坐標測量機校準規(guī)范

JJF1064—20101坐標測量機校準規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于三維直角坐標系的坐標測量機校準。驗收檢測可參照執(zhí)行。坐標測量機的實際配置差異很大,校準時需要根據(jù)實際情況選擇相關的計量特性。2引用文獻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)坐標測量機的驗收檢測和復檢檢測第1部分:詞匯GB/T16857.2—2006產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)坐標測量機的驗收檢測和復檢檢測第2部分:用于測量尺寸的坐標測量機ISO10360-3:2000產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范(GPS)坐標測量機的驗收檢測和復檢檢測第3部分:配置轉(zhuǎn)臺軸線作為第四軸的坐標測量機(GeometricalProductSpeci-fications(GPS)—Acceptanceandreverificationtestsforcoordinatemeasuringmachines(CMM)—Part3:CMMswiththeaxisofarotarytableasthefourthaxis)GB/T16857.4—2003產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范(GPS)坐標測量機的驗收檢測和復檢檢測第4部分:在掃描模式下使用的坐標測量機GB/T16857.5—2004產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范(GPS)坐標測量機的驗收檢測和復檢檢測第5部分:使用多探針探測系統(tǒng)的坐標測量機VDI/VDE2617Part6.1坐標測量機準確度:計量特性及其測試,光學測頭坐標測量機,ISO10360在配置二維光學測頭的坐標測量機上的應用指南(Accuracyofco-ordinatemeasuringmachines:Characteristicsandtheirtesting.Coordinatemeasuringmachineswithopticalprobing,CodeofpracticefortheapplicationofDINENISO10360tocoordinatemeasuringmachineswithopticalsensorsforlateralstructures.May.2007)ISO/TS23165:2006產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范(GPS)坐標測量機檢測不確定度的評估指南(Geometricalproductspecifications(GPS)—Guidelinesfortheevaluationofcoordinatemeasuringmachine(CMM)testuncertainty)GB/T18779.1產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范(GPS)工件與測量設備的測量檢驗第1部分:按規(guī)范檢驗合格或不合格的判定規(guī)則JJF1130—2003JJF1001—1998JJF1059—1999JJF1094—2002幾何量測量設備校準中的不確定度評定指南通用計量術(shù)語及定義測量不確定度評定與表示測量儀器特性評定JJF1064—201023術(shù)語和定義本規(guī)范采用下列術(shù)語和定義,及所有JJF1001、GB/T16857.1中的術(shù)語和定義(其中部分術(shù)語和定義摘錄如下):3.1坐標測量機的測量方案measurementstrategyofCMM使用坐標測量機對某工件進行測量時,工件在測量空間的安裝位置,坐標測量機的探針配置,探測點的數(shù)目和分布,測量方法(如點位測量、掃描測量、對中測量等),環(huán)境條件,評定方法等的總和。3.2(三維)探測誤差(P)probingerror用坐標測量機測定球形實物標準器的半徑變化范圍。3.3二維測頭探測誤差(PF2D)probingerrorof2Dsensor將二維靶標沿平行于測量平面放置,移動二維測頭,采用離散點探測模式測量標準器,經(jīng)過最小二乘法擬合得到二維靶標圓心。測量點到圓心距離的變化量為二維測頭探測誤差。3.4影像測頭探測誤差(PFV)probingerroroftheimagingprobe將二維靶標沿平行于測量平面放置,不移動影像測頭,采用離散點探測模式測量標準器,經(jīng)過最小二乘法擬合得到二維靶標圓心。測量點到圓心距離的變化量為影像測頭探測誤差。注:1測量時,不得進行測頭和標準器之間的移動。2PFV只適用于能在影像測頭視場內(nèi)進行測量的坐標測量機。3.5尺寸測量示值誤差(E)errorofindicationofaCMMforsizemeasurement移動測頭從相反兩方向接近探測點,測定尺寸實物標準器的兩測量要素(平面、線段等)間的法向(與一個面或線正交的)兩相對點間距離的示值誤差。注:當測頭只能從一個方向進行測量時,可以用同方向測量要素尺寸測量的示值誤差,但須進行說明。3.6影像測頭尺寸測量誤差(EV)imagingprobelengthmeasurementerror將短線紋尺沿平行于測量平面放置于視場內(nèi)的任意位置。不移動影像測頭,采用離散點探測模式測量標準器,測量值與標準器實際值的差值。注:1測量時,不得進行測頭和標準器之間的移動。2EV只適用于能在影像測頭視場內(nèi)進行測量的坐標測量機。3.7徑向四軸誤差(FR)radialfour-axiserror用轉(zhuǎn)臺的軸線作為第四軸的坐標測量機在工件坐標系統(tǒng)內(nèi)測得的檢測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)臺的軸線作為第四軸的坐標測量機在工件坐標系統(tǒng)內(nèi)測得的檢測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)臺的軸線作為第四軸的坐標測量機在工件坐標系統(tǒng)內(nèi)測得的檢測球中心位置誤差的軸向分量。