用三坐标测量机正确测量同轴度误差
三坐标测量机测量同轴度误差分析
三坐标测量机测量同轴度误差分析党威武【摘要】The coordinate measuring machine is a precision measurement instrument which has been developed in recent years,and widely used in various mechanical,electronic,national defense and other fields.It is an important measuring e-quipment for quality control and inspection of modern mechanical product.The coaxiality can be measured by using the coor-dinate measuring machine with high efficiency,highprecision,however,in actual measurement,measurement method is one of the important factors for affecting the measurement results.In thepaper,three measurement method was analyzed and compared with actual situation with consisting of establishing public line method,measuring straightness method and in-creasing the distance between the measuring sections method respectively.The characteristics and suitable measurement en-vironment were also pointed out for each method.And it was analyzed and explored simply to how to select the suitable measuring method through the example.It was also proved that the reasonable and targeted measurement method is crucial to obtain accurate and reliable measuring results.%三坐标测量机是一种近些年发展起来的精密测量仪器，广泛应用于机械、电子和国防等各个领域，是现代机械产品质量控制与检测的重要测量设备。
三坐标测量机测量圆度同轴度误差初探
文章编号:1006-754X(2000)04-0081-02检测与数据处理三坐标测量机测量圆度同轴度误差初探吴燕1,过大江2(1.无锡模具厂,江苏无锡214011;2.江南学院,江苏无锡214063)摘要:本文在测量实践的基础上,对三坐标测量机测量圆度和同轴度误差进行探讨,论述了作者的看法和改进意见。
关键词:圆度;同轴度;三坐标测量机中图分类号:T G87文献标识码:APreliminary Research on Concentricity and Roundness Error Measurements by Three-coordinates Measu ring MachineWU Yan1,GUO Da-jiang2(1.Wux i M ould Factor y,W ux i214011,China; 2.Jiang nan Instute,Wux i214063,China)Abstract:On