(1)測(cè)針的選擇
正確選擇和使用測(cè)頭是影響三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量精度的重要因素。測(cè)針安裝在測(cè)頭上,是測(cè)量系統(tǒng)中直接接觸工件的部分,它與測(cè)頭的通訊式連接渠道稱作觸發(fā)信號(hào)。如何選用合適的測(cè)針類型和規(guī)格取決于被測(cè)工件的特征,但是在任何情況下,測(cè)針的剛性和測(cè)球的球度都是不可或缺的。
工業(yè)用紅寶石是高硬度的陶瓷材料,紅寶石測(cè)球具有很好的球度,測(cè)量時(shí)紅寶石測(cè)球的球頭磨損可忽略不計(jì)。測(cè)針針桿一般用非磁性的不銹鋼針桿或碳鎢纖維針桿,以保證測(cè)針的剛性。測(cè)針的有效工作長(zhǎng)度(EWL)使得測(cè)針接觸工件時(shí)可獲得**的測(cè)點(diǎn)位置。球頭尺寸和測(cè)針有效工作長(zhǎng)度的選取取決于被測(cè)工件??赡艿那闆r下,選擇球頭直徑盡可能大、測(cè)桿盡可能短的測(cè)針,以保證*大的球頭/測(cè)桿距,獲得*佳的有效工作長(zhǎng)度和測(cè)針剛性。需要時(shí)可加長(zhǎng)測(cè)桿以增大探測(cè)深度,但值得注意的是,使用測(cè)針加長(zhǎng)桿會(huì)降低剛性,從而降低測(cè)量精度。
(2)測(cè)球半徑補(bǔ)償誤差
當(dāng)測(cè)針接觸到工件時(shí),三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)接收的的坐標(biāo)值應(yīng)是紅寶石球頭中心點(diǎn)坐標(biāo),顯然,測(cè)量軟件將自動(dòng)沿著測(cè)針從接觸點(diǎn)回退的方向加上一個(gè)測(cè)球半徑值作為測(cè)量值。但該測(cè)量值是一個(gè)與測(cè)頭的機(jī)械慣性有關(guān)的動(dòng)態(tài)值。實(shí)際上,測(cè)量作為一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程,其測(cè)量值應(yīng)該考慮到從測(cè)頭采點(diǎn)到實(shí)際向系統(tǒng)傳送該點(diǎn)坐標(biāo)值時(shí)發(fā)生的機(jī)器空間移動(dòng)距離。盡管這個(gè)距離極小,但對(duì)系統(tǒng)計(jì)算動(dòng)態(tài)尺寸有一定影響。
在實(shí)際測(cè)量時(shí),每測(cè)量一個(gè)元素,系統(tǒng)都可以自動(dòng)區(qū)分測(cè)球半徑的補(bǔ)償方向,計(jì)算正確的補(bǔ)償半徑。在采點(diǎn)開始后,測(cè)量軟件將在沿著測(cè)針接觸工件的方向上對(duì)測(cè)球進(jìn)行半徑補(bǔ)償。但被補(bǔ)償點(diǎn)并非真正的接觸點(diǎn),而是測(cè)頭沿著測(cè)針接觸工件方向的延長(zhǎng)線上的一個(gè)點(diǎn)。這樣就造成了補(bǔ)償誤差,產(chǎn)生誤差的大小與測(cè)球的半徑及該工件被測(cè)面與笛卡爾坐標(biāo)軸的夾角有關(guān),夾角越大,誤差越大。
①測(cè)球半徑r對(duì)補(bǔ)償誤差的影響
補(bǔ)償誤差δ與測(cè)球半徑r成正比關(guān)系,即測(cè)球半徑r越小,補(bǔ)償誤差δ也越小。因此當(dāng)用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)行點(diǎn)位測(cè)量時(shí),應(yīng)選用盡可能小的測(cè)球。
②測(cè)針軸線與被測(cè)表面法線間的夾角α對(duì)補(bǔ)償誤差的影響
當(dāng)測(cè)針軸線與被測(cè)表面法線間的夾角α等于0時(shí),測(cè)球半徑補(bǔ)償誤差δ也為0。因此,測(cè)量時(shí)要盡可能使測(cè)針軸線與被測(cè)表面垂直,使測(cè)頭沿著被測(cè)表面的法線方向移動(dòng),以*大限度地減小測(cè)球半徑補(bǔ)償誤差。
在用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量點(diǎn)元素時(shí),測(cè)量軟件在自動(dòng)補(bǔ)償測(cè)球半徑過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)測(cè)球半徑補(bǔ)償誤差。通過(guò)運(yùn)用參考坐標(biāo)系找正工件或用CNC模式進(jìn)行測(cè)量,使測(cè)頭沿著被測(cè)表面的法線方向移動(dòng)采集點(diǎn)的坐標(biāo),可以盡量減小測(cè)球半徑補(bǔ)償誤差,正確進(jìn)行測(cè)球半徑補(bǔ)償,提高測(cè)量精度.