坐標(biāo)測(cè)量機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范

JJF1064—20101坐標(biāo)測(cè)量機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于三維直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)校準(zhǔn)。驗(yàn)收檢測(cè)可參照?qǐng)?zhí)行。坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的實(shí)際配置差異很大,校準(zhǔn)時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況選擇相關(guān)的計(jì)量特性。2引用文獻(xiàn)凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本規(guī)范,但根據(jù)本規(guī)范達(dá)成協(xié)議的各方可協(xié)商是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本文件。GB/T16857.1—2002產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范(GPS)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的驗(yàn)收檢測(cè)和復(fù)檢檢測(cè)第1部分:詞匯GB/T16857.2—2006產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的驗(yàn)收檢測(cè)和復(fù)檢檢測(cè)第2部分:用于測(cè)量尺寸的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)ISO10360-3:2000產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范(GPS)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的驗(yàn)收檢測(cè)和復(fù)檢檢測(cè)第3部分:配置轉(zhuǎn)臺(tái)軸線作為第四軸的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(GeometricalProductSpeci-fications(GPS)—Acceptanceandreverificationtestsforcoordinatemeasuringmachines(CMM)—Part3:CMMswiththeaxisofarotarytableasthefourthaxis)GB/T16857.4—2003產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范(GPS)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的驗(yàn)收檢測(cè)和復(fù)檢檢測(cè)第4部分:在掃描模式下使用的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)GB/T16857.5—2004產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范(GPS)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的驗(yàn)收檢測(cè)和復(fù)檢檢測(cè)第5部分:使用多探針探測(cè)系統(tǒng)的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)VDI/VDE2617Part6.1坐標(biāo)測(cè)量機(jī)準(zhǔn)確度:計(jì)量特性及其測(cè)試,光學(xué)測(cè)頭坐標(biāo)測(cè)量機(jī),ISO10360在配置二維光學(xué)測(cè)頭的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上的應(yīng)用指南(Accuracyofco-ordinatemeasuringmachines:Characteristicsandtheirtesting.Coordinatemeasuringmachineswithopticalprobing,CodeofpracticefortheapplicationofDINENISO10360tocoordinatemeasuringmachineswithopticalsensorsforlateralstructures.May.2007)ISO/TS23165:2006產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范(GPS)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)檢測(cè)不確定度的評(píng)估指南(Geometricalproductspecifications(GPS)—Guidelinesfortheevaluationofcoordinatemeasuringmachine(CMM)testuncertainty)GB/T18779.1產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范(GPS)工件與測(cè)量設(shè)備的測(cè)量檢驗(yàn)第1部分:按規(guī)范檢驗(yàn)合格或不合格的判定規(guī)則JJF1130—2003JJF1001—1998JJF1059—1999JJF1094—2002幾何量測(cè)量設(shè)備校準(zhǔn)中的不確定度評(píng)定指南通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義測(cè)量不確定度評(píng)定與表示測(cè)量?jī)x器特性評(píng)定JJF1064—201023術(shù)語(yǔ)和定義本規(guī)范采用下列術(shù)語(yǔ)和定義,及所有JJF1001、GB/T16857.1中的術(shù)語(yǔ)和定義(其中部分術(shù)語(yǔ)和定義摘錄如下):3.1坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量方案measurementstrategyofCMM使用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)某工件進(jìn)行測(cè)量時(shí),工件在測(cè)量空間的安裝位置,坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的探針配置,探測(cè)點(diǎn)的數(shù)目和分布,測(cè)量方法(如點(diǎn)位測(cè)量、掃描測(cè)量、對(duì)中測(cè)量等),環(huán)境條件,評(píng)定方法等的總和。3.2(三維)探測(cè)誤差(P)probingerror用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)定球形實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器的半徑變化范圍。3.3二維測(cè)頭探測(cè)誤差(PF2D)probingerrorof2Dsensor將二維靶標(biāo)沿平行于測(cè)量平面放置,移動(dòng)二維測(cè)頭,采用離散點(diǎn)探測(cè)模式測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器,經(jīng)過(guò)最小二乘法擬合得到二維靶標(biāo)圓心。測(cè)量點(diǎn)到圓心距離的變化量為二維測(cè)頭探測(cè)誤差。3.4影像測(cè)頭探測(cè)誤差(PFV)probingerroroftheimagingprobe將二維靶標(biāo)沿平行于測(cè)量平面放置,不移動(dòng)影像測(cè)頭,采用離散點(diǎn)探測(cè)模式測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器,經(jīng)過(guò)最小二乘法擬合得到二維靶標(biāo)圓心。測(cè)量點(diǎn)到圓心距離的變化量為影像測(cè)頭探測(cè)誤差。注:1測(cè)量時(shí),不得進(jìn)行測(cè)頭和標(biāo)準(zhǔn)器之間的移動(dòng)。2PFV只適用于能在影像測(cè)頭視場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行測(cè)量的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。3.5尺寸測(cè)量示值誤差(E)errorofindicationofaCMMforsizemeasurement移動(dòng)測(cè)頭從相反兩方向接近探測(cè)點(diǎn),測(cè)定尺寸實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器的兩測(cè)量要素(平面、線段等)間的法向(與一個(gè)面或線正交的)兩相對(duì)點(diǎn)間距離的示值誤差。注:當(dāng)測(cè)頭只能從一個(gè)方向進(jìn)行測(cè)量時(shí),可以用同方向測(cè)量要素尺寸測(cè)量的示值誤差,但須進(jìn)行說(shuō)明。3.6影像測(cè)頭尺寸測(cè)量誤差(EV)imagingprobelengthmeasurementerror將短線紋尺沿平行于測(cè)量平面放置于視場(chǎng)內(nèi)的任意位置。不移動(dòng)影像測(cè)頭,采用離散點(diǎn)探測(cè)模式測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器,測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)器實(shí)際值的差值。注:1測(cè)量時(shí),不得進(jìn)行測(cè)頭和標(biāo)準(zhǔn)器之間的移動(dòng)。2EV只適用于能在影像測(cè)頭視場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行測(cè)量的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。3.7徑向四軸誤差(FR)radialfour-axiserror用轉(zhuǎn)臺(tái)的軸線作為第四軸的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在工件坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)測(cè)得的檢測(cè)球中心位置誤差的徑向分量。3.8切向四軸誤差(FT)tangentialfour-axiserror用轉(zhuǎn)臺(tái)的軸線作為第四軸的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在工件坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)測(cè)得的檢測(cè)球中心位置誤差的切向分量。