the basis of experience w ith measurement this paper discusses the concentricity and round-ness error measurements by three-coordinates measuring machine from the viewpo int of the author. Keywords:roundness;concentricity;three-coordinates measuring m achine1引言三坐标测量机是指X、Y和Z三轴互成直角配置,由三坐标值来确定零件上被测点空间位置的精密测试设备。
它是在坐标镗床和万能工具显微镜的基础上发展起来的,其测量的基本原理是:将被测零件放入三坐标测量机的测量空间,可获得被测几何型面上各测点的几何坐标尺寸,根据这些点的空间坐标值,经过数学运算求出待测的几何尺寸和相互位置尺寸。
三坐标测量同轴度方法
三坐标测量同轴度方法同轴度是指测量对象与其中一轴线之间的平行程度。
在三坐标测量中，同轴度的测量是非常重要的，因为同轴度的误差可能会对测量结果产生重要影响。
下面将介绍三坐标测量中的一些常用同轴度测量方法。
一、光学测量法光学测量法是一种常用的同轴度测量方法，通过使用专用的光学投影仪或显微镜等设备，观察被测对象在不同位置上的投影图像，从而判断其同轴度。
这种方法的优点是非接触、高精度，适用于各种形状的测量对象。
二、机械比较测量法机械比较测量法是通过在被测对象的两端安装两个测量传感器，然后通过比较两个传感器的测量值来判断其同轴度。
这种方法的原理是当被测对象在两个传感器上移动时，如果两个传感器的测量结果一致，则说明对象与轴线平行；如果两个传感器的测量结果不一致，则说明对象存在偏差，即同轴度不好。
这种方法的优点是简单、直观，适用于形状较小的测量对象。
三、机械测量法机械测量法是一种直接测量被测对象与轴线之间距离的方法，通过在被测对象和轴线之间安装测距装置，并通过刻度盘或读数器来读取距离值，从而判断同轴度。
这种方法的优点是简单、直观，适用于形状较小的测量对象，但缺点是精度相对较低。
四、电容测量法电容测量法是一种间接测量被测对象与轴线之间距离的方法，通过在被测对象和轴线之间安装电容传感器，并通过测量电容值的变化来判断同轴度。
这种方法的优点是非接触，适用于各种形状的测量对象，但需要较复杂的仪器设备和技术。
五、激光测量法激光测量法是一种高精度、非接触的同轴度测量方法，通过在被测对象上照射激光束，然后利用激光传感器接收反射光信号，并通过分析信号的特性来判断同轴度。
这种方法的优点是高精度、高灵敏度，适用于各种形状的测量对象，但缺点是设备价格相对较高。
需要注意的是，在进行同轴度测量时，应根据被测对象的不同特性和要求选择合适的测量方法，并保证测量环境的稳定性和准确性。
此外，还需要注意测量方法的使用和操作技巧，以确保测量结果的可靠性和精度。
三坐标测量机检测同轴度的方法研究
三坐标测量机检测同轴度的方法研究三坐标测量机是一种精密测量仪器，广泛应用于工业制造领域。
在制造过程中，同轴度是一个非常重要的参数，它影响着工件的质量和性能。
如何准确地检测同轴度成为了制造领域中的一个热点问题。
本文将探讨三坐标测量机检测同轴度的方法研究，旨在为工程技术人员提供参考。
一、同轴度的概念和意义同轴度是指两个轴线或者轴线段之间的位置关系。
在工程制造中，同轴度是一个十分重要的指标，它直接关系到机械零部件的装配和使用精度。
通常情况下，同轴度可以分为两种情况，一种是孤位同轴度，另一种是全相同轴度。
孤位同轴度是指两个轴线的中心轴在线上的线性偏差，全相同轴度是指两个轴的中心轴之间的最大偏差。
在实际工程中，同轴度测试时会出现很多困难，如设备要求高、操作人员技术要求高等。