3.10掃描探測誤差(THP)scanningprobingerror按照高點密度,規(guī)定軌跡進行掃描測量獲得的檢測球半徑值變化的范圍。3.11掃描檢測時間(τHP)timeforscanningtest由掃描探測誤差THP規(guī)定的程序,從掃描順序第1步開始到掃描順序結(jié)束所經(jīng)過的時間。3.12固定多探針探測系統(tǒng)形狀誤差(MF)fixedmultiple-stylusprobingsystemformerror在坐標測量機上用固定多探針以離散點探測方式在檢測球上進行測量,用最小二乘法擬合計算,得到的檢測球半徑示值變化的范圍。3.13固定多探針探測系統(tǒng)尺寸誤差(MS)fixedmultiple-stylusprobingsystemsizeerror在坐標測量機上用固定多探針以離散點探測方式在檢測球上進行測量,用最小二乘法擬合計算,得到的檢測球直徑示值的誤差。3.14固定多探針探測系統(tǒng)位置誤差(ML)fixedmultiple-stylusprobingsystemloca-tionerror在坐標測量機上用固定多探針以離散點探測方式在檢測球上進行測量,用最小二乘法擬合計算,得到的檢測球中心坐標變化的范圍。3.15萬向探測系統(tǒng)形狀誤差(AF)articulatedprobingsystemformerror在坐標測量機上用萬向探測系統(tǒng)以離散點探測方式在檢測球上進行測量,用最小二乘法擬合計算,得到的檢測球半徑示值變化的范圍。3.16萬向探測系統(tǒng)尺寸誤差(AS)articulatedprobingsystemsizeerror在坐標測量機上用萬向探測系統(tǒng)以離散點探測方式在檢測球上進行測量,用最小二乘法擬合計算,得到的檢測球直徑示值的誤差。3.17萬向探測系統(tǒng)位置誤差(AL)articulatedprobingsystemlocationerror在坐標測量機上用萬向探測系統(tǒng)以離散點探測方式在檢測球上進行測量,用最小二乘法擬合計算,得到的檢測球中心坐標變化的范圍。3.18影像測頭變倍探測誤差(PZFV)probingerrorofthezoomimagingprobe采用變倍影像測頭的坐標測量機,測量同一個圓形目標,不同倍率下目標圓心坐標的示值變化范圍。3.19視場fieldofview通過影像探測系統(tǒng)看到的區(qū)域。(見圖1)3.20測量窗measuringwindow視場中用于確定測量點(集)的區(qū)域。(見圖1)注:根據(jù)不同的影像測頭坐標測量機或同一臺影像測頭坐標測量機的不同應用,測量窗的大小和方向會有許多非常不同的選擇。JJF1064—201043.21(二維探測系統(tǒng)的)測量平面measuringplane(ofthe2Dprobingsystem)由二維探測系統(tǒng)決定的二維平面。圖1影像探測系統(tǒng)1—照相機或其他捕捉被測物表面影像的系統(tǒng);2—影像探測系統(tǒng)的各種光學元件;3—被測物;4—視場(物方);5—視場(像方);6—測量窗;7—測量點4概述坐標測量機是由機械主機、位移傳感器、探測系統(tǒng)、控制部分和測量軟件等組成的測量系統(tǒng)。通過測頭對被測物體的相對運動,可以對各種復雜形狀的三維零件表面坐標進行測量。根據(jù)坐標測量機的配置不同,測量可以手動、機動或自動進行。通過增加不同附件,如旋轉(zhuǎn)工作臺、旋轉(zhuǎn)測座、多探針組合、接觸或非接觸測頭等,可以提高測量的靈活性和適用范圍。通過人機對話,可以在計算機控制下完成全部測量的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理工作。測量尺寸是坐標測量機的基本功能。坐標測量機可以進行多種不同的配置組合,以滿足對多種多樣被測對象和被測參數(shù)的測量需要,包括:—三維測頭;—二維測頭;—影像測頭;—一維測頭(如激光測頭);—旋轉(zhuǎn)工作臺作為第四軸;—具有掃描模式;—多探針組合或采用旋轉(zhuǎn)測座;—多種探測系統(tǒng)組合等。5計量特性5.1探測誤差5.1.1(三維)探測誤差(P)JJF1064—201055.1.2二維測頭探測誤差(PF2D)5.1.3影像測頭探測誤差(PFV)5.1.4影像測頭變倍探測誤差5.2尺寸測量示值誤差(E)5.3影像測頭尺寸測量誤差(EV)5.4四軸誤差5.5掃描探測誤差(THP)5.6多探針探測系統(tǒng)誤差5.6.1固定多探針探測系統(tǒng)誤差(MF,MS,ML)5.6.2萬向探測系統(tǒng)誤差(AF,AS,AL)6校準條件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,在校準時由用戶規(guī)定,在驗收檢測中按合同規(guī)定。環(huán)境條件在允許極限內(nèi),測量結(jié)果均有效。6.1.2環(huán)境溫度的測量測量過程中應測量和記錄環(huán)境的溫度變化情況。6.2測頭系統(tǒng)配置需考慮規(guī)定的最大允許誤差對應的測頭系統(tǒng)配置的極限(探針、探針加長桿、探針方向、探針系統(tǒng)的重量、影像測頭物鏡放大倍數(shù)、照明條件等)。這些極限在驗收檢測中按合同規(guī)定;在校準中由用戶規(guī)定。掃描探測誤差應使用標稱直徑3mm的球端探針進行檢測。多探針探測系統(tǒng)誤差檢測中使用的探針應是在許可范圍內(nèi)的,即應具有相同的材料、相同的探針桿直徑和名義長度,相同的探針針頭質(zhì)量。當探針長度不可能完全相等時,探針長度有6mm或10%的名義長度差異也是可以的。驗收檢測或校準時,用戶可在限定的范圍內(nèi)隨意選擇探針的配置形式。6.3操作條件坐標測量機運動應平穩(wěn),無部件干涉引起的噪聲。運動范圍達到要求。量機。應遵守說明書中列舉的以下方面:a)坐標測量機啟動/預熱周期;b)探測系統(tǒng)的配置和組裝;c)探針針頭和標準球的清潔程序;d)探測系統(tǒng)的標定程序。