JJF1064—201033.9軸向四軸誤差(FA)axialfour-axiserror用轉(zhuǎn)臺(tái)的軸線作為第四軸的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在工件坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)測(cè)得的檢測(cè)球中心位置誤差的軸向分量。3.10掃描探測(cè)誤差(THP)scanningprobingerror按照高點(diǎn)密度,規(guī)定軌跡進(jìn)行掃描測(cè)量獲得的檢測(cè)球半徑值變化的范圍。3.11掃描檢測(cè)時(shí)間(τHP)timeforscanningtest由掃描探測(cè)誤差THP規(guī)定的程序,從掃描順序第1步開(kāi)始到掃描順序結(jié)束所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。3.12固定多探針探測(cè)系統(tǒng)形狀誤差(MF)fixedmultiple-stylusprobingsystemformerror在坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上用固定多探針以離散點(diǎn)探測(cè)方式在檢測(cè)球上進(jìn)行測(cè)量,用最小二乘法擬合計(jì)算,得到的檢測(cè)球半徑示值變化的范圍。3.13固定多探針探測(cè)系統(tǒng)尺寸誤差(MS)fixedmultiple-stylusprobingsystemsizeerror在坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上用固定多探針以離散點(diǎn)探測(cè)方式在檢測(cè)球上進(jìn)行測(cè)量,用最小二乘法擬合計(jì)算,得到的檢測(cè)球直徑示值的誤差。3.14固定多探針探測(cè)系統(tǒng)位置誤差(ML)fixedmultiple-stylusprobingsystemloca-tionerror在坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上用固定多探針以離散點(diǎn)探測(cè)方式在檢測(cè)球上進(jìn)行測(cè)量,用最小二乘法擬合計(jì)算,得到的檢測(cè)球中心坐標(biāo)變化的范圍。3.15萬(wàn)向探測(cè)系統(tǒng)形狀誤差(AF)articulatedprobingsystemformerror在坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上用萬(wàn)向探測(cè)系統(tǒng)以離散點(diǎn)探測(cè)方式在檢測(cè)球上進(jìn)行測(cè)量,用最小二乘法擬合計(jì)算,得到的檢測(cè)球半徑示值變化的范圍。3.16萬(wàn)向探測(cè)系統(tǒng)尺寸誤差(AS)articulatedprobingsystemsizeerror在坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上用萬(wàn)向探測(cè)系統(tǒng)以離散點(diǎn)探測(cè)方式在檢測(cè)球上進(jìn)行測(cè)量,用最小二乘法擬合計(jì)算,得到的檢測(cè)球直徑示值的誤差。3.17萬(wàn)向探測(cè)系統(tǒng)位置誤差(AL)articulatedprobingsystemlocationerror在坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上用萬(wàn)向探測(cè)系統(tǒng)以離散點(diǎn)探測(cè)方式在檢測(cè)球上進(jìn)行測(cè)量,用最小二乘法擬合計(jì)算,得到的檢測(cè)球中心坐標(biāo)變化的范圍。3.18影像測(cè)頭變倍探測(cè)誤差(PZFV)probingerrorofthezoomimagingprobe采用變倍影像測(cè)頭的坐標(biāo)測(cè)量機(jī),測(cè)量同一個(gè)圓形目標(biāo),不同倍率下目標(biāo)圓心坐標(biāo)的示值變化范圍。3.19視場(chǎng)fieldofview通過(guò)影像探測(cè)系統(tǒng)看到的區(qū)域。(見(jiàn)圖1)3.20測(cè)量窗measuringwindow視場(chǎng)中用于確定測(cè)量點(diǎn)(集)的區(qū)域。(見(jiàn)圖1)注:根據(jù)不同的影像測(cè)頭坐標(biāo)測(cè)量機(jī)或同一臺(tái)影像測(cè)頭坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的不同應(yīng)用,測(cè)量窗的大小和方向會(huì)有許多非常不同的選擇。JJF1064—201043.21(二維探測(cè)系統(tǒng)的)測(cè)量平面measuringplane(ofthe2Dprobingsystem)由二維探測(cè)系統(tǒng)決定的二維平面。圖1影像探測(cè)系統(tǒng)1—照相機(jī)或其他捕捉被測(cè)物表面影像的系統(tǒng);2—影像探測(cè)系統(tǒng)的各種光學(xué)元件;3—被測(cè)物;4—視場(chǎng)(物方);5—視場(chǎng)(像方);6—測(cè)量窗;7—測(cè)量點(diǎn)4概述坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是由機(jī)械主機(jī)、位移傳感器、探測(cè)系統(tǒng)、控制部分和測(cè)量軟件等組成的測(cè)量系統(tǒng)。通過(guò)測(cè)頭對(duì)被測(cè)物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng),可以對(duì)各種復(fù)雜形狀的三維零件表面坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的配置不同,測(cè)量可以手動(dòng)、機(jī)動(dòng)或自動(dòng)進(jìn)行。通過(guò)增加不同附件,如旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)、旋轉(zhuǎn)測(cè)座、多探針組合、接觸或非接觸測(cè)頭等,可以提高測(cè)量的靈活性和適用范圍。通過(guò)人機(jī)對(duì)話,可以在計(jì)算機(jī)控制下完成全部測(cè)量的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理工作。測(cè)量尺寸是坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的基本功能。坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可以進(jìn)行多種不同的配置組合,以滿足對(duì)多種多樣被測(cè)對(duì)象和被測(cè)參數(shù)的測(cè)量需要,包括:—三維測(cè)頭;—二維測(cè)頭;—影像測(cè)頭;—一維測(cè)頭(如激光測(cè)頭);—旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)作為第四軸;—具有掃描模式;—多探針組合或采用旋轉(zhuǎn)測(cè)座;—多種探測(cè)系統(tǒng)組合等。5計(jì)量特性5.1探測(cè)誤差5.1.1(三維)探測(cè)誤差(P)JJF1064—201055.1.2二維測(cè)頭探測(cè)誤差(PF2D)5.1.3影像測(cè)頭探測(cè)誤差(PFV)5.1.4影像測(cè)頭變倍探測(cè)誤差5.2尺寸測(cè)量示值誤差(E)5.3影像測(cè)頭尺寸測(cè)量誤差(EV)5.4四軸誤差5.5掃描探測(cè)誤差(THP)5.6多探針探測(cè)系統(tǒng)誤差5.6.1固定多探針探測(cè)系統(tǒng)誤差(MF,MS,ML)5.6.2萬(wàn)向探測(cè)系統(tǒng)誤差(AF,AS,AL)6校準(zhǔn)條件6.1環(huán)境條件6.1.1環(huán)境條件要求環(huán)境條件的允許極限,在校準(zhǔn)時(shí)由用戶規(guī)定,在驗(yàn)收檢測(cè)中按合同規(guī)定。環(huán)境條件在允許極限內(nèi),測(cè)量結(jié)果均有效。6.1.2環(huán)境溫度的測(cè)量測(cè)量過(guò)程中應(yīng)測(cè)量和記錄環(huán)境的溫度變化情況。6.2測(cè)頭系統(tǒng)配置需考慮規(guī)定的最大允許誤差對(duì)應(yīng)的測(cè)頭系統(tǒng)配置的極限(探針、探針加長(zhǎng)桿、探針?lè)较颉⑻结樝到y(tǒng)的重量、影像測(cè)頭物鏡放大倍數(shù)、照明條件等)。這些極限在驗(yàn)收檢測(cè)中按合同規(guī)定;在校準(zhǔn)中由用戶規(guī)定。掃描探測(cè)誤差應(yīng)使用標(biāo)稱直徑3mm的球端探針進(jìn)行檢測(cè)。多探針探測(cè)系統(tǒng)誤差檢測(cè)中使用的探針應(yīng)是在許可范圍內(nèi)的,即應(yīng)具有相同的材料、相同的探針桿直徑和名義長(zhǎng)度,相同的探針針頭質(zhì)量。當(dāng)探針長(zhǎng)度不可能完全相等時(shí),探針長(zhǎng)度有6mm或10%的名義長(zhǎng)度差異也是可以的。驗(yàn)收檢測(cè)或校準(zhǔn)時(shí),用戶可在限定的范圍內(nèi)隨意選擇探針的配置形式。6.3操作條件坐標(biāo)測(cè)量機(jī)運(yùn)動(dòng)應(yīng)平穩(wěn),無(wú)部件干涉引起的噪聲。運(yùn)動(dòng)范圍達(dá)到要求。量機(jī)。應(yīng)遵守說(shuō)明書中列舉的以下方面:a)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)啟動(dòng)/預(yù)熱周期;b)探測(cè)系統(tǒng)的配置和組裝;c)探針針頭和標(biāo)準(zhǔn)球的清潔程序;d)探測(cè)系統(tǒng)的標(biāo)定程序。注:在進(jìn)行探測(cè)系統(tǒng)標(biāo)定前,需先清潔探針針頭和標(biāo)準(zhǔn)器,清除可能影響測(cè)量或檢測(cè)結(jié)果的殘JJF1064—201066.4標(biāo)準(zhǔn)器6.4.1尺寸實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器對(duì)使用接觸式探測(cè)系統(tǒng)的坐標(biāo)測(cè)量機(jī),采用量塊或步距規(guī)作為尺寸實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器,最短長(zhǎng)度≤30mm,最大長(zhǎng)度不小于空間對(duì)角線的66%,共五個(gè)不同尺寸。其他尺寸應(yīng)使測(cè)量長(zhǎng)度間隔基本均勻。