2
三坐標測量機技術(shù)校準規(guī)范
三坐標測量機技術(shù)校準規(guī)范
依中華人民共和國國家計量校準規(guī)范“三坐標測量機校準規(guī)范”<< JJF 1064－2000>>
本規(guī)范經(jīng)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局于2000年03月07日批準并自2000年07月01日起執(zhí)行
歸 口 單 位：全國幾何量長度計量技術(shù)委員會
主要起草單位：中國計量科學研究院
參加起草單位：青島前哨朗普測量技術(shù)有限公司
中國航空機密機械研究所
機械科學研究院
1、范圍
本規(guī)范適用于使用接觸式測頭的正交坐標系坐標測量機的校準。不包括對坐標測量機上的旋轉(zhuǎn)工作臺的校準。
2、引用文獻
中華人民共和國國家標準 GB/T 16857.2—1997 eqv ISO 10362—2 :1994坐標計量學第二部分：坐標測量 機的性能評定
中華人民共和國計量檢定規(guī)程 JJG 146— 1994 量塊
中華人民共和國計量技術(shù)規(guī)范 JJF 1001— 1998 通用計量術(shù)語及定義
中華人民共和國計量技術(shù)規(guī)范 JJF 1059— 1999 測量不確定度評定與表示
中華人民共和國國家標準 GB/T 15481—1995 校準和檢驗實驗室能力的通用要求
3、計量性能要求
3.1 長度測量zui大允許示值誤差（MPEE）：
MPEE = ± （A+L/K） 見下圖
式中：A—— 常數(shù)項，mm，由坐標測量機制造商提供或由用戶根據(jù)需要確定；
L——被測長度，mm;
K——無量綱常數(shù)，由坐標測量機制造商提供或由用戶根據(jù)需要確定；
B——MPEE 的zui大值，mm，由坐標測量機制造商提供或由用戶根據(jù)需要確定。
3.2 軸向長度測量zui大允許示值誤差（MPEE1）
MPEE1 = ± （A1+L/K1） 見下圖
3.3 zui大允許探測誤差（MPEP）：
MPEP，以mm為單位 ，是坐標測量機探測誤差允許的zui大值，由坐標測量機制造商提供或由用戶根據(jù)需要確定。
4、校準條件
4.1 長度測量標準器:“經(jīng)校準的量塊”
4.2 環(huán)境條件
4.2 .1環(huán)境條件要求
1．設(shè)備應(yīng)安裝于避光、避潮、避震及無塵恒溫室內(nèi)；
2．不受腐蝕性氣體、可燃氣體、油霧和微粒侵襲。
3．外接電源220 V，50Hz，可靠接地，接地電阻小于4歐姆，并標配500W UPS穩(wěn)壓電源。
4．溫度要求：溫度（20±2）℃，溫度梯度1℃/m ，溫度變化 1℃/h
5．濕度要求：濕度30%-65% ，
6. 供氣壓力：0.4 MPa - 0.5 Mpa
7．供氣流量：100 L/min – 120 L/min
4.2 .2環(huán)境條件的測量
實驗室環(huán)境溫度應(yīng)有記錄。校準時需檢查至當日的一周溫度記錄。
測量過程中應(yīng)測量和記錄坐標測量機的溫度變化和溫度梯度的情況。測量點應(yīng)不少于4點，分布在不同方向和不同高度。
5、校準項目和校準方法
5.1使用量塊進行長度測量示值誤差校準（如下圖所示）
A. 探針——在制造商規(guī)定范圍內(nèi)任意配置
B. 標準器的方位——7個不同方位，至少包含四個空間對角線方向。
C. 量塊數(shù)及長度的選擇——每個方位用三塊量塊，zui大長度不小于測量空間對角線長度的66%；zui小長度不超過200mm; 其他量塊長度間隔基本均勻。
*應(yīng)理解為：不小于被測方位zui大長度的66%
D. 標準器長度方向的確定：
常數(shù)A較小的：用工作面確定長度方向。（上圖一）
常數(shù)A較大的：用標準器的側(cè)面確定長度方向。（上圖二）
E.長度測量值——量塊兩個工作面上兩點間沿標準器長度方向的距離。
F .測量次數(shù)——每方位三量塊，每一量塊測3次（組），共得21組63個長度測量值。
G .校準結(jié)果的處理——對所有63個長度測量值計算其E和E1
a.標準器的校準值（帶修正量的值）作為約定的真值。
b.三坐標測量機有修正系統(tǒng)誤差的軟件，可以對示值進行系統(tǒng)誤差修正；
當用戶具備了規(guī)定的環(huán)境條件時，除測量機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)原有誤差自動修正外，不允許對計算機輸出結(jié)果進行溫度或其他因素的人工修正；
當被測測量機軟件帶有溫度修正功能時，可以進行修正，如需人工輸入溫度值，只能在測量前輸入。
H.綜合性的評定
— 長度測量示值誤差 E 不大于zui大允許示值誤差MPEE
