宣城尺寸測量 三坐標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)球的原理

三坐標(biāo)測量機在進行測量工作前要進行測頭校正,這是進行測量前必須要做的一個非常重要的工作步驟,因為測頭校正中的誤差將加入到以后的零件測量中。而在觸發(fā)式測頭校正后的測針寶石球直徑要比其名義值小,這使許多操作員感到奇怪,但是要解釋原因,可不是一兩句話能說清楚的。讓我們從校正測頭的原理說起。
1、為什么要校正測頭:
校正測頭主要有兩個原因:為了得到測針的紅寶石球的補償直徑和不同測針位置與*個測針位置之間的關(guān)系。宣城尺寸測量 三坐標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)球的原理
三坐標(biāo)測量機在進行測量時,是用測針的寶石球接觸被測零件的測量部位,此時測頭(傳感器)發(fā)出觸測信號,該信號進入計數(shù)系統(tǒng)后,將此刻的光柵計數(shù)器鎖存并送往計算機,工作中的測量軟件就收到一個由X、Y、Z坐標(biāo)表示的點。這個坐標(biāo)點我們可以理解為是測針寶石球中心的坐標(biāo),它與我們真正需要的測針寶石球與工件接觸點相差一個寶石球半徑。為了準(zhǔn)確計算出我們所要的接觸點坐標(biāo),必須通過測頭校正得到測針寶石球的半/直徑。
在實際測量工作中,零件是不能隨意搬動和翻轉(zhuǎn)的,為了便于測量,需要根據(jù)實際情況選擇測頭位置和長度、形狀不同的測針(星形、柱形、針形)。為了使這些不同的測頭位置、不同的測針?biāo)鶞y量的元素能夠直接進行計算,要把它們之間的關(guān)系測量出來,在計算時進行換算。所以需要進行測頭校正。
2、測頭校正的原理:
測頭校正主要使用標(biāo)準(zhǔn)球進行。標(biāo)準(zhǔn)球的直徑在10mm至50mm之間,其直徑和形狀誤差經(jīng)過校準(zhǔn)(廠家配置的標(biāo)準(zhǔn)球均有校準(zhǔn)證書)。
測頭校正前需要對測頭進行定義,根據(jù)測量軟件要求,選擇(輸入)測座、測頭、加長桿、測針、標(biāo)準(zhǔn)球直徑(是標(biāo)準(zhǔn)球校準(zhǔn)后的實際直徑值)等(有的軟件要輸入測針到測座中心距離),同時要分別定義能夠區(qū)別其不同角度、位置或長度的測頭編號。
用手動、操縱桿、自動方式在標(biāo)準(zhǔn)球的大范圍內(nèi)觸測5點以上(一般*在7~11點),點的分布要均勻。
計算機軟件在收到這些點后(寶石球中心坐標(biāo)X、Y、Z值),進行球的擬合計算,得出擬合球的球心坐標(biāo)、直徑和形狀誤差。將擬合球的直徑減去標(biāo)準(zhǔn)球的直徑,就得出校正后測針寶石球“直徑”(確切的講應(yīng)該是“校正值”或“校正直徑”)。
當(dāng)其他不同角度、位置或不同長度的測針按照以上方法校正后,由各擬合球中心點坐標(biāo)差別,就得出各測頭之間的位置關(guān)系,由軟件生成測頭關(guān)系矩陣。當(dāng)我們使用不同角度、位置和長度的測針測量同一個零件不同部位的元素時,測量軟件都把它們轉(zhuǎn)換到同一個測*(通常是1號測頭)上,就象一個測頭測量的一樣。凡是在經(jīng)過在同一標(biāo)準(zhǔn)球上(未更換位置的)校正的測頭,都能準(zhǔn)確實現(xiàn)這種自動轉(zhuǎn)換。
3、校正值比名義值小的原因:
在了解測頭校正的原理后,我們就很容易解釋測針校正值比名義值小的原因了。
a、觸發(fā)式測頭在原理上相當(dāng)于是杠桿結(jié)構(gòu)。觸測時,必須使傳感器能夠觸發(fā)(相當(dāng)于開關(guān)斷開)才能發(fā)出信號。由于測針(力臂)有一定的長度,所以在測針的寶石球接觸標(biāo)準(zhǔn)球后,還要運行一段距離,才能使傳感器觸發(fā),測針越長這段距離越大。因此造成觸發(fā)信號的延遲,使擬合球的直徑小于寶石球直徑和標(biāo)準(zhǔn)球直徑之和。當(dāng)軟件把擬合球的直徑減去標(biāo)準(zhǔn)球直徑(已輸入)后,我們得到的校正后測針的“校正直徑”就比其名義值小。
b、測針在觸測過程中,會有稍許變形,加大了信號的延遲,也是造成這種現(xiàn)象的原因之一。
c、傳感器(測頭)的觸發(fā)信號到達計數(shù)器,需要的時間是固定的。但是在這段時間內(nèi)光柵讀數(shù)的變化率,與測量機的觸測速度有關(guān)。觸測速度快時,測針的“校正直徑”就小。
4、校正測頭要注意的問題:
測針校正后的“校正直徑”小于名義值,不會影響測量機的測量精度。相反,還會對觸測的延時和測針的變形起到補償?shù)淖饔茫驗槲覀冊跍y量機測量過程中測量軟件對測針寶石球半徑的修正(把測針寶石球中心點的坐標(biāo)換算到觸測點的坐標(biāo)),使用的是“校正直徑”而不是名義直徑。
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