標(biāo)準(zhǔn)器的長(zhǎng)度應(yīng)經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)。對(duì)使用影像探測(cè)系統(tǒng)的坐標(biāo)測(cè)量機(jī),采用標(biāo)準(zhǔn)線紋尺作為尺寸實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器,最短長(zhǎng)度≤30mm,最大長(zhǎng)度不小于空間對(duì)角線的66%,共五個(gè)不同尺寸。其他尺寸應(yīng)使測(cè)量長(zhǎng)度間隔基本均勻。標(biāo)準(zhǔn)器的長(zhǎng)度應(yīng)經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)。注:當(dāng)最大長(zhǎng)度無(wú)法達(dá)到空間對(duì)角線的66%時(shí),可以考慮采用附錄B的補(bǔ)充測(cè)量。評(píng)價(jià)影像測(cè)頭尺寸測(cè)量誤差EV的標(biāo)準(zhǔn)器,可采用10mm長(zhǎng)度短線紋尺,刻劃間隔不大于0.1mm。6.4.2檢測(cè)球檢測(cè)球應(yīng)滿足表1要求,根據(jù)需要選擇。表1檢測(cè)球的要求和適用項(xiàng)目序號(hào)名稱規(guī)格要求適用項(xiàng)目探測(cè)誤差多探針探測(cè)誤差掃描探測(cè)誤差誤差1掃描檢測(cè)球?25mm鋼制;標(biāo)稱直徑25mm;硬度不低于HV800;表面粗糙度Ra不大于0.05μm;直徑和形狀經(jīng)校準(zhǔn)+++ 2檢測(cè)球?10mm~?30mm直徑和形狀經(jīng)校準(zhǔn)++ 3檢測(cè)球組(兩個(gè)球)?10mm~?30mm形狀經(jīng)校準(zhǔn) +注:“+”表示適用,“-”表示不適用。6.4.3二維靶標(biāo)二維靶標(biāo)應(yīng)滿足表2要求,根據(jù)需要選擇。表2二維靶標(biāo)的要求和適用項(xiàng)目序號(hào)名稱規(guī)格要求適用項(xiàng)目二維測(cè)頭探測(cè)誤差PF2D影像測(cè)頭探測(cè)誤差PFV影像測(cè)頭變倍探測(cè)誤差PZFV4圓形靶標(biāo)?20mm~?50mm形狀經(jīng)校準(zhǔn)+--5圓形靶標(biāo)?0.1mm~?1mm形狀經(jīng)校準(zhǔn)-++6環(huán)規(guī)?5mm~?25mm形狀經(jīng)校準(zhǔn)+--注:“+”表示適用,“-”表示不適用。JJF1064—201077校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法7.1探測(cè)誤差7.1.1(三維)探測(cè)誤差(P)7.1.1.1原理探測(cè)誤差校準(zhǔn)方法的原理:通過(guò)確定測(cè)量點(diǎn)到最小二乘擬合球球心距離的范圍,評(píng)價(jià)三維探測(cè)誤差P是否符合規(guī)定的最大允許探測(cè)誤差MPEP。7.1.1.2程序1)根據(jù)表1選擇檢測(cè)球。2)在允許的極限內(nèi),用戶可以任意選擇探針的方向和檢測(cè)球的安裝位置。3)安裝檢測(cè)球。檢測(cè)球應(yīng)安裝牢固,以減小晃動(dòng)引入的誤差。4)建議探針的方向不平行于坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的任一軸。注:探針?lè)较蚝蜋z測(cè)球安裝位置的選擇可能明顯地影響測(cè)量結(jié)果。5)測(cè)量并記錄25個(gè)點(diǎn)。這些點(diǎn)應(yīng)盡量均勻分布在檢測(cè)球至少半個(gè)球上。點(diǎn)的分布位置應(yīng)由用戶規(guī)定,如果用戶沒(méi)有規(guī)定,建議下列探測(cè)分布(見(jiàn)圖2):—在檢測(cè)球的極點(diǎn)(探針?lè)较蛩x)一點(diǎn);—極點(diǎn)下22.5°四點(diǎn)(均勻分布);—極點(diǎn)下45°八點(diǎn)(均勻分布),相對(duì)于前一組點(diǎn)旋轉(zhuǎn)22.5°;—極點(diǎn)下67.5°四點(diǎn)(均勻分布),相對(duì)于前一組點(diǎn)旋轉(zhuǎn)22.5°;—極點(diǎn)下90°(即在赤道上)八點(diǎn)(均勻分布),相對(duì)于前一組點(diǎn)旋轉(zhuǎn)22.5°。圖2探測(cè)誤差測(cè)量點(diǎn)分布7.1.1.3測(cè)量結(jié)果的處理使用所有25個(gè)測(cè)量點(diǎn),計(jì)算最小二乘擬合球。對(duì)25個(gè)測(cè)量點(diǎn)分別計(jì)算最小二乘半8徑距離R。計(jì)算探測(cè)誤差P,為25個(gè)最小二乘半徑距離的范圍:7.1.2二維測(cè)頭探測(cè)誤差(PF2D)P=Rmax-Rmin7.1.2.1原理二維測(cè)頭探測(cè)誤差校準(zhǔn)方法的原理:通過(guò)確定測(cè)量點(diǎn)到最小二乘擬合圓圓心距離的范圍,評(píng)價(jià)二維測(cè)頭探測(cè)誤差PF2D是否符合規(guī)定的最大允許探測(cè)誤差MPEP。F2D7.1.2.2程序根據(jù)表2選擇環(huán)規(guī)或圓形靶標(biāo)作為標(biāo)準(zhǔn)器。在允許的極限內(nèi),用戶可以任意選擇測(cè)頭的方向和標(biāo)準(zhǔn)器的安裝位置。在二維探測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量平面安裝標(biāo)準(zhǔn)器。標(biāo)準(zhǔn)器應(yīng)安裝牢固,以減小晃動(dòng)引入的誤差。測(cè)量并記錄25個(gè)點(diǎn)。這些點(diǎn)應(yīng)盡量均勻分布在標(biāo)準(zhǔn)器的圓周上。采用影像測(cè)頭時(shí),不同點(diǎn)之間必須通過(guò)移動(dòng)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)行瞄準(zhǔn),測(cè)量窗應(yīng)互不重疊(如圖3所示),并且分別位于視場(chǎng)的指定區(qū)域(如圖4所示)。每個(gè)點(diǎn)的測(cè)量允許重新對(duì)焦。7.1.2.3測(cè)量結(jié)果的處理使用所有25個(gè)測(cè)量點(diǎn),計(jì)算最小二乘擬合圓。對(duì)25個(gè)測(cè)量點(diǎn)分別計(jì)算最小二乘半徑距離R。計(jì)算探測(cè)誤差PF2D,為25個(gè)最小二乘半徑距離的范圍:PF2D=Rmax-Rmin圖3符合7.1.2.2節(jié)測(cè)量方式要求的視場(chǎng)、測(cè)量窗位置圖JJF1064—20109圖4測(cè)量各點(diǎn)時(shí)測(cè)量窗在視場(chǎng)中的位置7.1.3影像測(cè)頭探測(cè)誤差(PFV)7.1.3.1原理在坐標(biāo)測(cè)量機(jī)不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)條件下,利用視場(chǎng)內(nèi)不同點(diǎn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)器圓周進(jìn)行測(cè)量,確定測(cè)量點(diǎn)到最小二乘擬合圓圓心距離的范圍,評(píng)價(jià)影像測(cè)頭探測(cè)誤差PFV是否符合規(guī)定的最大允許探測(cè)誤差MPEP。FV7.1.3.2程序根據(jù)表2選擇圓形靶標(biāo)。靶標(biāo)直徑為視場(chǎng)大小的10%~30%。在允許的極限內(nèi),用戶可以任意選擇靶標(biāo)的安裝位置。但應(yīng)該特別注意確保不在探測(cè)系統(tǒng)標(biāo)定的位置。在影像測(cè)頭的測(cè)量平面安裝靶標(biāo)。靶標(biāo)應(yīng)安裝牢固,以減小晃動(dòng)引入的誤差。在靶標(biāo)的圓周上,通過(guò)互不重疊的測(cè)量窗測(cè)量并記錄25個(gè)點(diǎn)。這些點(diǎn)應(yīng)盡量均勻分布在靶標(biāo)的圓周上。測(cè)量過(guò)程中不移動(dòng)坐標(biāo)測(cè)量機(jī),不重新對(duì)焦。7.1.3.3測(cè)量結(jié)果的處理使用所有25個(gè)測(cè)量點(diǎn),計(jì)算最小二乘擬合圓。對(duì)25個(gè)測(cè)量點(diǎn)分別計(jì)算最小二乘半徑距離R。計(jì)算探測(cè)誤差PFV,為25個(gè)最小二乘半徑距離的范圍:7.1.4影像測(cè)頭變倍探測(cè)誤差(P=Rmax-Rmin7.1.4.1原理采用變倍的影像測(cè)頭時(shí),測(cè)頭變倍過(guò)程中成像系統(tǒng)的誤差可能引起像的位置變化。通過(guò)測(cè)量變倍過(guò)程中固定目標(biāo)的坐標(biāo),評(píng)定影像測(cè)頭變倍探測(cè)誤差。7.1.4.2程序10%~30%,最大倍率時(shí)可以在視場(chǎng)中獲得完整的靶標(biāo)像。在最小倍率位置對(duì)靶標(biāo)進(jìn)行測(cè)量,獲得靶標(biāo)坐標(biāo)(xmin,ymin);在中等倍率位置對(duì)靶標(biāo)進(jìn)行測(cè)量,獲得靶標(biāo)坐標(biāo)(xmid,ymid);在最大倍率位置對(duì)靶標(biāo)進(jìn)行測(cè)量,獲得靶標(biāo)坐標(biāo)(xmax,ymax)。中等倍率位置可以選取最小倍率和最大倍率的平均值,也可以通過(guò)預(yù)變倍過(guò)程找到認(rèn)為變倍誤差最大的位置,進(jìn)行測(cè)量。JJF1064—2010107.1.4.3測(cè)量結(jié)果的處理7.2,,)),,7.2.1尺寸測(cè)量示值誤差(E)7.2.1.1原理對(duì)于三維測(cè)頭,通過(guò)比較5個(gè)不同長(zhǎng)度尺寸實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器的校準(zhǔn)值和指示值,評(píng)價(jià)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是否符合規(guī)定的最大允許示值誤差MPEE。5個(gè)尺寸實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器放在測(cè)量空間的7個(gè)不同的方向或位置,各測(cè)量3次,共進(jìn)行105次測(cè)量。對(duì)于二維測(cè)頭,當(dāng)其可以進(jìn)行三維測(cè)量時(shí),與上述方法一致。7.2.1.2程序1)在允許的極限內(nèi),用戶可以任意選擇5個(gè)不同尺寸實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器的7個(gè)方向和位置。注:位置和方向的選擇可能明顯地影響測(cè)量結(jié)果。2)對(duì)所有7個(gè)不同的位置或方向重復(fù)下列步驟:在每個(gè)不同的方向或位置對(duì)5個(gè)尺寸實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器各測(cè)量3次,對(duì)外側(cè)或內(nèi)側(cè)進(jìn)行雙向測(cè)量。