注:在進行探測系統(tǒng)標定前,需先清潔探針針頭和標準器,清除可能影響測量或檢測結(jié)果的殘JJF1064—201066.4標準器6.4.1尺寸實物標準器對使用接觸式探測系統(tǒng)的坐標測量機,采用量塊或步距規(guī)作為尺寸實物標準器,最短長度≤30mm,最大長度不小于空間對角線的66%,共五個不同尺寸。其他尺寸應使測量長度間隔基本均勻。標準器的長度應經(jīng)過校準。對使用影像探測系統(tǒng)的坐標測量機,采用標準線紋尺作為尺寸實物標準器,最短長度≤30mm,最大長度不小于空間對角線的66%,共五個不同尺寸。其他尺寸應使測量長度間隔基本均勻。標準器的長度應經(jīng)過校準。注:當最大長度無法達到空間對角線的66%時,可以考慮采用附錄B的補充測量。評價影像測頭尺寸測量誤差EV的標準器,可采用10mm長度短線紋尺,刻劃間隔不大于0.1mm。6.4.2檢測球檢測球應滿足表1要求,根據(jù)需要選擇。表1檢測球的要求和適用項目序號名稱規(guī)格要求適用項目探測誤差多探針探測誤差掃描探測誤差誤差1掃描檢測球?25mm鋼制;標稱直徑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+++ 2檢測球?10mm~?30mm直徑和形狀經(jīng)校準++ 3檢測球組(兩個球)?10mm~?30mm形狀經(jīng)校準 +注:“+”表示適用,“-”表示不適用。6.4.3二維靶標二維靶標應滿足表2要求,根據(jù)需要選擇。表2二維靶標的要求和適用項目序號名稱規(guī)格要求適用項目二維測頭探測誤差PF2D影像測頭探測誤差PFV影像測頭變倍探測誤差PZFV4圓形靶標?20mm~?50mm形狀經(jīng)校準+--5圓形靶標?0.1mm~?1mm形狀經(jīng)校準-++6環(huán)規(guī)?5mm~?25mm形狀經(jīng)校準+--注:“+”表示適用,“-”表示不適用。JJF1064—201077校準項目和校準方法7.1探測誤差7.1.1(三維)探測誤差(P)7.1.1.1原理探測誤差校準方法的原理:通過確定測量點到最小二乘擬合球球心距離的范圍,評價三維探測誤差P是否符合規(guī)定的最大允許探測誤差MPEP。7.1.1.2程序1)根據(jù)表1選擇檢測球。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球的安裝位置。3)安裝檢測球。檢測球應安裝牢固,以減小晃動引入的誤差。4)建議探針的方向不平行于坐標測量機的任一軸。注:探針方向和檢測球安裝位置的選擇可能明顯地影響測量結(jié)果。5)測量并記錄25個點。這些點應盡量均勻分布在檢測球至少半個球上。點的分布位置應由用戶規(guī)定,如果用戶沒有規(guī)定,建議下列探測分布(見圖2):—在檢測球的極點(探針方向所定義)一點;—極點下22.5°四點(均勻分布);—極點下45°八點(均勻分布),相對于前一組點旋轉(zhuǎn)22.5°;—極點下67.5°四點(均勻分布),相對于前一組點旋轉(zhuǎn)22.5°;—極點下90°(即在赤道上)八點(均勻分布),相對于前一組點旋轉(zhuǎn)22.5°。圖2探測誤差測量點分布7.1.1.3測量結(jié)果的處理使用所有25個測量點,計算最小二乘擬合球。對25個測量點分別計算最小二乘半8徑距離R。計算探測誤差P,為25個最小二乘半徑距離的范圍:7.1.2二維測頭探測誤差(PF2D)P=Rmax-Rmin7.1.2.1原理二維測頭探測誤差校準方法的原理:通過確定測量點到最小二乘擬合圓圓心距離的范圍,評價二維測頭探測誤差PF2D是否符合規(guī)定的最大允許探測誤差MPEP。F2D7.1.2.2程序根據(jù)表2選擇環(huán)規(guī)或圓形靶標作為標準器。在允許的極限內(nèi),用戶可以任意選擇測頭的方向和標準器的安裝位置。在二維探測系統(tǒng)的測量平面安裝標準器。標準器應安裝牢固,以減小晃動引入的誤差。測量并記錄25個點。這些點應盡量均勻分布在標準器的圓周上。采用影像測頭時,不同點之間必須通過移動坐標測量機進行瞄準,測量窗應互不重疊(如圖3所示),并且分別位于視場的指定區(qū)域(如圖4所示)。每個點的測量允許重新對焦。7.1.2.3測量結(jié)果的處理使用所有25個測量點,計算最小二乘擬合圓。對25個測量點分別計算最小二乘半徑距離R。計算探測誤差PF2D,為25個最小二乘半徑距離的范圍:PF2D=Rmax-Rmin圖3符合7.1.2.2節(jié)測量方式要求的視場、測量窗位置圖JJF1064—20109圖4測量各點時測量窗在視場中的位置7.1.3影像測頭探測誤差(PFV)7.1.3.1原理在坐標測量機不產(chǎn)生運動條件下,利用視場內(nèi)不同點對標準器圓周進行測量,確定測量點到最小二乘擬合圓圓心距離的范圍,評價影像測頭探測誤差PFV是否符合規(guī)定的最大允許探測誤差MPEP。FV7.1.3.2程序根據(jù)表2選擇圓形靶標。靶標直徑為視場大小的10%~30%。在允許的極限內(nèi),用戶可以任意選擇靶標的安裝位置。但應該特別注意確保不在探測系統(tǒng)標定的位置。在影像測頭的測量平面安裝靶標。靶標應安裝牢固,以減小晃動引入的誤差。在靶標的圓周上,通過互不重疊的測量窗測量并記錄25個點。這些點應盡量均勻分布在靶標的圓周上。測量過程中不移動坐標測量機,不重新對焦。7.1.3.3測量結(jié)果的處理使用所有25個測量點,計算最小二乘擬合圓。對25個測量點分別計算最小二乘半徑距離R。計算探測誤差PFV,為25個最小二乘半徑距離的范圍:7.1.4影像測頭變倍探測誤差(P=Rmax-Rmin7.1.4.1原理采用變倍的影像測頭時,測頭變倍過程中成像系統(tǒng)的誤差可能引起像的位置變化。通過測量變倍過程中固定目標的坐標,評定影像測頭變倍探測誤差。7.1.4.2程序10%~30%,最大倍率時可以在視場中獲得完整的靶標像。在最小倍率位置對靶標進行測量,獲得靶標坐標(xmin,ymin);在中等倍率位置對靶標進行測量,獲得靶標坐標(xmid,ymid);在最大倍率位置對靶標進行測量,獲得靶標坐標(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,也可以通過預變倍過程找到認為變倍誤差最大的位置,進行測量。