三次元坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的靜態(tài)誤差來源主要有:三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)本身的誤差,如導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的誤差(直線、回轉(zhuǎn))、基準(zhǔn)坐標(biāo)系的變形、測(cè)頭誤差、標(biāo)準(zhǔn)量的誤差;與測(cè)量條件相關(guān)聯(lián)的各種因素引起的誤差,如測(cè)量環(huán)境的影響(溫度、塵埃等)、測(cè)量方法的影響以及一些不確定因素的影響等。
三次元坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的誤差源紛繁復(fù)雜,很難將它們一一檢測(cè)分離出來并加以修正,一般只修正那些對(duì)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)精度影響比較大的誤差源和那些比較容易分離的誤差源。目前研究最多的是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的機(jī)構(gòu)誤差。生產(chǎn)實(shí)踐中使用的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)絕大多數(shù)是正交坐標(biāo)系三坐標(biāo)測(cè)量機(jī),對(duì)于一般的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)而言,機(jī)構(gòu)誤差主要是指直線運(yùn)動(dòng)部件誤差,包括定位誤差、直線度運(yùn)動(dòng)誤差、角運(yùn)動(dòng)誤差、以及垂直度誤差。
對(duì)三次元坐標(biāo)測(cè)量機(jī)精度評(píng)定或?qū)嵤┱`差修正,要以坐標(biāo)測(cè)量機(jī)固有誤差的模型為基礎(chǔ),其中,必須給出各誤差項(xiàng)的定義,分析,傳遞及誤差合成后的總誤差。所謂的總誤差,在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的精度檢定中,是指反映坐標(biāo)測(cè)量機(jī)精度特性的綜合誤差,即指示精度,重復(fù)精度等:在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的誤差修正技術(shù)中,則是指空間點(diǎn)的矢量誤差。
一、機(jī)構(gòu)誤差分析
三次元坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的機(jī)構(gòu)特征,導(dǎo)軌對(duì)被它引導(dǎo)的部件限制五個(gè)自由度,測(cè)量系統(tǒng)控制運(yùn)動(dòng)方向上的第六個(gè)自由度,因此導(dǎo)向部件在空間的位置,由導(dǎo)軌及其所屬的測(cè)量系統(tǒng)確定。
二、測(cè)頭誤差分析
三次元坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)頭分為兩種:接觸式測(cè)頭按其結(jié)構(gòu)又分為開關(guān)式(又稱觸發(fā)式或動(dòng)態(tài)發(fā)訊式)和掃描式(又稱比例式或靜態(tài)發(fā)訊式)兩大類。開關(guān)式測(cè)頭的誤差由開關(guān)行程,測(cè)頭各向異性,開關(guān)行程分散性,復(fù)位死區(qū)等引起。掃描式測(cè)頭的誤差由測(cè)力一位移關(guān)系,位移一位移關(guān)系,交叉耦合干擾等引起。
測(cè)頭的開關(guān)行程為測(cè)頭與工件接觸至測(cè)頭發(fā)訊,測(cè)頭所偏擺的一段距離。這是測(cè)頭的系統(tǒng)誤差。測(cè)頭的各向異性是開關(guān)行程在各個(gè)方向上的不一致性。它是系統(tǒng)誤差,但通常作隨機(jī)誤差處理。開關(guān)行程的分解性指重復(fù)測(cè)量時(shí)開關(guān)行程的離散程度。實(shí)際測(cè)量時(shí),以某一方向開關(guān)行程的標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算。
復(fù)位死區(qū)指測(cè)頭測(cè)桿偏離平衡位置后,撤除外力,測(cè)桿在彈簧力的作用下復(fù)位,但由于摩擦力的作用,測(cè)桿不能回到原始位置,它與原始位置的偏差就是復(fù)位死區(qū)。