在標(biāo)準(zhǔn)器的兩個(gè)工作端面上各測(cè)量一個(gè)點(diǎn),尺寸測(cè)量值為兩點(diǎn)間沿標(biāo)準(zhǔn)器長(zhǎng)度方向的距離。7個(gè)不同的位置或方向至少包括4個(gè)不同的空間對(duì)角線方向。注:1當(dāng)使用的標(biāo)準(zhǔn)線紋尺沒(méi)有單邊標(biāo)準(zhǔn)值時(shí),可以使用線紋中心距離進(jìn)行評(píng)價(jià)。2為了確定標(biāo)準(zhǔn)器長(zhǎng)度方向需要進(jìn)行輔助測(cè)量。該輔助測(cè)量對(duì)每次測(cè)量分別進(jìn)行。3當(dāng)采用的二維測(cè)頭只能進(jìn)行二維測(cè)量和軸向測(cè)量時(shí),例如光纖測(cè)頭,在測(cè)量平面進(jìn)行4次測(cè)量,至少包含2個(gè)對(duì)角線方向;使用其他測(cè)頭,例如影像測(cè)頭,再對(duì)空間對(duì)角線方向的刻線尺進(jìn)行3個(gè)方向的測(cè)量,使測(cè)量數(shù)據(jù)組合總數(shù)達(dá)到105個(gè),進(jìn)行處理。7.2.1.3測(cè)量結(jié)果的處理對(duì)105個(gè)測(cè)量值與尺寸實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器的約定真值之差,計(jì)算每一個(gè)尺寸測(cè)量的示值誤差E。實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器的約定真值取尺寸實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器兩個(gè)測(cè)量表面之間尺寸的校準(zhǔn)值。只有在溫度修正功能是被測(cè)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的正常功能時(shí),才允許對(duì)這個(gè)值進(jìn)行溫度修正。7.2.2影像測(cè)頭尺寸測(cè)量誤差(EV)7.2.2.1原理將標(biāo)準(zhǔn)器沿平行于測(cè)量平面放置于視場(chǎng)內(nèi)的任意位置。不移動(dòng)影像測(cè)頭,采用離散點(diǎn)探測(cè)模式測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器,通過(guò)測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)器實(shí)際值的差值確定影像測(cè)頭尺寸測(cè)量誤差(EV)。7.2.2.2程序選擇短線紋尺作為標(biāo)準(zhǔn)器,最短尺寸不大于影像探測(cè)系統(tǒng)視場(chǎng)短邊的10%,最大尺寸不小于影像探測(cè)系統(tǒng)視場(chǎng)對(duì)角線的66%,共5個(gè)不同尺寸,其他長(zhǎng)度應(yīng)使測(cè)量長(zhǎng)度間隔基本均勻。JJF1064—201011在允許的極限內(nèi),用戶可以任意選擇標(biāo)準(zhǔn)器的安裝位置。但應(yīng)該特別注意確保不在探測(cè)系統(tǒng)標(biāo)定的位置。標(biāo)準(zhǔn)器放置于影像測(cè)頭測(cè)量平面內(nèi)的4個(gè)不同方向或位置。沿影像測(cè)頭視場(chǎng)的2個(gè)對(duì)角線方向是必須測(cè)量的位置。允許用戶選擇其余的2個(gè),默認(rèn)為坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的2個(gè)軸線方向,并位于影像測(cè)頭的視場(chǎng)中央。在影像測(cè)頭的測(cè)量平面安裝標(biāo)準(zhǔn)器。標(biāo)準(zhǔn)器應(yīng)安裝牢固,以減小晃動(dòng)引入的誤差。對(duì)5個(gè)尺寸各測(cè)量3次,對(duì)外側(cè)或內(nèi)側(cè)進(jìn)行雙向測(cè)量。在標(biāo)準(zhǔn)器的兩條線上各測(cè)量一個(gè)點(diǎn),尺寸測(cè)量值為兩點(diǎn)間沿標(biāo)準(zhǔn)器長(zhǎng)度方向的距離。7.2.2.3測(cè)量結(jié)果的處理通過(guò)測(cè)量值與尺寸實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器的約定真值之差,差EV。7.3四軸誤差7.3.1原理通過(guò)測(cè)量安裝在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上檢測(cè)球組的兩個(gè)球心坐標(biāo)的變化,評(píng)價(jià)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量能力是否符合規(guī)定的最大允許誤差(MPEFR,MPEFT,MPEFA)。檢測(cè)球中心位置在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上的工件坐標(biāo)系中描述。對(duì)于一臺(tái)理想的四軸坐標(biāo)測(cè)量機(jī),在工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí),檢測(cè)球的中心位置應(yīng)保持恒定。每個(gè)檢測(cè)球中心由三個(gè)方向確定:徑向、切向和軸向。安裝在工作臺(tái)上的每個(gè)檢測(cè)球中心在工作臺(tái)的不同角位置處進(jìn)行一系列測(cè)量。分別計(jì)算每個(gè)檢測(cè)球在三個(gè)方向示值誤差(FR,FT,FA)的最大和最小測(cè)量結(jié)果的范圍。7.3.2程序?qū)z測(cè)球A安裝在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上半徑r處(r的取值見(jiàn)表3),盡量靠近工作臺(tái)表面。將檢測(cè)球B安裝在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上,半徑與檢測(cè)球A相同,盡量在工作臺(tái)表面對(duì)徑位置,高度差為Δh,見(jiàn)表3和圖5。表3檢測(cè)球在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上的位置組合序號(hào)高度差Δh/mm半徑r/mm12002002400200340040048004005800800注:缺省值—生產(chǎn)商必須指定上述組合之一。其他值可以通過(guò)生產(chǎn)商和用戶的協(xié)議規(guī)定。注:表3中規(guī)定的高度和半徑是為了便于比較不同的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。檢測(cè)球的安裝必須足夠牢固,以避免晃動(dòng)或彎曲變形引起的誤差,特別是旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)軸線為水平時(shí)。12圖5檢測(cè)球在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上的位置,用于驗(yàn)收檢測(cè)和校準(zhǔn)注:圖中的X,Y,Z符號(hào)用于說(shuō)明與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的關(guān)系,不需要與機(jī)器軸符號(hào)一致。在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上定義一個(gè)直角工件坐標(biāo)系(見(jiàn)圖5),滿足下列條件:a)檢測(cè)球B(遠(yuǎn)離工作臺(tái)表面)的中心建立坐標(biāo)系原點(diǎn);b)基準(zhǔn)軸Z必須平行于旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的軸線;c)第二軸X必須在包含基準(zhǔn)軸和檢測(cè)球A中心的平面內(nèi)。注:第三軸Y定義正切方向。建立工件坐標(biāo)系后開(kāi)始測(cè)量:在原點(diǎn)(位置0)測(cè)量檢測(cè)球B中心。用戶可以選擇旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的任何非零角位置作為表4中的位置0。表4旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)缺省名義角位置位置序號(hào)角位置(°)坐標(biāo)測(cè)量值檢測(cè)球A檢測(cè)球BW1W2XAYAZAXBYBZB000XA0YA0=0ZA0XB0=0YB0=0ZB0=0175135XA1YA1ZA1---2125225XA2YA2ZA2---3175315XA3YA3ZA3---4385405XA4YA4ZA4---5410540XA5YA5ZA5---6510630XA6YA6ZA6---7820810XA7YA7ZA7---8510630XA8YA8ZA8---9410540XA9YA9ZA9---10385405XA10YA10ZA10---11175315XA11YA11ZA11---12125225XA12YA12ZA12---13表4(續(xù))位置序號(hào)角位置(°)坐標(biāo)測(cè)量值檢測(cè)球A檢測(cè)球BW1W2XAYAZAXBYBZB1375135XA13YA13ZA13---1400XA14YA14ZA14XB14YB14ZB1415-75-135---XB15YB15ZB1516-125-225---XB16YB16ZB1617-175-315---XB17YB17ZB1718-385-405---XB18YB18ZB1819-410-540---XB19YB19ZB1920-510-630---XB20YB20ZB2021-820-810---XB21YB21ZB2122-510-630---XB22YB22ZB2223-410-540---XB23YB23ZB2324-385-405---XB24YB24ZB2425-175-315---XB25YB25ZB2526-125-225---XB26YB26ZB2627-75-135---XB27YB27ZB272800XA28YA28ZA28XB28YB28ZB28四軸誤差FRAFTAFAAFRBFTBFAB注:角位置W1用于帶有部分覆蓋的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。角位置W2用于帶有全覆蓋的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。對(duì)特定的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)只使用一列。表中短線(-)表示對(duì)此檢測(cè)球在此角位置不測(cè)量。旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)順序旋轉(zhuǎn)到7個(gè)角位置,在每個(gè)位置測(cè)量檢測(cè)球A的中心。