JJF1064—2010107.1.4.3測量結(jié)果的處理7.2,,)),,7.2.1尺寸測量示值誤差(E)7.2.1.1原理對于三維測頭,通過比較5個不同長度尺寸實物標準器的校準值和指示值,評價坐標測量機是否符合規(guī)定的最大允許示值誤差MPEE。5個尺寸實物標準器放在測量空間的7個不同的方向或位置,各測量3次,共進行105次測量。對于二維測頭,當其可以進行三維測量時,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個不同尺寸實物標準器的7個方向和位置。注:位置和方向的選擇可能明顯地影響測量結(jié)果。2)對所有7個不同的位置或方向重復下列步驟:在每個不同的方向或位置對5個尺寸實物標準器各測量3次,對外側(cè)或內(nèi)側(cè)進行雙向測量。在標準器的兩個工作端面上各測量一個點,尺寸測量值為兩點間沿標準器長度方向的距離。7個不同的位置或方向至少包括4個不同的空間對角線方向。注:1當使用的標準線紋尺沒有單邊標準值時,可以使用線紋中心距離進行評價。2為了確定標準器長度方向需要進行輔助測量。該輔助測量對每次測量分別進行。3當采用的二維測頭只能進行二維測量和軸向測量時,例如光纖測頭,在測量平面進行4次測量,至少包含2個對角線方向;使用其他測頭,例如影像測頭,再對空間對角線方向的刻線尺進行3個方向的測量,使測量數(shù)據(jù)組合總數(shù)達到105個,進行處理。7.2.1.3測量結(jié)果的處理對105個測量值與尺寸實物標準器的約定真值之差,計算每一個尺寸測量的示值誤差E。實物標準器的約定真值取尺寸實物標準器兩個測量表面之間尺寸的校準值。只有在溫度修正功能是被測坐標測量機的正常功能時,才允許對這個值進行溫度修正。7.2.2影像測頭尺寸測量誤差(EV)7.2.2.1原理將標準器沿平行于測量平面放置于視場內(nèi)的任意位置。不移動影像測頭,采用離散點探測模式測量標準器,通過測量值與標準器實際值的差值確定影像測頭尺寸測量誤差(EV)。7.2.2.2程序選擇短線紋尺作為標準器,最短尺寸不大于影像探測系統(tǒng)視場短邊的10%,最大尺寸不小于影像探測系統(tǒng)視場對角線的66%,共5個不同尺寸,其他長度應使測量長度間隔基本均勻。JJF1064—201011在允許的極限內(nèi),用戶可以任意選擇標準器的安裝位置。但應該特別注意確保不在探測系統(tǒng)標定的位置。標準器放置于影像測頭測量平面內(nèi)的4個不同方向或位置。沿影像測頭視場的2個對角線方向是必須測量的位置。允許用戶選擇其余的2個,默認為坐標測量機的2個軸線方向,并位于影像測頭的視場中央。在影像測頭的測量平面安裝標準器。標準器應安裝牢固,以減小晃動引入的誤差。對5個尺寸各測量3次,對外側(cè)或內(nèi)側(cè)進行雙向測量。在標準器的兩條線上各測量一個點,尺寸測量值為兩點間沿標準器長度方向的距離。7.2.2.3測量結(jié)果的處理通過測量值與尺寸實物標準器的約定真值之差,差EV。7.3四軸誤差7.3.1原理通過測量安裝在旋轉(zhuǎn)工作臺上檢測球組的兩個球心坐標的變化,評價坐標測量機的測量能力是否符合規(guī)定的最大允許誤差(MPEFR,MPEFT,MPEFA)。檢測球中心位置在旋轉(zhuǎn)工作臺上的工件坐標系中描述。對于一臺理想的四軸坐標測量機,在工作臺旋轉(zhuǎn)時,檢測球的中心位置應保持恒定。每個檢測球中心由三個方向確定:徑向、切向和軸向。安裝在工作臺上的每個檢測球中心在工作臺的不同角位置處進行一系列測量。分別計算每個檢測球在三個方向示值誤差(FR,FT,FA)的最大和最小測量結(jié)果的范圍。7.3.2程序?qū)z測球A安裝在旋轉(zhuǎn)工作臺上半徑r處(r的取值見表3),盡量靠近工作臺表面。將檢測球B安裝在旋轉(zhuǎn)工作臺上,半徑與檢測球A相同,盡量在工作臺表面對徑位置,高度差為Δh,見表3和圖5。表3檢測球在旋轉(zhuǎn)工作臺上的位置組合序號高度差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測量機。檢測球的安裝必須足夠牢固,以避免晃動或彎曲變形引起的誤差,特別是旋轉(zhuǎn)工作臺軸線為水平時。12圖5檢測球在旋轉(zhuǎn)工作臺上的位置,用于驗收檢測和校準注:圖中的X,Y,Z符號用于說明與旋轉(zhuǎn)工作臺的關系,不需要與機器軸符號一致。在旋轉(zhuǎn)工作臺上定義一個直角工件坐標系(見圖5),滿足下列條件:a)檢測球B(遠離工作臺表面)的中心建立坐標系原點;b)基準軸Z必須平行于旋轉(zhuǎn)工作臺的軸線;c)第二軸X必須在包含基準軸和檢測球A中心的平面內(nèi)。注:第三軸Y定義正切方向。建立工件坐標系后開始測量:在原點(位置0)測量檢測球B中心。用戶可以選擇旋轉(zhuǎn)工作臺的任何非零角位置作為表4中的位置0。表4旋轉(zhuǎn)工作臺缺省名義角位置位置序號角位置(°)坐標測量值檢測球A檢測球BW1W2XAYAZAXBYBZB000XA0YA0=0ZA0XB0=0YB0=0ZB0=0175135XA1YA1ZA1---2125225XA2YA2ZA2---3175315XA3YA3ZA3---4385405XA4YA4ZA4---5410540XA5YA5ZA5---6510630XA6YA6ZA6---7820810XA7YA7ZA7---8510630XA8YA8ZA8---9410540XA9YA9ZA9---10385405XA10YA10ZA10---11175315XA11YA11ZA11---12125225XA12YA12ZA12---13表4(續(xù))位置序號角位置(°)坐標測量值檢測球A檢測球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)工作臺的坐標測量機。角位置W2用于帶有全覆蓋的旋轉(zhuǎn)工作臺的坐標測量機。對特定的坐標測量機只使用一列。表中短線(-)表示對此檢測球在此角位置不測量。旋轉(zhuǎn)工作臺順序旋轉(zhuǎn)到7個角位置,在每個位置測量檢測球A的中心。建議7個測量位置包含至少從起始位置起的720°的位置。然后旋轉(zhuǎn)工作臺反方向旋轉(zhuǎn)到7個角位置,測量檢測球A的中心。當旋轉(zhuǎn)工作臺回到起始位置,作為位置14,同時測量兩個檢測球。