基于三坐标机直线度测量中采样间距的研究

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1、102基于三坐标机直线度测量中采样间距的研究工具技术侯学锋华侨大学摘要：基于三坐标测量机对直线度测量采样间距进行研究，根据采样数据用最小二乘法评定直线度误差，然后对评定结果进行分析比较，得到出用三坐标机进行直线度测量时采样间距与尺寸大小及精度之间的关系，并提出了今后的研究方向及内容。关键词：三坐标测量机，直线度误差，采样间距，尺寸，精度琢赋甜chofS锄叩UIlgspaciIlgillM切圈l—ngst阿埘l仃le鹤Based佃(烈ⅡⅥHouXuefbngA随t馏ct：The8踟plingspacinginn

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3、egairled，alsotllefutureresearchdirectiollsandcontemsarepresemed．Key删ms：CMM，枷ghnle鹪erIDr，删l】gspaciIlg，diImllsi∞，precision1引言直线度误差是几何量测量中形位误差的最基本参数之一，也是评价机械产品质量的重要指标之一。GB／I’11336—2004规定：直线度误差是被测实际直线对其理想直线的变动量，理想直线的位置应符合最小条件¨J。直线度的测量方法很多，需要选择适当的方法获得测量数据，然后进行数据

4、处理得到直一线度误差值。目前，在直线度测量中，测量装置拾取的只是被测表面全部要素中的一部分，而且又是离散数据，并非全部信息。因此，如何正确选取采样间距就显得十分重要。如果间距过大，则丢失信息太多，不能真实地反映被测要素，影响测量结果(一般说来，此时结果有偏小趋势)；反之，如果采样间距过小，则容易引入一些干扰信号和其他无用信号，同样给测量带来影响，而且还给出大量无用数据，使测量和评定效率下降(此时，测量结果一般偏大怛j)。对于如何选用一定的采样间距准确地检测对象的直线度，国家标准对采样点的分布只做出了定性的描述

5、，目前尚未见到专门的论著和文献。本文基于三坐标测量机对直线度测量采样间距进行研究，揭示测量点数及其分布与测量结果的内在关系。2试验方法及过程国家标准规定测量截面的布置、测量点的数目及其布置方法，应根据被测要素的结构特征、功能要收稿日期：200r7年lO月求和加工工艺等因素决定。本文在直线度误差测量与评定过程中，将采用相同的测量设备、一致的测量温度和测量力、对所测量结果采用相同的最小二乘法评定，从而对采样方案与测量结果进行定量研究与分析。本文将分别对精度不变时采样间距与尺寸大小的关系及尺寸不变时采样间距与精度的

6、关系两种情况进行讨论。根据直线度误差测量的原理，本试验以一个磨面和模块端面为对象进行给定平面直线度试验的测量。所用测量设备为G10balFX777型三坐标测量机，选用sP600测头，其测量不确定度为3脚。具体的试验步骤如下：(1)首先把擦洗干净后的被测对象A放在Glob—alFX777型三坐标测量机工作台上，用SP600测头手动测量要素建立零件坐标系；(2)在零件坐标系下，初步确定所测对象的评定长度，在DCCmode下对对象A上的不同尺寸都采用均匀分布的不同扫描密度自动测量采集；(3)直接拷贝测量软件上的数据

7、到记事本上，然后借助Poweredit软件提取坐标戈和ty的数据，并按不同密度扫描采集的数据保存在相应的记事本上；(4)将上述提取的数据在Matlab软件上进行最小二乘法的评定和相关处理；(5)记录和整理所处理的结果，然后进行比较和分析。上述过程为在同一精度等级下不同尺寸大小的试验，下面还需要做一组在同一尺寸下不同精度等级的试验。与同一精度等级下试验的唯一区别是：把上面的步骤2改为在不同对象A、B上的同一尺20∞年第42卷№6寸采用均匀分布的不同扫描密度自动测量采集(如图1和图2所示)。图1对对象A的试验实物

8、图图2对对象B的试验实物图3试验结果及分析(1)首先对第一组试验数据(对同一被测对象不同尺寸大小的测量)进行处理和记录，处理结果如表1所示。表1对磨面不同长度的测量数据评定处理结果扫描密度(耐nts／一)0．51234510尺寸(mm)L=505．66．27．67．2亍．67．7尺寸(m)￡=1027．26．36．55．86．76．96．2对表1评定长度现查《机械精度设计与检测技术》[3]的表4—1