建議7個(gè)測(cè)量位置包含至少?gòu)钠鹗嘉恢闷鸬?20°的位置。然后旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)反方向旋轉(zhuǎn)到7個(gè)角位置,測(cè)量檢測(cè)球A的中心。當(dāng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)回到起始位置,作為位置14,同時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)檢測(cè)球。然后旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)在相同方向旋轉(zhuǎn)到7個(gè)角位置,并從相反的方向旋轉(zhuǎn)到7個(gè)角位置。在每個(gè)位置測(cè)量檢測(cè)球B。當(dāng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)到初始位置時(shí),作為位置28,測(cè)量?jī)蓚€(gè)檢測(cè)球(見(jiàn)表4)。注:1200mm的值使1′的角度誤差約等于1μm線性誤差。為了評(píng)價(jià)不同測(cè)量空間的機(jī)器,適合不同機(jī)器測(cè)量大型工件公差要求的能力(例如:工件大于工作臺(tái)尺寸),上述測(cè)量過(guò)程引起的誤差與使用的高度和距離近似成比例。JJF1064—2010142在坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量范圍內(nèi),用戶可以選擇生產(chǎn)商規(guī)定范圍內(nèi)的任何旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的載重、位置和方向。如果必要,生產(chǎn)商和用戶可以協(xié)商采用不同的檢測(cè)球位置進(jìn)行附加的測(cè)量。3有些坐標(biāo)測(cè)量機(jī)使用旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)作為擴(kuò)展測(cè)量空間的工具。在這樣的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上,起始角位置必須保證可以同時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)檢測(cè)球。7.3.3測(cè)量結(jié)果的處理使用位置0到位置28的測(cè)量(檢測(cè)球A的坐標(biāo)符號(hào)為XA,YA,ZA,檢測(cè)球B的坐標(biāo)符號(hào)為XB,YB,ZB),計(jì)算兩個(gè)檢測(cè)球中心的徑向、切向和軸向誤差的峰—峰值,作為三個(gè)四軸誤差(FR,FT,FA)(見(jiàn)表4和圖6)。注:1XA和XB是檢測(cè)球A和B的徑向分量,用于計(jì)算徑向四軸誤差FRA和FRB。2YA和YB是檢測(cè)球A和B的切向分量,用于計(jì)算切向四軸誤差FTA和FTB。3ZA和ZB是檢測(cè)球A和B的軸向分量,用于計(jì)算軸向四軸誤差FAA和FAB。圖6配置轉(zhuǎn)臺(tái)軸線作為第四軸的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)校準(zhǔn)和驗(yàn)收檢測(cè)中三個(gè)四軸誤差(FRB,FTB,FAB)的三維示意圖注1:r是檢測(cè)球B到旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)軸線的半徑。注2:hB是檢測(cè)球B中心到旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)工件裝卡表面的高度。注3:為了清晰,檢測(cè)球A的位置未標(biāo)出。7.4掃描探測(cè)誤差7.4.1原理在規(guī)定的最大允許掃描探測(cè)時(shí)間MPEτ內(nèi),掃描檢測(cè)球上四個(gè)目標(biāo)掃描平面,將HP所有掃描點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)擬合成最小二乘球,計(jì)算球心到各掃描點(diǎn)的距離的最大變化范圍(即最大距離和最小距離之差),確定掃描探測(cè)誤差THP。評(píng)估坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是否能夠達(dá)到最大允許掃描探測(cè)誤差MPET。HP7.4.2程序根據(jù)表1選擇掃描檢測(cè)球。檢測(cè)球應(yīng)不同于探測(cè)系統(tǒng)標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)球。用戶可隨意把其放在與標(biāo)準(zhǔn)球不同的任何位置。仔細(xì)清潔檢測(cè)球和夾具,清除可能會(huì)影響測(cè)量或檢測(cè)結(jié)果的殘留物。牢固安裝檢測(cè)JJF1064—201015球,使因偏移而產(chǎn)生的誤差減至最小。用戶可在限定的范圍內(nèi)隨意選擇檢測(cè)球安裝的方向和位置。采集并記錄檢測(cè)球的修正掃描線上掃描點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果。修正掃描線在檢測(cè)球表面上所規(guī)定的四個(gè)目標(biāo)掃描平面內(nèi)(見(jiàn)圖7)。注:1目標(biāo)掃描平面1在平分球體的面的圓上。2目標(biāo)掃描平面1與目標(biāo)掃描平面2是相距8mm的平行平面。3目標(biāo)掃描平面2,3與4相互間垂直。4目標(biāo)掃描平面3通過(guò)球體的極點(diǎn)。5目標(biāo)掃描平面4是距離極點(diǎn)8mm的平面。6α是探針軸偏離探測(cè)軸軸線的角。7由探針軸線確定檢測(cè)球的極點(diǎn)和平分球體的面。建議α角約為45°。圖7檢測(cè)球上四個(gè)目標(biāo)掃描平面A—目標(biāo)掃描平面1;B—目標(biāo)掃描平面2;C—目標(biāo)掃描平面3;D—目標(biāo)掃描平面4;E—探測(cè)軸的軸線建議掃描點(diǎn)的間距0.1mm~0.2mm。四個(gè)掃描順序中的每一個(gè)都必須從探針離檢測(cè)球至少10mm處的中間點(diǎn)開(kāi)始。從該起始點(diǎn),探針應(yīng)在規(guī)定的行程速度下沿表面法線方向趨近檢測(cè)球。四個(gè)掃描順序中的每一個(gè)都必須從探針離檢測(cè)球至少10mm處的中間點(diǎn)結(jié)束。記錄從第一掃描順序起始中間點(diǎn)到第四掃描順序結(jié)束中間點(diǎn)之間的掃描檢測(cè)時(shí)間τHP,τHP應(yīng)不大于MPEτ,必要時(shí)應(yīng)調(diào)整掃描速度。HP注:采用與坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上工件正常測(cè)量所采用的同一算法和參數(shù),不應(yīng)采用附加的濾波或其他優(yōu)化措施。7.4.3測(cè)量結(jié)果的處理按四條修正掃描線測(cè)得的全部掃描點(diǎn)計(jì)算出最小二乘擬合球的中心。計(jì)算測(cè)得的每個(gè)掃描點(diǎn)的徑向距離R。由計(jì)算得到的徑向距離R的變化范圍算出掃描探測(cè)誤差THP。計(jì)算每個(gè)掃描點(diǎn)的徑向距離R與檢測(cè)球半徑檢定值之差的最大絕對(duì)值。7.5多探針探測(cè)系統(tǒng)誤差JJF1064—2010167.5.1固定多探針探測(cè)系統(tǒng)的誤差7.5.1.1原理使用5根不同的固定探針,測(cè)量檢測(cè)球的形狀、尺寸和位置。每根探針在檢測(cè)球上測(cè)量25點(diǎn),使用5根探針共測(cè)量125點(diǎn)。如果坐標(biāo)測(cè)量機(jī)配有探針或測(cè)頭更換系統(tǒng),應(yīng)進(jìn)行5次探針或測(cè)頭更換,每根探針測(cè)量前更換一次。每個(gè)探針探測(cè)25點(diǎn),分別擬合出一個(gè)最小二乘球;使用5個(gè)探針探測(cè)的125點(diǎn)共同擬合成一個(gè)最小二乘球。計(jì)算所有5個(gè)25點(diǎn)球的中心坐標(biāo)(X,Y,Z)范圍。三個(gè)坐標(biāo)范圍的最大值為位置誤差ML。另外,使用125點(diǎn)擬合的最小二乘球計(jì)算形狀和尺寸的示值誤差:尺寸誤差MS和形狀誤差MF。因?yàn)樾?zhǔn)結(jié)果在很大程度上取決于探針系統(tǒng),因此要考慮一組探針長(zhǎng)度;僅可使用制造商規(guī)定允許的探針系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。不同的檢測(cè)球位置選擇也會(huì)顯著影響校準(zhǔn)結(jié)果。7.5.1.2程序根據(jù)表1選擇檢測(cè)球。坐標(biāo)測(cè)量機(jī)標(biāo)準(zhǔn)球不應(yīng)用作檢測(cè)球。1)“星形”探針結(jié)構(gòu)應(yīng)為一根探針平行于測(cè)頭軸線,4根探針位于垂直于測(cè)頭軸線的平面內(nèi),并且相鄰探針夾角為90°。測(cè)頭到探針聯(lián)接點(diǎn)的距離應(yīng)為正常使用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)探針部件時(shí)可能的最小距離(見(jiàn)圖8)。圖8固定多探針探測(cè)系統(tǒng)的探針長(zhǎng)度l1—探測(cè)軸;2—測(cè)頭注:為了清晰,5根探針中的4根可見(jiàn),并僅可見(jiàn)3個(gè)測(cè)桿。探針長(zhǎng)度l的可用的值應(yīng)與坐標(biāo)測(cè)量機(jī)制造商規(guī)定的等同,且應(yīng)從下列數(shù)值中選擇:10mm,20mm,30mm,50mm,100mm,200mm和400mm(見(jiàn)表5)。只有那些坐標(biāo)測(cè)量機(jī)制造商規(guī)定可用于探針系統(tǒng)的長(zhǎng)度需要校準(zhǔn)。除非另有規(guī)定,應(yīng)使用那些已被認(rèn)可,可用于坐標(biāo)測(cè)量機(jī)探測(cè)系統(tǒng)的探針。JJF1064—2010172)應(yīng)按坐標(biāo)測(cè)量機(jī)制造商規(guī)定的正常操作程序分別對(duì)5根探針進(jìn)行標(biāo)定。3)檢測(cè)球安裝時(shí)應(yīng)與探針標(biāo)定所用標(biāo)準(zhǔn)球的位置不同,在x和y方向的偏移不小于檢測(cè)時(shí)使用的最大測(cè)桿長(zhǎng)度(見(jiàn)表5)。每個(gè)探針在檢測(cè)球上測(cè)量25點(diǎn),總共125點(diǎn)。各測(cè)量點(diǎn)應(yīng)在檢測(cè)球上勻稱分布,至少覆蓋半個(gè)球面。