然后旋轉(zhuǎn)工作臺在相同方向旋轉(zhuǎn)到7個角位置,并從相反的方向旋轉(zhuǎn)到7個角位置。在每個位置測量檢測球B。當旋轉(zhuǎn)工作臺旋轉(zhuǎn)到初始位置時,作為位置28,測量兩個檢測球(見表4)。注:1200mm的值使1′的角度誤差約等于1μm線性誤差。為了評價不同測量空間的機器,適合不同機器測量大型工件公差要求的能力(例如:工件大于工作臺尺寸),上述測量過程引起的誤差與使用的高度和距離近似成比例。JJF1064—2010142在坐標測量機測量范圍內(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)商采用不同的檢測球位置進行附加的測量。3有些坐標測量機使用旋轉(zhuǎn)工作臺作為擴展測量空間的工具。在這樣的坐標測量機上,起始角位置必須保證可以同時測量兩個檢測球。7.3.3測量結(jié)果的處理使用位置0到位置28的測量(檢測球A的坐標符號為XA,YA,ZA,檢測球B的坐標符號為XB,YB,ZB),計算兩個檢測球中心的徑向、切向和軸向誤差的峰—峰值,作為三個四軸誤差(FR,FT,FA)(見表4和圖6)。注:1XA和XB是檢測球A和B的徑向分量,用于計算徑向四軸誤差FRA和FRB。2YA和YB是檢測球A和B的切向分量,用于計算切向四軸誤差FTA和FTB。3ZA和ZB是檢測球A和B的軸向分量,用于計算軸向四軸誤差FAA和FAB。圖6配置轉(zhuǎn)臺軸線作為第四軸的坐標測量機校準和驗收檢測中三個四軸誤差(FRB,FTB,FAB)的三維示意圖注1:r是檢測球B到旋轉(zhuǎn)工作臺軸線的半徑。注2:hB是檢測球B中心到旋轉(zhuǎn)工作臺工件裝卡表面的高度。注3:為了清晰,檢測球A的位置未標出。7.4掃描探測誤差7.4.1原理在規(guī)定的最大允許掃描探測時間MPEτ內(nèi),掃描檢測球上四個目標掃描平面,將HP所有掃描點的測量數(shù)據(jù)擬合成最小二乘球,計算球心到各掃描點的距離的最大變化范圍(即最大距離和最小距離之差),確定掃描探測誤差THP。評估坐標測量機是否能夠達到最大允許掃描探測誤差MPET。HP7.4.2程序根據(jù)表1選擇掃描檢測球。檢測球應不同于探測系統(tǒng)標定的標準球。用戶可隨意把其放在與標準球不同的任何位置。仔細清潔檢測球和夾具,清除可能會影響測量或檢測結(jié)果的殘留物。牢固安裝檢測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)隨意選擇檢測球安裝的方向和位置。采集并記錄檢測球的修正掃描線上掃描點的測量結(jié)果。修正掃描線在檢測球表面上所規(guī)定的四個目標掃描平面內(nèi)(見圖7)。注:1目標掃描平面1在平分球體的面的圓上。2目標掃描平面1與目標掃描平面2是相距8mm的平行平面。3目標掃描平面2,3與4相互間垂直。4目標掃描平面3通過球體的極點。5目標掃描平面4是距離極點8mm的平面。6α是探針軸偏離探測軸軸線的角。7由探針軸線確定檢測球的極點和平分球體的面。建議α角約為45°。圖7檢測球上四個目標掃描平面A—目標掃描平面1;B—目標掃描平面2;C—目標掃描平面3;D—目標掃描平面4;E—探測軸的軸線建議掃描點的間距0.1mm~0.2mm。四個掃描順序中的每一個都必須從探針離檢測球至少10mm處的中間點開始。從該起始點,探針應在規(guī)定的行程速度下沿表面法線方向趨近檢測球。四個掃描順序中的每一個都必須從探針離檢測球至少10mm處的中間點結(jié)束。記錄從第一掃描順序起始中間點到第四掃描順序結(jié)束中間點之間的掃描檢測時間τHP,τHP應不大于MPEτ,必要時應調(diào)整掃描速度。HP注:采用與坐標測量機上工件正常測量所采用的同一算法和參數(shù),不應采用附加的濾波或其他優(yōu)化措施。7.4.3測量結(jié)果的處理按四條修正掃描線測得的全部掃描點計算出最小二乘擬合球的中心。計算測得的每個掃描點的徑向距離R。由計算得到的徑向距離R的變化范圍算出掃描探測誤差THP。計算每個掃描點的徑向距離R與檢測球半徑檢定值之差的最大絕對值。7.5多探針探測系統(tǒng)誤差JJF1064—2010167.5.1固定多探針探測系統(tǒng)的誤差7.5.1.1原理使用5根不同的固定探針,測量檢測球的形狀、尺寸和位置。每根探針在檢測球上測量25點,使用5根探針共測量125點。如果坐標測量機配有探針或測頭更換系統(tǒng),應進行5次探針或測頭更換,每根探針測量前更換一次。每個探針探測25點,分別擬合出一個最小二乘球;使用5個探針探測的125點共同擬合成一個最小二乘球。計算所有5個25點球的中心坐標(X,Y,Z)范圍。三個坐標范圍的最大值為位置誤差ML。另外,使用125點擬合的最小二乘球計算形狀和尺寸的示值誤差:尺寸誤差MS和形狀誤差MF。因為校準結(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度;僅可使用制造商規(guī)定允許的探針系統(tǒng)進行校準。不同的檢測球位置選擇也會顯著影響校準結(jié)果。7.5.1.2程序根據(jù)表1選擇檢測球。坐標測量機標準球不應用作檢測球。1)“星形”探針結(jié)構(gòu)應為一根探針平行于測頭軸線,4根探針位于垂直于測頭軸線的平面內(nèi),并且相鄰探針夾角為90°。測頭到探針聯(lián)接點的距離應為正常使用坐標測量機探針部件時可能的最小距離(見圖8)。圖8固定多探針探測系統(tǒng)的探針長度l1—探測軸;2—測頭注:為了清晰,5根探針中的4根可見,并僅可見3個測桿。探針長度l的可用的值應與坐標測量機制造商規(guī)定的等同,且應從下列數(shù)值中選擇:10mm,20mm,30mm,50mm,100mm,200mm和400mm(見表5)。只有那些坐標測量機制造商規(guī)定可用于探針系統(tǒng)的長度需要校準。除非另有規(guī)定,應使用那些已被認可,可用于坐標測量機探測系統(tǒng)的探針。JJF1064—2010172)應按坐標測量機制造商規(guī)定的正常操作程序分別對5根探針進行標定。3)檢測球安裝時應與探針標定所用標準球的位置不同,在x和y方向的偏移不小于檢測時使用的最大測桿長度(見表5)。每個探針在檢測球上測量25點,總共125點。