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分享 | 测头测座应用技巧


三坐标测量机的测头系统是由测座、测头、探针等组成,是数据采集的传感器系统,三坐标测量机在对工件进行测量时,能够根据测头系统探测工件,返回工件表面的点数据,通过三坐标的软件系统计算各类几何形状、尺寸等。小编总结了几条关于测头测座的操作技巧,希望对你的测量工作有帮助:


一、校正测头时应注意的问题

测头校正,是测量机操作的最基础的环节,因为在测头校正中产生的误差将完全加入到后面的测量中。


为什么要校正测头?


(1)使软件得到测针宝石球的“等效直径”,自动进行“测头半径的补偿”。


(2)使软件建立不同测头位置的关系矩阵,使我们调用不同测头位置进行测点时,都通过矩阵转换到同一个测头下(1号测头)。


所以校正测头前,应进行以下检查,确认测头硬件部分可靠,避免返工。


(1)确认测座安装方向与测量机坐标轴方向一致,如果拆卸了测座,要进行找正(见本文第三部分);


(2)测座固定牢靠,测头、测针的安装牢靠(安装应使用工具),宝石球清洁、无破损,加长杆安装长度与测头或吸盘的负载能力协调。


(3)标准球与台面(或支撑)固定牢固,各连接关节紧固。球体无损伤,表面清洁。


(4)软件中测座、测头、加长杆、测针设置正确(测杆长度输入正确),测头使用位置定义正确(避免使用时发现缺项,宁多无少)。标准球直径输入正确(必须是校准证书或合格证中的真实值),测头校正速度设置与测量时一致。


(5)单个测头位置校正,注意观察测针直径和标准偏差,测针直径应与平时校正相近且重复性好,标准偏差尽量小,(测头前加长杆长时,直径小,偏差大)。


(6)多个测头位置校正时,除要观察以上结果外,还要用校正后的各个测头位置测量标准球,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。


(7)如果以上校正过程中数值相差比较大,应重点检查测座、测头、测针、标准球的安装是否牢固和清洁。

测头部分校正时要求刚性好,所以连接部分不能有任何松动,校正测头时除测头误差外,主要误差来自这里。

二、测头测量结果偏差的原因分析

测头校正时的两个原因:校正测针宝石球的等效直径、不同测头角度时的位置关系。


校正测头之间的位置关系,是校正各测针位置与参考测针之间的位置关系。参考测针是在当前标准球上校正的第一个测针位置。当出现不同测针位置测量的结果出现偏差时的原因有以下几点:


(1)测针校正的方法。校正测针时,必须最少9个点,三层校正。如果使用5点校正,其沿测针的位置会出现很大偏差。


(2)测头系统的刚性。在校正测针时,必须要求测座、测针、标准球等各环节连接紧固,无松动,清洁,无破损。当这些环节中没装紧、有间隙,会使测针校正时的位置与测量时的位置变化,出现误差。这是正常不同测针位置测量误差的最大原因。


(3)补偿误差的残差被放大。当未使用加长杆或A角度较小时,这个误差很小。当使用较长加长杆,而且使用A90角度时,会把测量机本身已经补偿的很小的误差放大。当测量机导轨被污染时,这个误差也会影响测量机精度。


其中第2点是造成不同测针位置误差的最大原因。


要发现这个问题并不复杂,只要我们校正各测针位置后,使用标定检查功能,或使用所有校正过的测针角度测量标准球球心坐标,检查这些球心坐标的差值是否在几个μ,如果偏差大就要检查原因,是哪里松动?或是标准球不干净?要找出原因,消除原因,重新正确的校正后,才能保证测针间位置关系的正确。这个问题的原理很简单,也很直观,应该好理解。

三、测座找正的方法

在重新安装测座后,要对测座的安装位置进行找正,方法如下:


(1)将测座置于A0、B0的位置,将测针的宝石球下端找一个参照点(一个尖点或一个侧面)。将宝石球对正(从测量机前面看)。


(2)将操纵盒上横向运动轴(X轴)锁定键按下,使得该轴不会移动。


(3)将测座旋转至A90、B0位置。


(4)用没有被锁定的其它两轴的操纵杆控制测量机运动,将宝石球对正参照点,如果出现锁定轴方向不能对正参照点,则松开测座固定螺钉,将测座找正参照点后,将测座固定好。


(5)重复以上步骤,再次检查一下测座是否对正参照点。


以上过程对自动旋转的测座或手动旋转的测座都适用。测座的安装位置是否正常,只影响测头在自动校正时的测点位置,并不影响测量精度。

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