對(duì)垂直探針,推薦測(cè)量點(diǎn)分布為:一點(diǎn)位于檢測(cè)球極點(diǎn);四點(diǎn)均布且與極點(diǎn)成22.5°;八點(diǎn)均布,相對(duì)于前者旋轉(zhuǎn)22.5°且與極點(diǎn)成45°;四點(diǎn)均布,相對(duì)于前者旋轉(zhuǎn)22.5°且與極點(diǎn)成67.5°;八點(diǎn)均布,相對(duì)于前者旋轉(zhuǎn)22.5°且與極點(diǎn)成90°(見(jiàn)圖2)。對(duì)水平探針,應(yīng)采用類似的采樣點(diǎn)分布,同時(shí)極點(diǎn)由探針?lè)较虼_定。如果坐標(biāo)測(cè)量機(jī)配有探針或測(cè)頭更換系統(tǒng),應(yīng)進(jìn)行5次探針或測(cè)頭更換,每根探針測(cè)量前更換一次。但是,如果更換系統(tǒng)少于5個(gè)探針或測(cè)頭庫(kù)位置,應(yīng)使用最大的更換次數(shù),某些探針或測(cè)頭要更換1次以上,以達(dá)到更換5次。表5固定多探針探測(cè)系統(tǒng)參數(shù)表示例MPEMF(μm)MPEMS(μm)MPEML(μm)固定多探針l=10mm固定多探針l=20mm固定多探針l=30mm固定多探針l=50mm固定多探針l=100mm固定多探針l=200mm固定多探針l=400mm7.5.1.3測(cè)量結(jié)果的處理1)將每個(gè)探針測(cè)量的25點(diǎn)擬合一個(gè)最小二乘球,總共擬合5個(gè)球。計(jì)算5個(gè)球的中心坐標(biāo)(x,y,z)范圍。這三個(gè)坐標(biāo)范圍上的最大值為位置誤差ML。2)用5根探針測(cè)得的125點(diǎn)擬合一個(gè)最小二乘球。記錄擬合球直徑與檢測(cè)球校準(zhǔn)值的偏差,給出固定的多探針系統(tǒng)的尺寸誤差MS。類似的,記錄最小二乘球的125個(gè)半徑值的范圍,即球的形狀誤差,給出固定多探針系統(tǒng)的尺寸形狀誤差MF。7.5.2萬(wàn)向探測(cè)系統(tǒng)7.5.2.1原理校準(zhǔn)的原理是使用萬(wàn)向探測(cè)系統(tǒng)的5個(gè)不同的角度位置,測(cè)量檢測(cè)球形狀、尺寸和位置(見(jiàn)圖9)。每個(gè)角度位置上,在檢測(cè)球上測(cè)量25點(diǎn),5個(gè)位置共測(cè)125點(diǎn)。如果坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上備有探針或測(cè)頭更換系統(tǒng),應(yīng)進(jìn)行5次更換,每使用一個(gè)角度位置前更換一次。在一個(gè)角度位置的一組25點(diǎn)擬合一個(gè)最小二乘球,共擬合5個(gè)球。計(jì)算5個(gè)球的中心坐標(biāo)(X,Y,Z)范圍。這三個(gè)坐標(biāo)范圍中最大值為位置誤差JJF1064—201018AL。另外,125點(diǎn)擬合的最小二乘球用于檢測(cè)形狀和尺寸的示值誤差,給出尺寸誤差A(yù)S和形狀誤差A(yù)F。因?yàn)檫@些校準(zhǔn)結(jié)果很大程度上取決于測(cè)頭加長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度,應(yīng)考慮不同的測(cè)頭加長(zhǎng)桿長(zhǎng)度系列;只校準(zhǔn)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)制造商對(duì)適用于萬(wàn)向測(cè)頭系統(tǒng)規(guī)定的測(cè)頭加長(zhǎng)桿長(zhǎng)度。選擇不同的檢測(cè)球位置也會(huì)顯著影響校準(zhǔn)結(jié)果。圖9垂直位置時(shí)轉(zhuǎn)向測(cè)頭系統(tǒng)1—軸端;2—轉(zhuǎn)向測(cè)頭夾持器;3—測(cè)頭加長(zhǎng)桿;4—測(cè)頭;5—探針7.5.2.2程序檢測(cè)球的直徑應(yīng)不小于10mm并不大于30mm,檢測(cè)球的尺寸和形狀都應(yīng)經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)。坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的標(biāo)定球不能作為檢測(cè)球使用。1)將一個(gè)20mm直形短探針(特殊規(guī)定除外)和一個(gè)測(cè)頭加長(zhǎng)桿安裝在萬(wàn)向測(cè)頭系統(tǒng)上。測(cè)頭加長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度lPE應(yīng)按下列長(zhǎng)度值選擇:0mm,100mm,200mm,300mm(見(jiàn)表6)。除非有特殊規(guī)定,探針和測(cè)頭加長(zhǎng)桿都應(yīng)選擇坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)頭系統(tǒng)允許使用的附件。2)依據(jù)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)制造商規(guī)定的常規(guī)操作程序?qū)θf(wàn)向測(cè)頭系統(tǒng)的5個(gè)角度位置分別標(biāo)定。這5個(gè)位置應(yīng)包括1個(gè)垂直位置和4個(gè)水平位置,每個(gè)位置與相鄰位置成90°。3)檢測(cè)球安裝時(shí)應(yīng)與探針標(biāo)定所用標(biāo)準(zhǔn)球的位置不同,在x和y方向的偏移大于檢測(cè)時(shí)使用的最大加長(zhǎng)桿長(zhǎng)度(見(jiàn)表6)。在每一個(gè)角度位置對(duì)檢測(cè)球進(jìn)行25點(diǎn)測(cè)量,總共125點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)應(yīng)均布在檢測(cè)球上,至少覆蓋半球。對(duì)垂直探針建議的采樣點(diǎn)方案為:在檢測(cè)球極軸上采一點(diǎn),離極軸22.5°的平面上均勻采4點(diǎn);再旋轉(zhuǎn)22.5°,即在距極軸45°的平面內(nèi)均勻采8點(diǎn);再旋轉(zhuǎn)22.5°,即在距極軸67.5°的平面上均勻采4點(diǎn);再旋轉(zhuǎn)22.5°,在垂直于極軸的平面上均勻采8點(diǎn)(見(jiàn)圖2)。對(duì)于水平探針位置,應(yīng)該使用同樣的測(cè)點(diǎn)分布,這時(shí)的極點(diǎn)是水平探針?lè)较驅(qū)?yīng)的點(diǎn)。如果坐標(biāo)測(cè)量機(jī)提供探針或測(cè)頭更換系統(tǒng),應(yīng)對(duì)默認(rèn)探針進(jìn)行5次更換。在測(cè)量過(guò)程中,每個(gè)角度位置都應(yīng)從更換系統(tǒng)上拿出和放回探針或測(cè)頭,總共進(jìn)行5次。JJF1064—201019表6萬(wàn)向探測(cè)系統(tǒng)參數(shù)表示例MPEAFμmMPEASμmMPEALμm萬(wàn)向探測(cè)系統(tǒng)測(cè)頭加長(zhǎng)桿長(zhǎng)度lPE=0萬(wàn)向探測(cè)系統(tǒng)測(cè)頭加長(zhǎng)桿長(zhǎng)度lPE=100mm萬(wàn)向探測(cè)系統(tǒng)測(cè)頭加長(zhǎng)桿長(zhǎng)度lPE=200mm萬(wàn)向探測(cè)系統(tǒng)測(cè)頭加長(zhǎng)桿長(zhǎng)度lPE=300mm7.5.2.3測(cè)量結(jié)果的處理1)每個(gè)測(cè)量角度的一組25個(gè)測(cè)點(diǎn)用最小二乘法擬合一個(gè)球,共擬合5個(gè)球。計(jì)算5個(gè)球球心坐標(biāo)(X,Y,Z)的范圍。其中最大值即是萬(wàn)向探測(cè)系統(tǒng)的位置誤差A(yù)L。2)檢測(cè)球5個(gè)測(cè)量角度的所有125測(cè)點(diǎn)用最小二乘法擬合一個(gè)球,這個(gè)球的擬合直徑值與校準(zhǔn)直徑值之間的差值即是萬(wàn)向探測(cè)系統(tǒng)的尺寸誤差A(yù)S。同樣方法,125個(gè)點(diǎn)到最小二乘球中心的半徑范圍,即球的形狀誤差,是萬(wàn)向探測(cè)系統(tǒng)的形狀誤差A(yù)F。8校準(zhǔn)結(jié)果的處理8.1校準(zhǔn)證書經(jīng)校準(zhǔn)的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)出具校準(zhǔn)證書。校準(zhǔn)結(jié)果至少應(yīng)包含下列內(nèi)容:—校準(zhǔn)條件;—計(jì)量特性和校準(zhǔn)結(jié)果;—測(cè)量結(jié)果的不確定度;—需要符合性評(píng)定時(shí),給出符合性評(píng)定結(jié)論。8.2符合性評(píng)定需要符合性評(píng)定時(shí),根據(jù)GB/T18779.1考慮測(cè)量不確定度的影響,給出符合性評(píng)定結(jié)論。一般而言,坐標(biāo)測(cè)量機(jī)至少應(yīng)考慮對(duì)下列參數(shù)的符合性:最大允許示值誤差MPEE,最大允許探測(cè)誤差MPEP和多探針探測(cè)系統(tǒng)的最大允許誤差(MPEMF,MPEMS和MPEML)或/和(MPEAF,MPEAS和MPEAL)。在配備旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)和/或掃描功能時(shí),還應(yīng)考慮對(duì)相應(yīng)的最大允許誤差的符合性。配備影像測(cè)頭的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)應(yīng)考慮最大允許影像測(cè)頭探測(cè)誤差MPEP和最大允許影像測(cè)頭尺寸測(cè)量示值誤差MPEE。FVV最大允許誤差:—校準(zhǔn)時(shí),由用戶規(guī)定;—驗(yàn)收檢測(cè)時(shí),按照合同規(guī)定。JJF1064—201020如果沒(méi)有特別規(guī)定,最大允許誤差對(duì)于坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量空間任意位置、任意方向,各種允許的探針配置,旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的任意位置、方向等條件下的測(cè)量均有效。8.2.1尺寸測(cè)量示值誤差示值誤差E不大于最大允許示值誤差MPEE時(shí),該計(jì)量特性符合要求。在7.2.1中所述,5個(gè)尺寸實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器在測(cè)量空間的7個(gè)不同的方向或位置,各測(cè)量3次,獲得的105個(gè)數(shù)據(jù)中。如果每個(gè)尺寸測(cè)量的3個(gè)值中只有1個(gè)值且總共有不超過(guò)5個(gè)數(shù)據(jù)超出最大允許誤差,則允許對(duì)每一個(gè)超差的尺寸測(cè)量在相應(yīng)的方向和位置重測(cè)10遍。當(dāng)所有重復(fù)測(cè)量的數(shù)據(jù)滿足示值誤差E不大于規(guī)定的最大允許示值MPEE,坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的示值誤差符合要求。