各測量點應在檢測球上勻稱分布,至少覆蓋半個球面。對垂直探針,推薦測量點分布為:一點位于檢測球極點;四點均布且與極點成22.5°;八點均布,相對于前者旋轉(zhuǎn)22.5°且與極點成45°;四點均布,相對于前者旋轉(zhuǎn)22.5°且與極點成67.5°;八點均布,相對于前者旋轉(zhuǎn)22.5°且與極點成90°(見圖2)。對水平探針,應采用類似的采樣點分布,同時極點由探針方向確定。如果坐標測量機配有探針或測頭更換系統(tǒng),應進行5次探針或測頭更換,每根探針測量前更換一次。但是,如果更換系統(tǒng)少于5個探針或測頭庫位置,應使用最大的更換次數(shù),某些探針或測頭要更換1次以上,以達到更換5次。表5固定多探針探測系統(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測量結(jié)果的處理1)將每個探針測量的25點擬合一個最小二乘球,總共擬合5個球。計算5個球的中心坐標(x,y,z)范圍。這三個坐標范圍上的最大值為位置誤差ML。2)用5根探針測得的125點擬合一個最小二乘球。記錄擬合球直徑與檢測球校準值的偏差,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。7.5.2萬向探測系統(tǒng)7.5.2.1原理校準的原理是使用萬向探測系統(tǒng)的5個不同的角度位置,測量檢測球形狀、尺寸和位置(見圖9)。每個角度位置上,在檢測球上測量25點,5個位置共測125點。如果坐標測量機上備有探針或測頭更換系統(tǒng),應進行5次更換,每使用一個角度位置前更換一次。在一個角度位置的一組25點擬合一個最小二乘球,共擬合5個球。計算5個球的中心坐標(X,Y,Z)范圍。這三個坐標范圍中最大值為位置誤差JJF1064—201018AL。另外,125點擬合的最小二乘球用于檢測形狀和尺寸的示值誤差,給出尺寸誤差AS和形狀誤差AF。因為這些校準結(jié)果很大程度上取決于測頭加長桿的長度,應考慮不同的測頭加長桿長度系列;只校準坐標測量機制造商對適用于萬向測頭系統(tǒng)規(guī)定的測頭加長桿長度。選擇不同的檢測球位置也會顯著影響校準結(jié)果。圖9垂直位置時轉(zhuǎn)向測頭系統(tǒng)1—軸端;2—轉(zhuǎn)向測頭夾持器;3—測頭加長桿;4—測頭;5—探針7.5.2.2程序檢測球的直徑應不小于10mm并不大于30mm,檢測球的尺寸和形狀都應經(jīng)過校準。坐標測量機的標定球不能作為檢測球使用。1)將一個20mm直形短探針(特殊規(guī)定除外)和一個測頭加長桿安裝在萬向測頭系統(tǒng)上。測頭加長桿的長度lPE應按下列長度值選擇:0mm,100mm,200mm,300mm(見表6)。除非有特殊規(guī)定,探針和測頭加長桿都應選擇坐標測量機測頭系統(tǒng)允許使用的附件。2)依據(jù)坐標測量機制造商規(guī)定的常規(guī)操作程序?qū)θf向測頭系統(tǒng)的5個角度位置分別標定。這5個位置應包括1個垂直位置和4個水平位置,每個位置與相鄰位置成90°。3)檢測球安裝時應與探針標定所用標準球的位置不同,在x和y方向的偏移大于檢測時使用的最大加長桿長度(見表6)。在每一個角度位置對檢測球進行25點測量,總共125點。測點應均布在檢測球上,至少覆蓋半球。對垂直探針建議的采樣點方案為:在檢測球極軸上采一點,離極軸22.5°的平面上均勻采4點;再旋轉(zhuǎn)22.5°,即在距極軸45°的平面內(nèi)均勻采8點;再旋轉(zhuǎn)22.5°,即在距極軸67.5°的平面上均勻采4點;再旋轉(zhuǎn)22.5°,在垂直于極軸的平面上均勻采8點(見圖2)。對于水平探針位置,應該使用同樣的測點分布,這時的極點是水平探針方向?qū)狞c。如果坐標測量機提供探針或測頭更換系統(tǒng),應對默認探針進行5次更換。在測量過程中,每個角度位置都應從更換系統(tǒng)上拿出和放回探針或測頭,總共進行5次。JJF1064—201019表6萬向探測系統(tǒng)參數(shù)表示例MPEAFμmMPEASμmMPEALμm萬向探測系統(tǒng)測頭加長桿長度lPE=0萬向探測系統(tǒng)測頭加長桿長度lPE=100mm萬向探測系統(tǒng)測頭加長桿長度lPE=200mm萬向探測系統(tǒng)測頭加長桿長度lPE=300mm7.5.2.3測量結(jié)果的處理1)每個測量角度的一組25個測點用最小二乘法擬合一個球,共擬合5個球。計算5個球球心坐標(X,Y,Z)的范圍。其中最大值即是萬向探測系統(tǒng)的位置誤差AL。2)檢測球5個測量角度的所有125測點用最小二乘法擬合一個球,這個球的擬合直徑值與校準直徑值之間的差值即是萬向探測系統(tǒng)的尺寸誤差AS。同樣方法,125個點到最小二乘球中心的半徑范圍,即球的形狀誤差,是萬向探測系統(tǒng)的形狀誤差AF。8校準結(jié)果的處理8.1校準證書經(jīng)校準的坐標測量機出具校準證書。校準結(jié)果至少應包含下列內(nèi)容:—校準條件;—計量特性和校準結(jié)果;—測量結(jié)果的不確定度;—需要符合性評定時,給出符合性評定結(jié)論。8.2符合性評定需要符合性評定時,根據(jù)GB/T18779.1考慮測量不確定度的影響,給出符合性評定結(jié)論。一般而言,坐標測量機至少應考慮對下列參數(shù)的符合性:最大允許示值誤差MPEE,最大允許探測誤差MPEP和多探針探測系統(tǒng)的最大允許誤差(MPEMF,MPEMS和MPEML)或/和(MPEAF,MPEAS和MPEAL)。在配備旋轉(zhuǎn)工作臺和/或掃描功能時,還應考慮對相應的最大允許誤差的符合性。配備影像測頭的坐標測量機應考慮最大允許影像測頭探測誤差MPEP和最大允許影像測頭尺寸測量示值誤差MPEE。FVV最大允許誤差:—校準時,由用戶規(guī)定;—驗收檢測時,按照合同規(guī)定。JJF1064—201020如果沒有特別規(guī)定,最大允許誤差對于坐標測量機測量空間任意位置、任意方向,各種允許的探針配置,旋轉(zhuǎn)工作臺的任意位置、方向等條件下的測量均有效。8.2.1尺寸測量示值誤差示值誤差E不大于最大允許示值誤差MPEE時,該計量特性符合要求。