可归结为空间点的测量，因此精确进行空间点坐标的采集，是评定任何几何形状的基础。
坐标测量机的基本原理是将被测零件放入它已允许的测量空间，精密地测出被测零件表面的点在空间3个坐标位置的数值，将这些点的坐标数值经过计算机数据处理，拟合形成测量元素，如圆、球、圆柱、圆锥、曲面等，经过数学计算的方法得出其形状、位置误差及其他几何量数据。
用CMM进行零件测量，理论上，测头的球半径应为零，测头和工件接触为测头中心。得到的数据是测头中心的坐标值，而非测头与被测件接触点的坐标值。但实际上，测头有一半径，从而需要对测头直径进行校正，即进行测头球心轨迹曲面域和测头半径补偿。
2三坐标测量机测量的主要步骤
2.1测头选择
测头部分是测量机的重要部件，测头根据其功能有：触发式、扫描式、非接触式（激光、光学）等。触发式测头是使用最多的一种测头。
一般的测头头部都是由一个杆和测球组成。最常见的测球的材料是红宝石，因为红宝石是目前已知的最坚硬的材料之一，只有极少的情况不适宜采用红宝石球。高强度下对铝材料制成的工件进行扫描时，选择氮化硅较好；对铸铁材料工件进行高强度扫描，推荐使用氧化锆球。
为保证一定的测量精度，在对测头的使用上，需要注意：
（1）测头长度尽可能短：探针弯曲或偏斜越大，精度将越低。因此在测量时，尽可能采用短探针。
（2）连接点最少：每次将探针与加长杆连接在一起时，就
额外引入了新的潜在弯曲和变形点。因此在应用过程中，尽可能减少连接的数目。
（3）使测球尽可能大：测球直径较大可削弱被测表面未抛光对精度造成的影响。