示值誤差EV不大于最大允許示值誤差MPEE時(shí),測(cè)量尺寸的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的性能符V合要求。8.2.2探測(cè)誤差探針誤差P,PFV,PZFV不大于最大允許誤差時(shí),探測(cè)誤差符合要求。8.2.3四軸誤差如果所有四軸誤差(FRA,FTA,TAA,TRB,FTB,FAB)小于規(guī)定的最大允許四軸誤差(MPEFR,MPEFT,MPEFA),配備旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)作為第四軸的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)四軸誤差符合要求。8.2.4掃描探測(cè)誤差如果在規(guī)定的掃描檢測(cè)時(shí)間MPEτ內(nèi)獲得的掃描探測(cè)誤差THP滿足下列條件,在HP掃描模式下使用的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的性能符合要求:a)掃描探測(cè)誤差THP不大于規(guī)定的最大允許掃描探測(cè)誤差MPETHP。b)任一單個(gè)計(jì)算得到的半徑與檢測(cè)球直徑檢定值的一半之差的最大絕對(duì)值不大于規(guī)定的最大允許掃描探測(cè)誤差MPET。HP8.2.5多探針探測(cè)系統(tǒng)誤差對(duì)每一個(gè)允許的探針長(zhǎng)度l,當(dāng)滿足規(guī)定的最大允許誤差,即MF≤MPEMF,MS≤MPEMS,ML≤MPEML,帶有固定多探針探測(cè)系統(tǒng)的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)性能符合要求。對(duì)每一個(gè)允許的探針長(zhǎng)度lPE,當(dāng)滿足規(guī)定的最大允許誤差,即AF≤MPEAF,AS≤MPEAS,AL≤MPEAL,帶有萬(wàn)向探測(cè)系統(tǒng)的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)性能符合要求。注:當(dāng)某項(xiàng)校準(zhǔn)結(jié)果不符合要求時(shí),應(yīng)徹底檢查校準(zhǔn)過(guò)程中各種可能影響測(cè)量結(jié)果的因素,如灰塵、污染和任何操作者組合探針的失誤,包括全部探測(cè)系統(tǒng)的部件的溫度是否平衡。糾正問(wèn)題后,從探測(cè)系統(tǒng)標(biāo)定開(kāi)始對(duì)不符合項(xiàng)目再重測(cè)一次。9復(fù)校時(shí)間間隔用戶根據(jù)使用情況自行確定復(fù)校時(shí)間間隔,建議一般不超過(guò)1年。JJF1064—201021附錄A期間核查(資料性附錄)A.1坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的期間核查建議復(fù)校時(shí)間間隔中間,對(duì)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)行期間核查。首次期間核查應(yīng)在校準(zhǔn)后立即進(jìn)行;標(biāo)準(zhǔn)器的位置和方向必須記錄,并在后續(xù)的期間核查中復(fù)現(xiàn)這些位置和方向,以保證后續(xù)期間核查數(shù)據(jù)的可比性。坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在發(fā)生可能影響性能的事件后,應(yīng)立即進(jìn)行期間核查。A.2尺寸測(cè)量示值的期間核查建議使用與尺寸實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器不同的核查標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)需要,應(yīng)選擇最接近坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量任務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)器作為核查標(biāo)準(zhǔn):—特殊制造的核查標(biāo)準(zhǔn),其復(fù)現(xiàn)的典型幾何形狀應(yīng)具有穩(wěn)定的尺寸,合理的結(jié)構(gòu),表面粗糙度不會(huì)對(duì)測(cè)量不確定度產(chǎn)生明顯影響;—球板或孔板;—球棒;—可在一個(gè)固定的標(biāo)準(zhǔn)球和坐標(biāo)測(cè)量機(jī)球形探針之間動(dòng)態(tài)安裝的棒;—環(huán)形標(biāo)準(zhǔn)器(例如環(huán)規(guī));—線紋尺或發(fā)光球板。核查標(biāo)準(zhǔn)的材料應(yīng)具有與坐標(biāo)測(cè)量機(jī)所測(cè)量的工件相近的熱膨脹系數(shù)。7.2中描述的儀器、程序和計(jì)算均適用于期間核查。A.3探測(cè)系統(tǒng)的期間核查建議使用常用的探針組合。期間核查應(yīng)執(zhí)行7.1中規(guī)定的程序和計(jì)算。A.4配備旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)作為第四軸的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的期間核查如果坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上固定有旋轉(zhuǎn)工作臺(tái),7.3描述的程序?qū)υu(píng)價(jià)各線性軸的所有誤差已經(jīng)足夠。如果FR、FT和FA滿足指標(biāo)要求,所有線性軸必然工作正常。因此,進(jìn)行7.3描述的測(cè)量作為期間核查后,不需要再進(jìn)行A.2的核查。A.5掃描模式下使用的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的期間核查建議使用與檢測(cè)球不同的核查標(biāo)準(zhǔn)。22附錄B大型坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的補(bǔ)充測(cè)量B.1當(dāng)尺寸實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器的規(guī)格無(wú)法滿足7.2的要求時(shí),建議增加測(cè)量位置或使用激光干涉儀進(jìn)行位置示值誤差測(cè)量。B.2增加測(cè)量位置時(shí),方向和/或位置總數(shù)一般不應(yīng)超過(guò)12個(gè)。尺寸實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器的方向和/或位置擺放應(yīng)使測(cè)量覆蓋范圍不小于坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量范圍的66%。B.3當(dāng)B.2條件不能滿足時(shí),建議使用激光干涉儀進(jìn)行位置示值誤差測(cè)量。測(cè)量可以只在使用尺寸實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器不能滿足要求的軸向進(jìn)行。每條測(cè)量線在全長(zhǎng)上均勻測(cè)量20個(gè)間隔。在往返行程上分別測(cè)量三次。測(cè)量的零示值。坐標(biāo)測(cè)量機(jī)顯示的位置坐標(biāo)與激光干涉儀的示值之差為其位置示值誤差。坐標(biāo)測(cè)量機(jī)定位時(shí)對(duì)目標(biāo)點(diǎn)在測(cè)量方向的偏離應(yīng)作為修正值對(duì)激光干涉儀的示值進(jìn)行修正。當(dāng)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)采用計(jì)算機(jī)誤差修正技術(shù),坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的示值應(yīng)采用修正后的值。任何一點(diǎn)偏差相對(duì)參考點(diǎn)偏差之差的絕對(duì)值應(yīng)小于規(guī)定的最大允許位置示值誤差,或小于最大允許尺寸測(cè)量示值誤差。在該軸向的任意位置測(cè)量均應(yīng)滿足要求。JJF1064—201023附錄C測(cè)量不確定度評(píng)估示例C.1尺寸測(cè)量示值誤差E測(cè)量結(jié)果的不確定度計(jì)算C.1.1測(cè)量模型對(duì)標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行測(cè)量,得到的測(cè)量尺寸示值E的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:u2(E)=u2(εcal)+u2(εα)+u2(εt)+u2(εalign)+u2(εfixt)+u2(εR)其中:εcal—標(biāo)準(zhǔn)器的校準(zhǔn)誤差;εα—標(biāo)準(zhǔn)器的熱膨脹系數(shù)引起的E誤差;εt—輸入的標(biāo)準(zhǔn)器溫度引起的E誤差;εalign—標(biāo)準(zhǔn)器定向引起的E誤差;εfixt—標(biāo)準(zhǔn)器裝卡穩(wěn)定性引起的E誤差;εR—測(cè)量重復(fù)性引起的E誤差。C.1.2不確定度因素分析C.1.2.1u(εcal)為標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)值Ls的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。u(εcal)=Ucal/k其中:Ucal—標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)證書上注明的擴(kuò)展不確定度;k標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)證書上注明擴(kuò)展不確定度的擴(kuò)展因子。C.1.2.2u(εα)為標(biāo)準(zhǔn)器熱膨脹系數(shù)αS引起E的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)器的校準(zhǔn)證書確定標(biāo)準(zhǔn)不確定度值。本參數(shù)只有當(dāng)被校坐標(biāo)測(cè)量機(jī)要求輸入熱膨脹系數(shù)時(shí)才需要考慮。對(duì)于沒(méi)有溫度修正功此2即認(rèn)為u(εα)=0。其中:L—標(biāo)準(zhǔn)器長(zhǎng)度;t—測(cè)量時(shí)標(biāo)準(zhǔn)器的溫度;u(α)—標(biāo)準(zhǔn)器熱膨脹系數(shù)引起的E標(biāo)準(zhǔn)不確定度。式中t應(yīng)在每個(gè)測(cè)量位置分別確定。C.1.2.3u(εt)為標(biāo)準(zhǔn)器溫度測(cè)量引起E的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。