三坐標(biāo)測量機(jī)技術(shù)校準(zhǔn)規(guī)范

更新時(shí)間：2012-08-09 點(diǎn)擊次數(shù)：6880

依中華人民共和國國家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范“三坐標(biāo)測量機(jī)校準(zhǔn)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(zhǔn)并自2000年07月01日起執(zhí)行

歸口單位：全國幾何量長度計(jì)量技術(shù)委員會(huì)

主要起草單位：中國計(jì)量科學(xué)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(jī)密機(jī)械研究所

機(jī)械科學(xué)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(biāo)系坐標(biāo)測量機(jī)的校準(zhǔn)。不包括對坐標(biāo)測量機(jī)上的旋轉(zhuǎn)工作臺的校準(zhǔn)。

2、引用文獻(xiàn)

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 16857.2—1997 eqv ISO 10362—2 :1994坐標(biāo)計(jì)量學(xué)第二部分：坐標(biāo)測量機(jī)的性能評定

中華人民共和國計(jì)量檢定規(guī)程 JJG 146— 1994 量塊

中華人民共和國計(jì)量技術(shù)規(guī)范 JJF 1001— 1998 通用計(jì)量術(shù)語及定義

中華人民共和國計(jì)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(biāo)準(zhǔn) GB/T 15481—1995 校準(zhǔn)和檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求

3、計(jì)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(xiàng)，mm，由坐標(biāo)測量機(jī)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(biāo)測量機(jī)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(biāo)測量機(jī)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(biāo)測量機(jī)探測誤差允許的zui大值，由坐標(biāo)測量機(jī)制造商提供或由用戶根據(jù)需要確定。

4、校準(zhǔn)條件

4.1 長度測量標(biāo)準(zhǔn)器:“經(jīng)校準(zhǔn)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?xì)怏w、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(biāo)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(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度應(yīng)有記錄。校準(zhǔn)時(shí)需檢查至當(dāng)日的一周溫度記錄。

測量過程中應(yīng)測量和記錄坐標(biāo)測量機(jī)的溫度變化和溫度梯度的情況。測量點(diǎn)應(yīng)不少于4點(diǎn)，分布在不同方向和不同高度。

5、校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法

5.1使用量塊進(jìn)行長度測量示值誤差校準(zhǔn)（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(biāo)準(zhǔn)器的方位——7個(gè)不同方位，至少包含四個(gè)空間對角線方向。

C. 量塊數(shù)及長度的選擇——每個(gè)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)器的側(cè)面確定長度方向。（上圖二）

E.長度測量值——量塊兩個(gè)工作面上兩點(diǎn)間沿標(biāo)準(zhǔn)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(gè)長度測量值。

G .校準(zhǔn)結(jié)果的處理——對所有63個(gè)長度測量值計(jì)算其E和E1

a.標(biāo)準(zhǔn)器的校準(zhǔn)值（帶修正量的值）作為約定的真值。

b.三坐標(biāo)測量機(jī)有修正系統(tǒng)誤差的軟件，可以對示值進(jìn)行系統(tǒng)誤差修正；

當(dāng)用戶具備了規(guī)定的環(huán)境條件時(shí)，除測量機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)原有誤差自動(dòng)修正外，不允許對計(jì)算機(jī)輸出結(jié)果進(jìn)行溫度或其他因素的人工修正；

當(dāng)被測測量機(jī)軟件帶有溫度修正功能時(shí)，可以進(jìn)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(fù)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(fù)測10次。

5.2 探測誤差的校準(zhǔn)

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(zhǔn)過程——在標(biāo)準(zhǔn)球上選取25個(gè)探測點(diǎn)進(jìn)行探測，探測點(diǎn)須均布。

探測點(diǎn)建議：極點(diǎn)上一點(diǎn)；極點(diǎn)下30 º 4點(diǎn)均布；極點(diǎn)下60 º 8點(diǎn)均布，相對上組旋轉(zhuǎn)22.5 º ；極點(diǎn)下90 º 12點(diǎn)均布，相對前一組旋轉(zhuǎn)20 º 。

結(jié)果處理：用25個(gè)測量值計(jì)算出zui小二乘球中心，求出25個(gè)測點(diǎn)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(fù)再測一次。

6、復(fù)校時(shí)間間隔

復(fù)校（檢定）周期：建議為1年

當(dāng)中間檢查發(fā)生突變時(shí)，應(yīng)及時(shí)查明原因，排除故障重新校準(zhǔn)。

附錄

中間檢查

在坐標(biāo)測量機(jī)復(fù)校間隔內(nèi)進(jìn)行定期中間檢查是坐標(biāo)測量機(jī)用戶的責(zé)任。其作用是確認(rèn)校準(zhǔn)的有效性。中間檢查是使用簡單工具了解坐標(biāo)測量機(jī)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(biāo)。

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(biāo)準(zhǔn)器。標(biāo)準(zhǔn)器的特征參數(shù)必須穩(wěn)定，機(jī)械結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，表面粗糙度不應(yīng)顯著影響測量不確定度。根據(jù)坐標(biāo)測量機(jī)的測量任務(wù)，建議選擇下列標(biāo)準(zhǔn)器：

——量塊

三坐標(biāo)測量機(jī)的國家標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的差異

GB/T16857.2—1997	JJF1064—2000
時(shí)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(yàn)收檢測；周期復(fù)檢；中間檢測	適用于坐標(biāo)測量機(jī)的校準(zhǔn)
性能表示	a. 長度測量示值誤差（E）三個(gè)表達(dá)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(gè)表達(dá)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(gè)表達(dá)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(gè)方位	a. 7個(gè)方位至少應(yīng)包含四個(gè)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(jī)增加測量方位12個(gè)，其中至少有6個(gè)空間方位。 c. 2m以上測量機(jī)測12個(gè)方位同時(shí)用激光測6個(gè)位置示值誤差。
實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器	量塊或步距規(guī)	量塊、步距規(guī)、球板、孔板
實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器的精度要求	a. 標(biāo)準(zhǔn)器的不確定度小于E值的20% b. 標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)球直徑10-50mm.
標(biāo)準(zhǔn)球的方位及觸測位置	隨機(jī)取25個(gè)典型點(diǎn)，點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)

幾類校準(zhǔn)方法的比較

各類標(biāo)準(zhǔn)的性能指標(biāo)實(shí)例：

B89性能指標(biāo)（美國標(biāo)準(zhǔn)）用RenishawTP2-5五方向測頭作標(biāo)準(zhǔn)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(fù)性（mm） 3.3 （.00013”）

VDI/VDE 性能指標(biāo)（歐洲標(biāo)準(zhǔn)）

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(biāo)

E: （mm）3.8+L/245

R: （mm） 6.2

JIS性能指標(biāo)（日本標(biāo)準(zhǔn)）

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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