三坐標測量（liàng）機誤（wù）差（chà）分析概述

三坐標測量機的靜態誤差來源主要包括:三坐（zuò）標測量機本身的誤差，如導向機構(直線和（hé）旋轉)的誤差、參考坐標係的變形、測頭和標準量的誤差；與測量條件有關的各種因素引起的誤差，如測量環境(溫度、灰塵等)的影響。)，測量方法的影響和一些不（bú）確定因素（sù）等。

三坐標（biāo）測量機的誤差（chà）源比較複雜（zá），很（hěn）難一一分離並修正。一般隻修正那（nà）些對（duì）三坐標測量機（jī）精度影響較大的（de）誤差（chà）源和容易分離的誤差源。目前研究*多的是三坐標測量機的機構誤差。生產中使用的坐標測量機大多是正交坐標測量機。對於一般的三坐標（biāo）測量機，機構誤差主要是指直線運動零件的誤差，包括定位誤差、直線度運動誤差、角運動誤差和垂直（zhí）度誤差。

三坐標測量（liàng）機的主要誤差分析

三坐標測量機的（de）精度評定（dìng）或誤差修正應基於三坐標測（cè）量機的固有（yǒu）誤（wù）差模（mó）型，其中必須給出各誤差項的定（dìng）義、分析、傳遞和誤差（chà）綜合（hé）後的總（zǒng）誤差。所謂總誤差，在三坐標測量機的精（jīng）度驗證中，是指反映三坐標測量機精度特性的綜合誤（wù）差，即（jí）示值精（jīng）度（dù）、重複（fù）精度等。在三坐標測量機的誤（wù）差修正技術中，是指空間點的矢量誤（wù）差。

機（jī）構誤差分析

三坐標測量（liàng）機的機構特點（diǎn）是導軌對其所引導的零件限製五個（gè）自由度（dù），測（cè）量係統控製運動方向上的（de）第六個自由度，因此引（yǐn）導零件（jiàn）在空（kōng）間中的位置由導軌（guǐ）及其所屬（shǔ）的測（cè）量係統（tǒng）決（jué）定。

探針誤差分析（xī）

CMM的探（tàn）頭（tóu）分為兩類:接觸式探頭根據其結構分為兩類:開關式(也稱觸（chù）發式或動態信號式)和（hé）掃描（miáo）式(也稱比例（lì）式或靜態信號式)。開關探針誤差由開關行程、探針各向異（yì）性（xìng）、開關行程離散、複位死區等因（yīn）素引起。掃（sǎo）描探針的誤差由力-位移關係、位移-位移關係、交叉耦合幹（gàn）涉等引起。

探頭的開關行程是從探頭與工件接觸到探頭偏轉的距離。這是探頭的係統（tǒng）誤差（chà）。探頭的各（gè）向異性是開關行程在各個方向上的不一致性（xìng）。這是一個係統誤差，但通常被視為隨機誤差。開關行程分解是指重複測量時開關行程的（de）離散程度（dù）。在實際測量（liàng）中（zhōng），是通過開關行程在某一方向的標準差來計算的。

複位死區是指當探針杆偏離（lí）平衡位（wèi）置後，外力被去除，探針杆在彈簧力的作用下複位，但由於摩（mó）擦力的作用，探針（zhēn）杆無法回（huí）到原來的（de）位（wèi）置，其偏離原來位置（zhì）的地方就是複位死區。

三坐標（biāo）測量機的相對綜合（hé）測量誤差和空間誤差

三坐標測量機的相對（duì）綜合誤（wù）差

所謂相（xiàng）對綜合（hé）誤差（chà），就是坐標測量機測量空（kōng）間中點（diǎn）到點距（jù）離的測量值與真值之差，可以用以下公式表示:

綜合誤差=距離測量值-距離真值

在進行三坐標測量機定額（é）驗收和周期檢定時，不需要準（zhǔn）確知道測（cè）量空間內（nèi）各點的（de）誤差，隻需（xū）要知（zhī）道坐標測量（liàng）工件的精度即可，可以用三坐標測量機的相對綜合誤（wù）差來評價。

綜合誤差並不直接反映誤差來源和*終測量誤差，隻（zhī）是在測量與距離有關的尺寸時反映誤差的大小。測量方法相對簡單（dān）。

三坐標測（cè）量機的空間矢量誤（wù）差

空間矢量誤差是指三坐標測量機測量空間中任意一點的矢量誤差，是測量空間中任意一（yī）個固定點在理想（xiǎng）直角坐標（biāo）係下的三維坐標與三（sān）坐（zuò）標測量機建立的實際坐標係（xì）之間的差值。

理論上，空間矢量（liàng）誤差是空（kōng）間（jiān）點所有誤差的矢量合成得到的（de）綜合矢量誤差。通過（guò）空間矢量誤差，我們可以直觀地知道三坐標測量機測量誤差的大小、範圍和分布。

三坐標測量（liàng）機的靜態（tài）誤差合成（chéng）

坐標測量機（jī）(CMM)對測量精（jīng）度要求較高，且其部件眾多，結構複雜，影響測量（liàng）誤差的因素較多（duō）。坐標測量機是一（yī）種多軸（zhóu）機床，主要有以下四種（zhǒng）靜態誤差（chà）來源:

(1)結構（gòu）件(如導軌、測量係統)精度有限造成的幾（jǐ）何誤差。這些誤差（chà）是由這些結構件的製造精度和安裝維護中的調整精（jīng）度決定的。

(2)與坐標測量機（jī）機構（gòu）的有限剛度有關的誤差。主要是運動部件的重量造成的。這些誤差由結構構（gòu）件的剛度（dù）、重量和結構決（jué）定。

(3)熱誤差，如單一溫度變化和溫度（dù）梯度引起的（de）導軌膨脹和彎曲。這些（xiē）誤（wù）差是由三坐標測量機的機器結構、材（cái）料特性和溫度分布決定的，受外部熱（rè）源(如環境（jìng）溫度（dù）)和內部（bù）熱源(如驅動裝置)的（de）影（yǐng）響。

(4)探頭與附件的（de）誤（wù）差，主要包括更換探頭、增加延（yán）長杆等附件引起的探頭端半（bàn）徑變（biàn）化；探針在不同方向和位置接觸時的（de）各向異性誤差；由索引表的旋（xuán）轉等引起的錯誤。