三坐標(biāo)測量中的誤差分析

方強

摘要：在當(dāng)前測量工作過程中，三坐標(biāo)測量屬于常見的一種測量方法，也是一種比較理想的測量方法。在三坐標(biāo)測量過程中，為能夠使其測量結(jié)果準(zhǔn)確性及測量效率得到更好保證，十分重要的一點就是應(yīng)當(dāng)控制其誤差，也避免誤差影響其準(zhǔn)確率。本文就三坐標(biāo)測量中的誤差進行簡單分析，從而為更好進行三坐標(biāo)測量提供理論基礎(chǔ)及理論支持。

關(guān)鍵詞：三坐標(biāo)測量；誤差；分析

中圖分類號：TH721 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2018）004-0-01

隨著現(xiàn)代加工業(yè)的不斷發(fā)展，在測量工作中對于測量質(zhì)量及效率也有著越來越高的要求，各種現(xiàn)代化測量方法也得到廣泛應(yīng)用，而三坐標(biāo)測量就是其中比較重要的一種。在三坐標(biāo)測量工作中，很多因素均會影響其測量的準(zhǔn)確性，而測量中的誤差就是重要影響因素。所以，在實際測量過程中，應(yīng)當(dāng)對測量中的誤差積極分析，以便能夠選擇更好的方法及對策，從而使測量準(zhǔn)確性得以有效提升。

一、坐標(biāo)系因素引起測量誤差分析

1.坐標(biāo)系構(gòu)建相關(guān)元素均應(yīng)具備充分穩(wěn)定性

在構(gòu)建坐標(biāo)系過程中，需要運用一個平面。在實際測量過程中雖然能夠提高該面加工精度，然而其面積范圍比較小，若測量對象與坐標(biāo)中距離相對比較遠，或者測量范圍面積比較大的情況下，在坐標(biāo)系中存在的很小差異均會造成測量對象數(shù)據(jù)有很大程度波動，從而測量所得到數(shù)據(jù)也就缺乏說服力度。因此，在建立零件坐標(biāo)系過程中，應(yīng)當(dāng)盡可能多地實行取點，并且應(yīng)當(dāng)盡量擴大取點尺寸范圍。

2.坐標(biāo)系的相關(guān)特征元素應(yīng)具備充足代表性

在建立基準(zhǔn)面過程中，測量點應(yīng)當(dāng)避免選擇毛刺、粗糙及磕碰位置。并且所選擇位置點盡量不要為測量面邊角，在取點時應(yīng)當(dāng)盡可能多地選擇點位置。在構(gòu)建基準(zhǔn)坐標(biāo)系過程，若存在圓孔情況，應(yīng)當(dāng)從多個方面考慮測量結(jié)果相關(guān)影響因素。比如孔的圓度、圓柱度以及垂直度等相關(guān)因素。在選擇測量點時，應(yīng)盡可能將毛刺、粗糙面及磕碰位置避開。先進行手動測量，而后實行自動測量，且應(yīng)當(dāng)將自動測量數(shù)據(jù)作為最終數(shù)據(jù)。對于測量坐標(biāo)系中其它基準(zhǔn)特征同樣如此，均應(yīng)當(dāng)保持處于其主體特征之內(nèi)，并且應(yīng)當(dāng)盡可能多地選擇測量點，保證所選擇點位能夠?qū)⒋植凇⒚碳翱呐鑫恢帽荛_，并且要避開過于邊角位置。