在7.2.1中所述,5個尺寸實物標準器在測量空間的7個不同的方向或位置,各測量3次,獲得的105個數(shù)據(jù)中。如果每個尺寸測量的3個值中只有1個值且總共有不超過5個數(shù)據(jù)超出最大允許誤差,則允許對每一個超差的尺寸測量在相應的方向和位置重測10遍。當所有重復測量的數(shù)據(jù)滿足示值誤差E不大于規(guī)定的最大允許示值MPEE,坐標測量機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,測量尺寸的坐標測量機的性能符V合要求。8.2.2探測誤差探針誤差P,PFV,PZFV不大于最大允許誤差時,探測誤差符合要求。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)工作臺作為第四軸的坐標測量機四軸誤差符合要求。8.2.4掃描探測誤差如果在規(guī)定的掃描檢測時間MPEτ內(nèi)獲得的掃描探測誤差THP滿足下列條件,在HP掃描模式下使用的坐標測量機的性能符合要求:a)掃描探測誤差THP不大于規(guī)定的最大允許掃描探測誤差MPETHP。b)任一單個計算得到的半徑與檢測球直徑檢定值的一半之差的最大絕對值不大于規(guī)定的最大允許掃描探測誤差MPET。HP8.2.5多探針探測系統(tǒng)誤差對每一個允許的探針長度l,當滿足規(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系統(tǒng)的坐標測量機性能符合要求。對每一個允許的探針長度lPE,當滿足規(guī)定的最大允許誤差,即AF≤MPEAF,AS≤MPEAS,AL≤MPEAL,帶有萬向探測系統(tǒng)的坐標測量機性能符合要求。注:當某項校準結(jié)果不符合要求時,應徹底檢查校準過程中各種可能影響測量結(jié)果的因素,如灰塵、污染和任何操作者組合探針的失誤,包括全部探測系統(tǒng)的部件的溫度是否平衡。糾正問題后,從探測系統(tǒng)標定開始對不符合項目再重測一次。9復校時間間隔用戶根據(jù)使用情況自行確定復校時間間隔,建議一般不超過1年。JJF1064—201021附錄A期間核查(資料性附錄)A.1坐標測量機的期間核查建議復校時間間隔中間,對坐標測量機進行期間核查。首次期間核查應在校準后立即進行;標準器的位置和方向必須記錄,并在后續(xù)的期間核查中復現(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。坐標測量機在發(fā)生可能影響性能的事件后,應立即進行期間核查。A.2尺寸測量示值的期間核查建議使用與尺寸實物標準器不同的核查標準。根據(jù)需要,應選擇最接近坐標測量機測量任務的標準器作為核查標準:—特殊制造的核查標準,其復現(xiàn)的典型幾何形狀應具有穩(wěn)定的尺寸,合理的結(jié)構(gòu),表面粗糙度不會對測量不確定度產(chǎn)生明顯影響;—球板或孔板;—球棒;—可在一個固定的標準球和坐標測量機球形探針之間動態(tài)安裝的棒;—環(huán)形標準器(例如環(huán)規(guī));—線紋尺或發(fā)光球板。核查標準的材料應具有與坐標測量機所測量的工件相近的熱膨脹系數(shù)。7.2中描述的儀器、程序和計算均適用于期間核查。A.3探測系統(tǒng)的期間核查建議使用常用的探針組合。期間核查應執(zhí)行7.1中規(guī)定的程序和計算。A.4配備旋轉(zhuǎn)工作臺作為第四軸的坐標測量機的期間核查如果坐標測量機上固定有旋轉(zhuǎn)工作臺,7.3描述的程序?qū)υu價各線性軸的所有誤差已經(jīng)足夠。如果FR、FT和FA滿足指標要求,所有線性軸必然工作正常。因此,進行7.3描述的測量作為期間核查后,不需要再進行A.2的核查。A.5掃描模式下使用的坐標測量機的期間核查建議使用與檢測球不同的核查標準。22附錄B大型坐標測量機的補充測量B.1當尺寸實物標準器的規(guī)格無法滿足7.2的要求時,建議增加測量位置或使用激光干涉儀進行位置示值誤差測量。B.2增加測量位置時,方向和/或位置總數(shù)一般不應超過12個。尺寸實物標準器的方向和/或位置擺放應使測量覆蓋范圍不小于坐標測量機測量范圍的66%。B.3當B.2條件不能滿足時,建議使用激光干涉儀進行位置示值誤差測量。測量可以只在使用尺寸實物標準器不能滿足要求的軸向進行。每條測量線在全長上均勻測量20個間隔。在往返行程上分別測量三次。測量的零示值。坐標測量機顯示的位置坐標與激光干涉儀的示值之差為其位置示值誤差。坐標測量機定位時對目標點在測量方向的偏離應作為修正值對激光干涉儀的示值進行修正。當坐標測量機采用計算機誤差修正技術(shù),坐標測量機的示值應采用修正后的值。任何一點偏差相對參考點偏差之差的絕對值應小于規(guī)定的最大允許位置示值誤差,或小于最大允許尺寸測量示值誤差。在該軸向的任意位置測量均應滿足要求。JJF1064—201023附錄C測量不確定度評估示例C.1尺寸測量示值誤差E測量結(jié)果的不確定度計算C.1.1測量模型對標準器進行測量,得到的測量尺寸示值E的標準不確定度為:u2(E)=u2(εcal)+u2(εα)+u2(εt)+u2(εalign)+u2(εfixt)+u2(εR)其中:εcal—標準器的校準誤差;εα—標準器的熱膨脹系數(shù)引起的E誤差;εt—輸入的標準器溫度引起的E誤差;εalign—標準器定向引起的E誤差;εfixt—標準器裝卡穩(wěn)定性引起的E誤差;εR—測量重復性引起的E誤差。C.1.2不確定度因素分析C.1.2.1u(εcal)為標準器校準值Ls的標準不確定度。u(εcal)=Ucal/k其中:Ucal—標準器校準證書上注明的擴展不確定度;k標準器校準證書上注明擴展不確定度的擴展因子。C.1.2.2u(εα)為標準器熱膨脹系數(shù)αS引起E的標準不確定度,根據(jù)標準器的校準證書確定標準不確定度值。本參數(shù)只有當被校坐標測量機要求輸入熱膨脹系數(shù)時才需要考慮。對于沒有溫度修正功此2即認為u(εα)=0。其中:L—標準器長度;t—測量時標準器的溫度;u(α)—標準器熱膨脹系數(shù)引起的E標準不確定度。式中t應在每個測量位置分別確定。C.1.2.3u(εt)為標準器溫度測量引起E的標準不確定度。