而三坐标测量机由于其具有高精度、高稳定性、高灵活性等特点，成为了检测同轴度的重要工具。
二、传统的同轴度检测方法传统的同轴度检测方法主要包括光学检测法、机械检测法和电子检测法。
光学检测法主要是通过光学仪器来检测轴的位置关系，它通常需要使用昂贵的光学设备，而且对操作人员的技术要求较高。
机械检测法是通过机械测量仪器来进行同轴度的测量，它需要在轴上安装探针，但这种方法操作繁琐且测量误差较大。
电子检测法是通过电子仪器来进行同轴度的测量，它的精度较高，但需要专业的操作人员来进行操作，且设备昂贵。
在三坐标测量机上检测同轴度，通常需要遵循以下几个步骤：1.准备工作在进行同轴度检测之前，首先需要对三坐标测量机进行正确的设置和校准，以确保测量的准确性。
同时还需要对被测工件进行清洁和固定，以确保测量的精度。
2.选取测量点在进行同轴度检测时，需要选取一定数量的测量点来进行测量。
通常情况下，选取的测量点越多，测量结果越准确。
3.测量同轴度在进行同轴度测量时，需要根据被测工件的实际情况来选择合适的测量方法。
可以通过三坐标测量机的探针来进行点对点的测量，也可以通过扫描仪来进行表面的扫描测量。
三坐标测量机检测同轴度的方法研究
三坐标测量机检测同轴度的方法研究一、同轴度的定义及影响因素同轴度指的是被测物体内在轴线与给定轴线的偏差程度，例如在生产汽车配件过程中，发动机转子的同心度就是极其重要的同轴度之一。
同轴度对于机械制造来说，是影响产品精度和可靠性的重要因素之一。
因此，在产品的质量检验过程中，测量同轴度的精度和实际效果是需要高度重视的。
同轴度的影响因素主要有以下三个方面：1、材料问题：材料的密度、硬度、热膨胀系数等因素都会对同轴度产生影响；2、生产工艺：生产加工方法、加工顺序、加工精度等工艺因素都会对同轴度产生影响；3、测量设备：选择合适的测量设备对于测量同轴度的结果也有很大的影响，其中，三坐标测量机可以提供非常精确的测量结果。
三坐标测量机能够精确测量被测物体的三维坐标信息，可以用于测量同轴度。
下面将给出三坐标测量机检测同轴度的步骤。
1、准备工作：首先需要准备好被测物体和三坐标测量机，并确定检测的轴线；2、设置测量程序：根据被测物体的特性和检测要求，设置相应的测量程序，并确定测量路径；3、进行测量：按照设定的程序和路径，进行测量，记录测量结果，并进行数据处理和分析；4、分析误差：分析测量结果与理论值或者标准值之间的误差，并进行误差修正。
在进行同轴度的测量和检测过程中，还需要注意以下几点：1、保持测量环境和测量条件的稳定性，以确保测量的精度和可靠性；2、选择合适的测量工具、夹具和探针等设备，以保证测量的准确性和可靠性；3、尽可能降低介质对测量精度的影响，例如通过选择合适的介质使其与被测物体密切接触等方法。
三、结论同轴度对于机械制造来说是影响产品精度和可靠性的重要因素之一，三坐标测量机可以提供非常精确的测量结果。
在三坐标测量机检测同轴度过程中，需要注意保持测量环境和测量条件的稳定性，选择合适的测量工具、夹具和探针等设备，并尽可能降低介质对测量精度的影响。
三坐标测量机检测同轴度的方法研究
三坐标测量机检测同轴度的方法研究三坐标测量机广泛应用于制造业和工业生产领域中，可以进行高精度的三维测量和检测。
同轴度是制造和加工过程中常常需要检测的重要技术指标之一，特别是在传动装置、机械部件等场合下。
本文将介绍在三坐标测量机上进行同轴度测量的方法以及注意事项。
同轴度的概念是指两个轴线在同一轴向上的偏差程度。
在机械制造过程中，要求同轴度尽可能接近于零，以保证机械部件的稳定性和工作效果。
同轴度的测量方法很多，本文将介绍在三坐标测量机上进行同轴度测量的具体步骤。
1. 准备工作：首先，应清洁检测工件和三坐标测量机检测区域，以免影响后续的测量工作。
2. 安装工件：将被测工件安装在三坐标测量机测试平台上，并精确调整其位置和方向，使工件与测试平台表面平行，轴向垂直于测试平台表面。