3.正確合理應(yīng)用相關(guān)零件坐標(biāo)系

在構(gòu)建坐標(biāo)系之后，便不可再將其改變，所有測量對象均需在該坐標(biāo)系中實行測量。若所構(gòu)建坐標(biāo)系與圖紙準(zhǔn)確性一致，則理論上而言便可對被測結(jié)果實行評價。然而，在實際測量過程中，所有情況并不完全相同。并且，在所構(gòu)建坐標(biāo)系中，各特征元素并非單一存在的。需要將點、線、面等實現(xiàn)相互結(jié)合，在所構(gòu)建這些條件中對于形位公差需要一定要求。同時，所構(gòu)建相關(guān)初始坐標(biāo)也會有相應(yīng)旋轉(zhuǎn)及偏移發(fā)生，因而在對其它實行測量過程中很容易有誤差出現(xiàn)。在實行偏移宣傳應(yīng)當(dāng)及時實行修正，而對于偏移旋轉(zhuǎn)后尺寸而言實際測量零件也應(yīng)當(dāng)具有公差要求，該數(shù)值并非絕對理想值。在實際修正過程中，其原則為將實際偏差當(dāng)作修正基礎(chǔ)。在構(gòu)建初始坐標(biāo)之后，設(shè)定絕對偏移量以及宣傳角度，所產(chǎn)生新坐標(biāo)便屬于理想坐標(biāo)系。然后以新坐標(biāo)系實行測量，從而可得出偏移量或者旋轉(zhuǎn)角度值。

二、測量取點產(chǎn)生誤差分析

1.測量取點應(yīng)緩慢勻速進行

在選取測量點時，若操作過快很容易導(dǎo)致測量機有撞車情況出現(xiàn)。且探針在對測量點數(shù)據(jù)實行記錄時由傳感器進行觸發(fā)，因而取點速度過快很容易導(dǎo)致誤差增加。而對測量特征對象過程中，可先進行手動測量，將測量結(jié)果作為數(shù)據(jù)參考，在此基礎(chǔ)上實行自動取點及自動測量，將所得到數(shù)據(jù)作為最后結(jié)果。這主要就是由于在自動取點過程中，通過計算機軟件的應(yīng)用，可對測頭測針進行自動設(shè)定，使其能夠緩慢勻速地垂直接近測量對象進行取點，從而使誤差縮小。另外，在實際測量過程中，所選擇探針角度與實際角度應(yīng)當(dāng)保持一致，但應(yīng)當(dāng)注意的一點就是所選擇探針角度應(yīng)當(dāng)符合測量對象特點，以防止工件與測針之間發(fā)生觸碰情況。

2.勿直接以球形探針實行測量取點

在實行螺紋孔測量過程中，在實行取點操作時不可直接選擇球形測針應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)在測針及螺紋孔軸線之間保持平行一致情況下，以柱狀測針實行取點。通常情況下，在測量中將螺紋檢具或者絲錐擰緊，并且在螺紋孔中進行較好固定，而后以專業(yè)測量檢具實行測點，從而可防止出現(xiàn)誤差，保證測量準(zhǔn)確性。

3.測孔時需注意手動取點

在實行測孔過程中，由于孔軸垂直因素影響，在軸線方向的不同位置，其截面圓位置尺寸存在一定差異，在實際測量過程中應(yīng)當(dāng)于孔軸中間位置取點，在手動取點后還需自動取點，并且應(yīng)盡可能多地取點。對于同一平面內(nèi)一組位置相關(guān)孔，在自動測量過程中軸向位置應(yīng)當(dāng)設(shè)置一致，以保證該組孔相互間存在可靠相關(guān)性；對于軸向尺寸大于20mm較深孔，通常情況下還應(yīng)當(dāng)在與孔上下距離3mm之內(nèi)將孔軸線測出，從而使孔的位置狀態(tài)能夠充分反映，以保證能夠得到更加理想的測量結(jié)果，使誤差能夠盡可能減小。

三、結(jié)語

在三坐標(biāo)測量過程中，很要的一點就是保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，而為能夠使這一目標(biāo)得以較好實現(xiàn)，十分重要的一點就是應(yīng)當(dāng)控制測量中的誤差。所以，在三坐標(biāo)測量過程中，應(yīng)當(dāng)充分分析各個方面可能會產(chǎn)生的誤差。并且以有效對策積極應(yīng)對，從而使三坐標(biāo)測量能夠取得更加理想的效果。減少測量誤差，使測量的準(zhǔn)確性能夠得到更加理想的保障。

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作者簡介：方 強（1964-），男，漢族，河南息縣人，大專，航空工業(yè)光電所。