三坐標測量機技術校準規范

更新時間：2012-08-09 點擊次數：7261

三坐標測量機技術校準規范

依中華人民共和國國家計量校準規范“三坐標測量機校準規范”<< JJF 1064－2000>>

本規范經國家質量技術監督局于2000年03月07日批準并自2000年07月01日起執行

歸口單位：全國幾何量長度計量技術委員會

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程 JJG 146— 1994 量塊

中華人民共和國計量技術規范 JJF 1001— 1998 通用計量術語及定義

中華人民共和國計量技術規范 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—— 常數項，mm，由坐標測量機制造商提供或由用戶根據需要確定；

L——被測長度，mm;

K——無量綱常數，由坐標測量機制造商提供或由用戶根據需要確定；

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需要確定。

4、校準條件

4.1 長度測量標準器:“經校準的量塊”

4.2 環境條件

4.2 .1環境條件要求

1．設備應安裝于避光、避潮、避震及無塵恒溫室內；

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環境條件的測量

實驗室環境溫度應有記錄。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——在制造商規定范圍內任意配置

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A較小的：用工作面確定長度方向。（上圖一）

常數A較大的：用標準器的側面確定長度方向。（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——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誤差的軟件，可以對示值進行系統誤差修正；

當用戶具備了規定的環境條件時，除測量機數據處理系統原有誤差自動修正外，不允許對計算機輸出結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定的E值。對超差的測量長度，在相應的方位重復測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22.5 º ；極點下90 º 12點均布，相對前一組旋轉20 º 。

結果處理：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

當中間檢查發生突變時，應及時查明原因，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的標準器。標準器的特征參數必須穩定，機械結構堅固，表面粗糙度不應顯著影響測量不確定度。根據坐標測量機的測量任務，建議選擇下列標準器：

——量塊

三坐標測量機的國家標準與規范的差異

GB/T16857.2—1997	JJF1064—2000
時間	1997.6	2000.3
適用范圍	明確規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	量塊、步距規、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。
環境條件	以附錄表格形式提出	對環境溫度特別重視，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

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