— 軸向長度測量示值誤差E1不大于軸向長度zui大允許示值誤差MPEE1
— 21組長度測量值，允許zui多有3組，其中三次重復測量中有一次超出制造商規(guī)定的E值。對超差的測量長度，在相應(yīng)的方位重復測10次。
5.2 探測誤差的校準
探針位置——按制造商限定范圍任意配置，一般用20mm的測桿。
校準過程——在標準球上選取25個探測點進行探測，探測點須均布。
探測點建議：極點上一點；極點下30 º 4點均布；極點下60 º 8點均布，相對上組旋轉(zhuǎn)22.5 º ；極點下90 º 12點均布，相對前一組旋轉(zhuǎn)20 º 。
結(jié)果處理：用25個測量值計算出zui小二乘球中心，求出25個測點到球心的距離R，P=RMAX-RMIN
綜合性評定：探測誤差P不大于zui大允許探測誤差MPEP，允許重復再測一次。
6、復校時間間隔
復校（檢定）周期：建議為1年
當中間檢查發(fā)生突變時，應(yīng)及時查明原因，排除故障重新校準。
附錄
中 間 檢 查
在坐標測量機復校間隔內(nèi)進行定期中間檢查是坐標測量機用戶的責任。其作用是確認校準的有效性。中間檢查是使用簡單工具了解坐標測量機性能的變化。長度測量誤差和探測誤差可以作為中間檢查的指標。
長度測量誤差的中間檢查可以使用各種明確定義了特征參數(shù)的標準器。標準器的特征參數(shù)必須穩(wěn)定，機械結(jié)構(gòu)堅固，表面粗糙度不應(yīng)顯著影響測量不確定度。根據(jù)坐標測量機的測量任務(wù)，建議選擇下列標準器：
——量塊
三坐標測量機的國家標準與規(guī)范的差異
| GB/T16857.2—1997 | JJF1064—2000 | |
| 時間 | 1997.6 | 2000.3 |
| 適用范圍 | 明確規(guī)定性能評定的三種檢測方法：驗收檢測；周期復檢；中間檢測 | 適用于坐標測量機的校準 |
| 性能表示 | a. 長度測量示值誤差（E）三個表達式：E=A+L/K£B； E=A+L/K； 無圖示 E=B b. 探測誤差（R） | a. 長度測量zui大允許示值誤差（MPEE）三個表達式： MPEE = ±[ （A+L/K） £B ] ； MPEE = ± （A+L/K） ； 有圖示 MPEE = ±B b. 軸向長度測量zui大允許示值誤差（MPEE1）三個表達式： MPEE 1= ±[ （A1+L/K1） £ B1]； MPEE1 = ± （A1+L/K1） 有圖示 MPEE1 = ±B1 c. zui大允許探測誤差（MPEP） |
| 量塊的方位 | 由用戶任意選定7個方位 | a. 7個方位至少應(yīng)包含四個空間對角線方位。 b. zui長量塊超過1m，zui長軸小于2m的測量機增加測量方位12個，其中至少有6個空間方位。 c. 2m以上測量機測12個方位同時用激光測6個位置示值誤差。 |
| 實物標準器 | 量塊或步距規(guī) | 量塊、步距規(guī)、球板、孔板 |
| 實物標準器的精度要求 | a. 標準器的不確定度小于E值的20% b. 標準球直徑10-50mm，通常采用直 徑不超過30mm的球。 | a. 沒有明確要求。 b. 標準球直徑10-50mm. |
| 標準球的方位及觸測位置 | 隨機取25個典型點，點在半球上盡量均勻。半球的方位由用戶選定。 | 半球方位由用戶選定，建議25點分四層均布。 |
| 環(huán)境條件 | 以附錄表格形式提出 | 對環(huán)境溫度特別重視，一周溫度記錄空間測溫不少于四點 |
幾類校準方法的比較
各類標準的性能指標實例：
B89性能指標（美國標準）用RenishawTP2-5五方向測頭作標準性能測試
線性位移X-Axis（mm）4.4 （.00017”）
精度Y-Axis（mm）5.2 （.00020”）
Z-Axis（mm）3.8 （.00015”）
空間性能
（mm） 8.8 （.00035”）
球棒長度 （mm） 550 （21.6”）
重復性 （mm） 3.3 （.00013”）
VDI/VDE 性能指標（歐洲標準）
U1 （mm）3.5+3.9L/1000
U3 （mm） 3.8+4.1L/1000
L=以mm為單位的測量長度
ISO 10360-2性能指標
E: （mm）3.8+L/245
R: （mm） 6.2
JIS性能指標（日本標準）
U1 X: （mm） 3.5+3.9L/1000 £5.5
U1 Y: （mm） 3.5+3.9L/1000 £6.6
U1 Z: （mm） 3.5+3.9L/1000 £5.5
U3: （mm） 3.8+4.1L/1000 £5.9
L=以mm為單位的測量長度
關(guān)鍵詞：數(shù)控雕銑機,雕銑機,影像儀,影像測量儀,三坐標測量機,三坐標測量儀 資料來源：寧波怡信光電科技有限公司/。轉(zhuǎn)載請注明出處。