由于標(biāo)準(zhǔn)器的溫度測(cè)量是坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上的功能,測(cè)量誤差是坐標(biāo)測(cè)量機(jī)示值誤差的一部分,與校準(zhǔn)方法無(wú)關(guān),不予單獨(dú)考慮。當(dāng)被校坐標(biāo)測(cè)量機(jī)有溫度補(bǔ)償功能,此項(xiàng)不確定度不予考慮。只有當(dāng)被校坐標(biāo)測(cè)量機(jī)具有溫度補(bǔ)償功能,但標(biāo)準(zhǔn)器的溫度值是由校準(zhǔn)方的溫度測(cè)量系統(tǒng)獲得的,此時(shí):u(εt)=L·α·u(t)其中:L—標(biāo)準(zhǔn)器長(zhǎng)度;α—標(biāo)準(zhǔn)器的熱膨脹系數(shù);u(t)—標(biāo)準(zhǔn)器溫度值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。評(píng)估u(t)時(shí),應(yīng)考慮溫度測(cè)量系統(tǒng)的校準(zhǔn)不確定度和測(cè)量期間溫度的變化范圍。JJF1064—201024操作時(shí)應(yīng)保證傳感器與標(biāo)準(zhǔn)器的良好接觸。C.1.2.4u(εalign)為標(biāo)準(zhǔn)器定向誤差引起E的標(biāo)準(zhǔn)不確定度定向誤差產(chǎn)生的影響包括:—余弦誤差:測(cè)量線偏離實(shí)際方向;—平行性誤差:測(cè)量點(diǎn)偏離應(yīng)該測(cè)量的位置。應(yīng)按照下列規(guī)定建立標(biāo)準(zhǔn)器的方向參數(shù),使本項(xiàng)不確定度可以忽略:a)正確理解標(biāo)準(zhǔn)器的定向方法和程序規(guī)定。例如ISO3650定義了量塊的型式。在使用量塊作為標(biāo)準(zhǔn)器時(shí),即使為了方便,量塊已經(jīng)安裝在一起了,量塊的方向也應(yīng)分別確定。面。應(yīng)避免形狀誤差造成的影響。例如,在使用標(biāo)準(zhǔn)器側(cè)面定向時(shí),應(yīng)使測(cè)量點(diǎn)相對(duì)于中心對(duì)稱分布,并盡量分布在兩端,以避免標(biāo)準(zhǔn)器彎曲造成的影響。C.1.2.5u(εfixt)為標(biāo)準(zhǔn)器裝卡穩(wěn)定性引起E的標(biāo)準(zhǔn)不確定度裝卡可能引起標(biāo)準(zhǔn)器的變形或受到探測(cè)力時(shí)晃動(dòng)。裝卡穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響包括:—測(cè)量面的平行性誤差增大;—用于定義標(biāo)準(zhǔn)器軸線的數(shù)據(jù)變差,增大了定向和定位的誤差;—當(dāng)測(cè)量面上的測(cè)量點(diǎn)偏離標(biāo)準(zhǔn)器對(duì)稱線,示值將變大或變小。應(yīng)按照下列規(guī)定裝卡標(biāo)準(zhǔn)器,使本項(xiàng)不確定度可以忽略:不要過(guò)分用力,以避免不必要的變形;a)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)器的設(shè)計(jì)選擇裝卡位置,以減小變形的影響。盡量遵守制造商的裝卡建議。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)器對(duì)中心線對(duì)稱時(shí),艾利點(diǎn)(L/廠3)通常是較好的選擇;b)支撐實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器的底座對(duì)于減少變形非常重要。當(dāng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全的定位,底座應(yīng)使過(guò)定位保持在最低限度;c)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)器和底座之間的溫度差很大時(shí)(例如等溫時(shí)間過(guò)短)或材料差異很大時(shí),應(yīng)放置足夠的時(shí)間后,再進(jìn)行固定,以減少溫度變化的影響;d)支撐在測(cè)量方向上的剛性必須足夠,這包括將標(biāo)準(zhǔn)器固定到坐標(biāo)測(cè)量機(jī)工作臺(tái)上的各個(gè)環(huán)節(jié),例如:底座、支架、坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的壓緊裝置等。C.1.2.6u(εR)為測(cè)量重復(fù)性引起E的標(biāo)準(zhǔn)不確定度si=Ri/C其中:C為極差系數(shù)。當(dāng)n=3時(shí),C=1.69。通過(guò)所有35組測(cè)量得到的合并樣板標(biāo)準(zhǔn)差為:ss(Ri/1.69)2C.2探測(cè)誤差P測(cè)量結(jié)果的不確定度計(jì)算則由重復(fù)性引入的不確定度分量u(εR)為:u(εR)=sC.2探測(cè)誤差P測(cè)量結(jié)果的不確定度計(jì)算探測(cè)誤差P的不確定度取決于檢測(cè)球證書給出形狀誤差值F及其不確定度U(F)。JJF1064—201025例如某證書給出的檢測(cè)球形狀誤差的數(shù)據(jù)為F,測(cè)量不確定度為U(F),包含因子k=2,則標(biāo)準(zhǔn)不確定度:u(F)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(P)由形狀誤差值F及其不確定度U(F)的值合成:u(P)=2+u2(F)取包含因子k=2,則探測(cè)誤差的擴(kuò)展不確定度:U(P)=2u(P)。C.3實(shí)例:采用陶瓷檢測(cè)球和鋼質(zhì)量塊校準(zhǔn)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的不確定度C.3.1說(shuō)明高準(zhǔn)確度的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)安裝在空調(diào)實(shí)驗(yàn)室。本例采用陶瓷檢測(cè)球和一組鋼質(zhì)量塊為標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)該坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)器與被校準(zhǔn)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表C.1。表C.1標(biāo)準(zhǔn)器與被校準(zhǔn)的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)技術(shù)參數(shù)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量范圍MPEPMPEE1000mm×900mm×600mm0.6μm±(0.5μm+10-3L/750)具備材料溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能、采用微探測(cè)力平衡探測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)球形狀誤差校準(zhǔn)值F(0.07±0.1)μm量塊尺寸校準(zhǔn)不確定度CTE(熱膨脹系數(shù))量塊等級(jí):0級(jí)0.1μm+0.25×10-6L(10.9±0.35)×10-6K-1C.3.2探測(cè)誤差P探測(cè)誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度取決于檢測(cè)球證書給出形狀誤差值及其不確定度。證書給出的檢測(cè)球形狀誤差的數(shù)據(jù)為F=0.07μm,測(cè)量不確定度為U(F)=0.1μm,包含因子k=2,則形狀誤差值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度:u(F)0.1μm/2=0.05μm探測(cè)誤差測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度:u(P)=2+u2(F)代入數(shù)據(jù):u(P)=2+0.05μm2=0.06μm取包含因子k=2,則探測(cè)誤差的擴(kuò)展不確定度:U(P)=2u(P)=2×0.06μm=0.12μmU(P)與MPEP比值為20%,表明測(cè)量能力足夠。C.3.3長(zhǎng)度測(cè)量誤差C.3.3.1說(shuō)明26被校準(zhǔn)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的空間對(duì)角線的長(zhǎng)度為1494mm,最短的長(zhǎng)度尺寸取30mm,則最長(zhǎng)的長(zhǎng)度尺寸不能少于986mm,取1000mm作為最大尺寸?？紤]到軸向工作范圍,所有選用的尺寸及不確定度值見(jiàn)表C.2。表C.2選用量塊尺寸及不確定度值L/mm301252505006007001000U(εcal)/μm0.110.130.160.230.250.280.35不確定度u(E)按下式評(píng)估:u(E)=u2(εcal)+u2(εα)+u2(εt)+u2(εalign)+u2(εfixt)+u2(εR)細(xì)節(jié)。C.3.3.2標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(εcal)該不確定度分量由的)3(k=2)。L/mm301252505006007001000u(εcal)/μm0.050.070.080.110.130.140.18C.3.3.3標(biāo)準(zhǔn)器熱膨脹系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(εα)由于坐標(biāo)測(cè)量機(jī)具有材料溫度補(bǔ)償功能,該分量需要考慮,校準(zhǔn)者需要輸入標(biāo)準(zhǔn)器的材×10-6K-1。u(εα)=L×(|t-20℃|)×u(α)校準(zhǔn)過(guò)程中,量塊溫度的變化范圍為20.31℃~20.78℃,取范圍的上限代入上式,|t-20℃|=0.78℃。注:一般說(shuō)來(lái),該數(shù)據(jù)只有在測(cè)量進(jìn)行時(shí)才有效,標(biāo)準(zhǔn)器熱膨脹系數(shù)的不確定度通常比其他分量小。為簡(jiǎn)化起見(jiàn),按本項(xiàng)估算的方法該不確定度分量將偏大,如果可以按JJF1130中的PUMA方法反復(fù)逼近,重新評(píng)估得到合理值。寸的.,4k=2,對(duì)不同尺表C.4選用尺寸與熱膨脹系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(εα)L/mm301252505006007001000u(εα)/μm0.000.020.030.070.080.100.14C.3.3.4標(biāo)準(zhǔn)器溫度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(ε