3. 设置测量参数：打开三坐标测量机软件界面，设置检测方式，包括扫描速度、延迟时间和测量精度等参数。
此外，还需要选择测量探头，其中应根据被测工件的尺寸和形状等特征选择合适的探头类型。
4. 开始测量：在设置好测量参数后，可以开始三坐标测量机的同轴度测量工作，这里需要将测量探头和被测工件轴的中心点对准，调整好红外线光线，启动测量程序，待测量结果显示之后，可以进行记录和分析。
5. 数据分析：根据测量结果进行数据分析，尤其是对于同轴度的测量结果需要进行合理的数据处理，可以利用软件进行数据的直接处理或者进行数据的导出和处理，最终得到合理、准确且可靠的分析结论。
注意事项：在进行同轴度的测量时，制定正确的测量方法和注意事项对于保证测量精度和有效性至关重要。
下面我们将介绍一些在三坐标测量机工作中需要注意的事项。
1. 选择合适的测量探头：不同类型的探头适用于不同类型的工件尺寸和形状，因此正确地选择合适的探头和切换探头是同轴度测量中的重要环节之一。
2. 调整红外光源：常常需要调整红外光源来确保测量探针和工件中心点对齐，建议进行校准和调整来获得准确的光线部署。
三坐标测量机检测机械加工零件同轴度误差分析
摘要：三坐标测量机在不规则的机械加工零件同轴度测量中具有无可比拟的优势，但是在某些情况下也会产生同轴度测量误差，必须结合实际情况采取相应的控制措施，保证同轴度测量精度。
通过对三坐标测量机原理的概述，分析其在机械加工零件同轴度测量中存在的测量误差，并据此提出几点处理措施。
关键词：三坐标测量机同轴度误差测量中图分类号：th721 文献标识码：a 文章编号：1674-098x（2015）07（b）-0052-01 在机械加工过程中，同轴度是一项基本的形位公差项目，在不同类型机械零件中，采用不同方法检测同轴度。
如：采用v型支架、钢球加杠杆百分表等检测规则轴类零件的同轴度；采用芯轴加杠杆百分表来检测箱体孔类零件的同轴度。
对于不规则的轴类零件来说，其同轴度检测难度较大，此时采用三坐标测量机来检测能取得较好的检测效果。
与常规检测方法相比，三坐标测量机无需转动工件，利用测头探针进行工件的取点采样，实现同轴度的快速检测。
在运用三坐标测量机进行同轴度测量时，基准线理解差异、轴线测量方法不同、轴度评价方法不同、采点误差等都可能带来同轴度测量的误差，因此，必须做好误差控制工作，保证测量精确度。
1 三坐标测量机概述同轴度公差带定义为：被测圆柱的轴线位于以基准圆柱轴线为圆心、以公差值为直径的圆柱内。
被测轴线被圆柱包容，而直径就是被测轴线的同轴度误差，如图1所示，φt就是被测同轴度的公差带。
若为单侧轴线的同轴度测量，见图2，其中被测外圆柱的轴线对a的同轴度公差为t，此时圆的轴线必须以t为公差值、与基准轴线a同轴的圆柱内。
前面简单介绍了机械加工零件同轴度测量的相关概念，下面就如何运用三坐标测量机进行同轴度误差的测量进行简要分析，其基本步骤为：第一，建立坐标系。
任何机械零件的同轴度测量都必须在一定的坐标系下进行，因此，首先确立零件的基准，位置误差基准必须符合最小条件。
对于同轴度，确立基准轴线后，根据零件的具体要求建立基准。
一般情况下，基准是一个内孔轴线或外圆柱轴线。
三坐标测量机检测圆度及同轴度的误差和方法
测明显要差于面扫描式 ，并且三坐标作为一种灵敏
仪器 ，也受到测量方法、三坐标设备 、测量环境 、
测 量人 员和 被测 工 件本 身 误 差五 个 方面 影 响 。
（ ）处理措施 ３
当被检测物 件基准处 比较长
时 ，我们可以在构造基准轴线时 ，将两个基准截面 圆的距离尽量拉大 ，这样 ，会减小基准轴线延长后
轴 度 测量 进 行探 讨 和研 究 。
的 一 个 内 径 １ ０ ０ ｍｍ的 轴 套 来 进 行 打 点 试 验 。 ①
将 被测工件清洗干净后 ，放在恒温 室 （０ ）１ ｈ ２℃ ０ 后 ，放在三坐标测量机上 ，手动测量确立坐标系。 ②在零件坐标 系下 ，确立轴套内孔的圆心位置 ，然
