测头标定的原理及意义

问题描述

精选答案

坐标测量机测头标定是测量过程中非常重要的一个环节，在标定过程中产生的误差将影响最终的测量结果，特别是标定不同位置、角度和长度的测头时，标定结果的准确性显得尤其重要。在后续的测量过程中发现问题，再重新标定测头，将会增加较大的工作量，降低工作效率。

一、测头标定的原因

坐标测量机测头需要标定的原因主要有以下4个方面：

1：获得测头测针的红宝石球的补偿直径

在测量过程中，测针上的红宝石球以点接触的形式接触被测零部件的测量部位，同时测头上的传感器会产生一个接触信号，该信号被光栅计数系统采集后，光栅计数系统会将此时的光栅计数器锁存并传递给计算机测量系统，测量系统收集的是一个空间几何坐标点（x，y，z）。实际上，该坐标点是测针红宝石球的球心坐标，该坐标点与测量过程中所需的测针与被测量零部件接触点的坐标之间存在已知的数值关系，即相差一个测针红宝石球的半径值。所以，为了计算出测针红宝石球与被测零部件测量部位接触点的空间几何坐标，必须通过测头标定来获得测针红宝石球的直径，即补偿直径。

2 : 获得测针在不同位置与其在第一个位置之间具体的数值关系

该原因主要是针对多探针系统的坐标测量机。在用坐标测量机进行具体的测量过程中，被测零部件不能随意搬动和翻转。为了方便测量，通常需根据具体情况科学合理地选择合适长度、形状的测头（如柱形、星形和针形等）和测头位置。为了使选择的不同测针、测头不同位置所测量的数值能够直接进行计算，需要把它们之间的相互关系先进行测量，然后在计算时进行数值换算。因此，为了获得测针在不同位置与其在第一个位置之间具体的数值关系，在测量的前期准备工作中通常需先进行测头标定。

3 : 理论测杆长度与实际测杆长度的误差

坐标测量机测量过程中，由于一些工件比较复杂或者孔比较深等原因，需要使用加长的测量杆。测量力会使测杆产生很微小的形变弯曲。弯曲量的大小除了和测量力的大小有关还与测杆长度有关。一些主轴可旋转的坐标测量机还需考虑测球中心与主轴不在一条直线上所引起的偏心。所以在使用之前需要对测杆测头进行标定。

4 : 测头旋转角度之误差

使用三坐标测量机对工件进行测量时，其最佳状态是让测针在竖直方向进行测量。对于复杂型面工件需要旋转角度采点测量，而测座的旋转角度由于不符合阿贝原则会引入阿贝误差，并且测头在旋转过程中会引入机械误差。

其他回答

建筑师小鱼

测头标定的原理是用标准球取其球心坐标得到不同测头位置之间的关系矩阵，将不同的测头位置测量的元素转换到一个测头位置来计算。

在实际测量工程中，零件不能随意移动和翻转。为了便于测量，需要根据实际情况选择不同的测头位置、长度和形状（星形、柱形和针形）。

为了使这些不同的探针位置和不同的探针所测得的元素能够直接计算出来，在计算时需要对它们之间的关系进行测量和转换。因此需要对测头进行校准。