由于標準器的溫度測量是坐標測量機上的功能,測量誤差是坐標測量機示值誤差的一部分,與校準方法無關,不予單獨考慮。當被校坐標測量機有溫度補償功能,此項不確定度不予考慮。只有當被校坐標測量機具有溫度補償功能,但標準器的溫度值是由校準方的溫度測量系統(tǒng)獲得的,此時:u(εt)=L·α·u(t)其中:L—標準器長度;α—標準器的熱膨脹系數(shù);u(t)—標準器溫度值的標準不確定度。評估u(t)時,應考慮溫度測量系統(tǒng)的校準不確定度和測量期間溫度的變化范圍。JJF1064—201024操作時應保證傳感器與標準器的良好接觸。C.1.2.4u(εalign)為標準器定向誤差引起E的標準不確定度定向誤差產(chǎn)生的影響包括:—余弦誤差:測量線偏離實際方向;—平行性誤差:測量點偏離應該測量的位置。應按照下列規(guī)定建立標準器的方向參數(shù),使本項不確定度可以忽略:a)正確理解標準器的定向方法和程序規(guī)定。例如ISO3650定義了量塊的型式。在使用量塊作為標準器時,即使為了方便,量塊已經(jīng)安裝在一起了,量塊的方向也應分別確定。面。應避免形狀誤差造成的影響。例如,在使用標準器側(cè)面定向時,應使測量點相對于中心對稱分布,并盡量分布在兩端,以避免標準器彎曲造成的影響。C.1.2.5u(εfixt)為標準器裝卡穩(wěn)定性引起E的標準不確定度裝卡可能引起標準器的變形或受到探測力時晃動。裝卡穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響包括:—測量面的平行性誤差增大;—用于定義標準器軸線的數(shù)據(jù)變差,增大了定向和定位的誤差;—當測量面上的測量點偏離標準器對稱線,示值將變大或變小。應按照下列規(guī)定裝卡標準器,使本項不確定度可以忽略:不要過分用力,以避免不必要的變形;a)根據(jù)標準器的設計選擇裝卡位置,以減小變形的影響。盡量遵守制造商的裝卡建議。當標準器對中心線對稱時,艾利點(L/廠3)通常是較好的選擇;b)支撐實物標準器的底座對于減少變形非常重要。當無法實現(xiàn)完全的定位,底座應使過定位保持在最低限度;c)當標準器和底座之間的溫度差很大時(例如等溫時間過短)或材料差異很大時,應放置足夠的時間后,再進行固定,以減少溫度變化的影響;d)支撐在測量方向上的剛性必須足夠,這包括將標準器固定到坐標測量機工作臺上的各個環(huán)節(jié),例如:底座、支架、坐標測量機的壓緊裝置等。C.1.2.6u(εR)為測量重復性引起E的標準不確定度si=Ri/C其中:C為極差系數(shù)。當n=3時,C=1.69。通過所有35組測量得到的合并樣板標準差為:ss(Ri/1.69)2C.2探測誤差P測量結(jié)果的不確定度計算則由重復性引入的不確定度分量u(εR)為:u(εR)=sC.2探測誤差P測量結(jié)果的不確定度計算探測誤差P的不確定度取決于檢測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球形狀誤差的數(shù)據(jù)為F,測量不確定度為U(F),包含因子k=2,則標準不確定度:u(F)標準不確定度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,則探測誤差的擴展不確定度:U(P)=2u(P)。C.3實例:采用陶瓷檢測球和鋼質(zhì)量塊校準坐標測量機的不確定度C.3.1說明高準確度的坐標測量機安裝在空調(diào)實驗室。本例采用陶瓷檢測球和一組鋼質(zhì)量塊為標準器校準該坐標測量機。標準器與被校準坐標測量機的技術(shù)參數(shù)見表C.1。表C.1標準器與被校準的坐標測量機技術(shù)參數(shù)坐標測量機測量范圍MPEPMPEE1000mm×900mm×600mm0.6μm±(0.5μm+10-3L/750)具備材料溫度自動補償功能、采用微探測力平衡探測系統(tǒng)檢測球形狀誤差校準值F(0.07±0.1)μm量塊尺寸校準不確定度CTE(熱膨脹系數(shù))量塊等級:0級0.1μm+0.25×10-6L(10.9±0.35)×10-6K-1C.3.2探測誤差P探測誤差測量結(jié)果的不確定度取決于檢測球證書給出形狀誤差值及其不確定度。證書給出的檢測球形狀誤差的數(shù)據(jù)為F=0.07μm,測量不確定度為U(F)=0.1μm,包含因子k=2,則形狀誤差值的標準不確定度:u(F)0.1μm/2=0.05μm探測誤差測量結(jié)果的標準不確定度: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,則探測誤差的擴展不確定度:U(P)=2u(P)=2×0.06μm=0.12μmU(P)與MPEP比值為20%,表明測量能力足夠。C.3.3長度測量誤差C.3.3.1說明26被校準坐標測量機的空間對角線的長度為1494mm,最短的長度尺寸取30mm,則最長的長度尺寸不能少于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)按下式評估:u(E)=u2(εcal)+u2(εα)+u2(εt)+u2(εalign)+u2(εfixt)+u2(εR)細節(jié)。C.3.3.2標準器校準值的標準不確定度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標準器熱膨脹系數(shù)的標準不確定度u(εα)由于坐標測量機具有材料溫度補償功能,該分量需要考慮,校準者需要輸入標準器的材×10-6K-1。u(εα)=L×(|t-20℃|)×u(α)校準過程中,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:一般說來,該數(shù)據(jù)只有在測量進行時才有效,標準器熱膨脹系數(shù)的不確定度通常比其他分量小。為簡化起見,按本項估算的方法該不確定度分量將偏大,如果可以按JJF1130中的PUMA方法反復逼近,重新評估得到合理值。寸的.,4k=2,對不同尺表C.4選用尺寸與熱膨脹系數(shù)的標準不確定度u(εα)L/mm301252505006007001000u(εα)/μm0.000.020.030.070.080.100.14C.3.3.4標準器溫度測量的標準不確定度u(ε