三坐標測量同軸度的誤差原因分析

 　　在國家標準中，同軸度公差帶的定義是指直徑 為公差值t，且與基準軸線同軸的圓柱面內的區域 ，它有三種控制要素：軸線對軸線，軸線對公共軸線， 圓心對圓心。

　　三坐標測量機測量同軸度誤差放大的原因分析

　　根據同軸度的定義，用三坐標測量同軸度時，可 從三個方面考察其測量誤差：①基準軸線的采集與 建立;②被測元素軸線的采集與建立;③基準軸線與 被測元素軸線之間位置關系的評價。

　　從測量原理上說，三坐標直接測得的是被測工件 上一些特征點的坐標位置，為了獲得被測參數值，需 要通過測量軟件的數據處理和運算 。因此，被測參數的測量精度主要與 三坐標的系統誤差、測頭系統誤 差、工件形狀誤差、算法誤差、環境誤差、采樣策略和 敏感系數等因素有關。而對于同軸度的測量，采樣 策略和敏感系數對精度的影響更大 。采樣策略是指如何在被測物體表面合理安排采 樣點。所謂“合理”，是指在相同環境下，用同一臺 三坐標測量同一零件時，怎樣安排采樣點數和采樣位 置可以獲得較高的測量精度(測量誤差小)。采樣數量和采樣位置會影響測量結果的原因在于：①被測元素并非理想元素，存在形狀誤差;②三坐標采點 及計算方法有局限性，存在測量誤差。由于采樣策 略對測量結果影響較大，因此如對測量結果有異議，可考慮改變采樣策略多測幾次，然后分析測量結果，給出正確的測量數據。

　　敏感系數表示測量結果受初始測量要素影響的 大小。對于同軸度測量，被測要素的測量誤差受基 準誤差的影響很大。

　　根據以上分析，采樣策略和敏感系數是影響同 軸度測量精度的主要原因。因此，在同軸度檢測中 采用科學的采樣策略和盡量減小敏感系數 ，有助于 提高測量結果的精度水平。例如：有兩個短圓柱，求 其中一個圓柱相對于另一圓柱的同軸度 。如圖所示，在基準圓柱上測量兩個截面圓，將其連線作為基 準軸;在被測圓柱上也測量兩個截面圓 ，構造一條直 線，然后計算其同軸度。假設基準圓柱上兩測量截 面間的距離較小(10mmD，而基準第 一截面與被測第 一截面間的距離較大 (100mm)，即該檢測方案的同軸度對采點的敏感系數很大，如果基準圓柱第 二截 面圓的圓心位置有 5pm的測量誤差，則測量軸線到 達被檢截面時已偏離了 5 X100/10 = 5(Vm，此時即使被檢軸線與基準軸線完全同軸 ，同軸度誤差(等于誤差圓柱的直徑)的測量結果也會有 2 X50 = 100im 的誤差。