三坐标测量中的误差分析

方强

摘要：在当前测量工作过程中，三坐标测量属于常见的一种测量方法，也是一种比较理想的测量方法。在三坐标测量过程中，为能够使其测量结果准确性及测量效率得到更好保证，十分重要的一点就是应当控制其误差，也避免误差影响其准确率。本文就三坐标测量中的误差进行简单分析，从而为更好进行三坐标测量提供理论基础及理论支持。

关键词：三坐标测量；误差；分析

中图分类号：TH721 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2018）004-0-01

随着现代加工业的不断发展，在测量工作中对于测量质量及效率也有着越来越高的要求，各种现代化测量方法也得到广泛应用，而三坐标测量就是其中比较重要的一种。在三坐标测量工作中，很多因素均会影响其测量的准确性，而测量中的误差就是重要影响因素。所以，在实际测量过程中，应当对测量中的误差积极分析，以便能够选择更好的方法及对策，从而使测量准确性得以有效提升。

一、坐标系因素引起测量误差分析

1.坐标系构建相关元素均应具备充分稳定性

在构建坐标系过程中，需要运用一个平面。在实际测量过程中虽然能够提高该面加工精度，然而其面积范围比较小，若测量对象与坐标中距离相对比较远，或者测量范围面积比较大的情况下，在坐标系中存在的很小差异均会造成测量对象数据有很大程度波动，从而测量所得到数据也就缺乏说服力度。因此，在建立零件坐标系过程中，应当尽可能多地实行取点，并且应当尽量扩大取点尺寸范围。

2.坐标系的相关特征元素应具备充足代表性

在建立基准面过程中，测量点应当避免选择毛刺、粗糙及磕碰位置。并且所选择位置点尽量不要为测量面边角，在取点时应当尽可能多地选择点位置。在构建基准坐标系过程，若存在圆孔情况，应当从多个方面考虑测量结果相关影响因素。比如孔的圆度、圆柱度以及垂直度等相关因素。在选择测量点时，应尽可能将毛刺、粗糙面及磕碰位置避开。先进行手动测量，而后实行自动测量，且应当将自动测量数据作为最终数据。对于测量坐标系中其它基准特征同样如此，均应当保持处于其主体特征之内，并且应当尽可能多地选择测量点，保证所选择点位能够将粗糙、毛刺及磕碰位置避开，并且要避开过于边角位置。

3.正确合理应用相关零件坐标系

在构建坐标系之后，便不可再将其改变，所有测量对象均需在该坐标系中实行测量。若所构建坐标系与图纸准确性一致，则理论上而言便可对被测结果实行评价。然而，在实际测量过程中，所有情况并不完全相同。并且，在所构建坐标系中，各特征元素并非单一存在的。需要将点、线、面等实现相互结合，在所构建这些条件中对于形位公差需要一定要求。同时，所构建相关初始坐标也会有相应旋转及偏移发生，因而在对其它实行测量过程中很容易有误差出现。在实行偏移宣传应当及时实行修正，而对于偏移旋转后尺寸而言实际测量零件也应当具有公差要求，该数值并非绝对理想值。在实际修正过程中，其原则为将实际偏差当作修正基础。在构建初始坐标之后，设定绝对偏移量以及宣传角度，所产生新坐标便属于理想坐标系。然后以新坐标系实行测量，从而可得出偏移量或者旋转角度值。

二、测量取点产生误差分析

1.测量取点应缓慢匀速进行

在选取测量点时，若操作过快很容易导致测量机有撞车情况出现。且探针在对测量点数据实行记录时由传感器进行触发，因而取点速度过快很容易导致误差增加。而对测量特征对象过程中，可先进行手动测量，将测量结果作为数据参考，在此基础上实行自动取点及自动测量，将所得到数据作为最后结果。这主要就是由于在自动取点过程中，通过计算机软件的应用，可对测头测针进行自动设定，使其能够缓慢匀速地垂直接近测量对象进行取点，从而使误差缩小。另外，在实际测量过程中，所选择探针角度与实际角度应当保持一致，但应当注意的一點就是所选择探针角度应当符合测量对象特点，以防止工件与测针之间发生触碰情况。

2.勿直接以球形探针实行测量取点

在实行螺纹孔测量过程中，在实行取点操作时不可直接选择球形测针应用，应当在测针及螺纹孔轴线之间保持平行一致情况下，以柱状测针实行取点。通常情况下，在测量中将螺纹检具或者丝锥拧紧，并且在螺纹孔中进行较好固定，而后以专业测量检具实行测点，从而可防止出现误差，保证测量准确性。

3.测孔时需注意手动取点

在实行测孔过程中，由于孔轴垂直因素影响，在轴线方向的不同位置，其截面圆位置尺寸存在一定差异，在实际测量过程中应当于孔轴中间位置取点，在手动取点后还需自动取点，并且应尽可能多地取点。对于同一平面内一组位置相关孔，在自动测量过程中轴向位置应当设置一致，以保证该组孔相互间存在可靠相关性；对于轴向尺寸大于20mm较深孔，通常情况下还应当在与孔上下距离3mm之内将孔轴线测出，从而使孔的位置状态能够充分反映，以保证能够得到更加理想的测量结果，使误差能够尽可能减小。

三、结语

在三坐标测量过程中，很要的一点就是保证测量结果的准确性，而为能够使这一目标得以较好实现，十分重要的一点就是应当控制测量中的误差。所以，在三坐标测量过程中，应当充分分析各个方面可能会产生的误差。并且以有效对策积极应对，从而使三坐标测量能够取得更加理想的效果。减少测量误差，使测量的准确性能够得到更加理想的保障。

参考文献：

[1]潘芳煜，白跃伟，聂黎，王小刚，刘凯.三坐标测量机几何误差的建模及测量[J].上海第二工业大学学报，2017，34（1）：37-42.

[2]杜翠翠，徐强，冯旭刚，章家岩.三坐标测量机测头系统的误差分析与修正[J].常州工学院学报，2016，29（3）：33-37.

[3]高善平，赵衍青.基于三坐标测量圆度误差测量的精度分析[J].电子制作，2014（14）：27-28.

[4]都基柱.浅析减小三坐标测量机测量误差的方法[J].黑龙江科学，2014，5（5）：151.

作者简介：方 强（1964-），男，汉族，河南息县人，大专，航空工业光电所。