ＭＷ （ 收稿 日期 ：２ １１０ ） ０ １ １２
参 籼 磊
＿９ ６
时候 ，如果 基准轴上的第二个截面 圆的圆心偏离理
想 轴 ００ ｍｍ，那 么 当被 构 造 的基 准轴 延 伸 到 被 测 ．１
轴 的第一截 面时 ，已经偏差 了００ ｍｍ，最大处 已 ．３
经 偏 离 了００ ｍｍ。 被测 件 可 能超 差 ，这 种 测量 误 ． ４ 差 原 因是 基 准 轴 本 身 出现 的偏 移 。
值 ，经过 软 件 运算 ，求 出被 测 工 件的 几 何尺 寸 、形
法。由于所用三坐标不具备扫描面的功能 ，只能采
用采 点 法测 量 。 （ ）试 验 过 程 ２ 我们 以 Ｋ Ａ 控 车 床 加 工 后 Ｉ数
状和相对位置。因此 ，从原理上来看 ，三坐标检测 具有万能性 。但是它在实际使用中，由于环境 ，测 量方法的不 同，仍有不足之处 ，文本仅对圆度和同
分别建立各 自的中间截面 ，然后这两个截面中心连线 作为公共轴线，分别计算基准体和被测体相对公共轴 线的差值，最大值作为同轴度检测值。 如 图３ 所示 ，被 测 零件 的两 端 都很 短 ，只有 １ｒｍ，并且相距比较远 ，有 １０ ５ ａ ５ｍｍ。那么可以采取
基于三坐标测量机同轴度的测量方法
工 艺 与 装 备
２ ７
基 于三 坐标测 量 机 同轴 度 的测 量方 法
张 辉 任 浩 ｚ 陈理 锋 ｚ 刘 秦 生 ２ 魏 胜 ２
（ １浙 江工 业 大 学机 械学 院 ， 杭州 ， １０ ２ ； ３ ０３ １ ２嘉 兴 学 院机 电工程 学 院 ， 兴 ， １０ １ 嘉 ３４０ ）
坐标 的精度 就很 差 ， 圆柱 同轴度 的误 差 也会 增 大 。测 量 圆 周上 的点 时 必 须具 有 一 定 的方 向性 ，即测 量 的 方 向 与截
面 圆径 向一 致 ， 证 点测 量 的准 确性 。影 响 同轴度 的 主要 保
因 素是 被 测元 素与 基 准 元 素 的 圆心 位置 和轴 线 方 向 。如 图 ２所 示 ， 在轴 外 圆 上测 量 １和 ２截 面 圆 ， 圆心 连线 作 为 基 准轴 线 Ａ。在 轴 内 圆上测 量 ３和 ４截 面 圆 ， 圆心连 线 其
摘 要 ： 文 对 三 坐标 测 量 机 测 量 同 轴 度 出现 的 误 差 进 行 了 分 析 ， 结 出 影 响 同 轴 度 测 量 误 差 的 主 要 因 素 本 总
是 测量 方法 和零 件表 面的形 状误 差 ， 出 了减 小测 量误 差 的 四种 方 法 ， 决 了 实际 问题 。 提 解
本身 因素 以外 ，零 件表 面 的形状 误差 和 测 量 方法 的 量平 面时 ， 量 ４个 分 布 范 围 比较 大 的 点 ， 果 所 测 如 测 的 ４个 点 中 的 １个点 有 ２ ｍ 的形状 误 差 ， 这 个 平 面 对 的法 向 几乎 没 有 任 何 影 响 。 同样 测 量 这 个 平 面 局 部 的 ４ 个 点 表 示 这 个 平 面 ，如 果 局 部 的 ４个 点 中 的 １个 点 有
三坐标测量机检测同轴度的方法研究
三坐标测量机检测同轴度的方法研究摘要：随着社会的发展，我国的现代化建设的发展也日新月异。
现如今，三坐标测量机被广泛运用于塑胶、电子及机械行业，是目前测量物体尺寸、形状及位置等数据信息最有效的方法之一，其能够将较为复杂的测量任务从数小时缩短到几分钟内完成，作为工业生产中一种重要的测量手段，有着其他测量设备无可比拟的作用。
采用三坐标测量机对同轴度进行检测，不仅方便直观，还能够获取更高精度的测量结果。
但在实施具体的测量过程中，需依据不同的情况来选择不同的检测方式，特别在检测结果方面，为了确保检测数据的准确性和真实性，需严格按照每一种箱体的精度及加工要求，对现有检测方法加以改进，以便获取更合理及科学的数据。
本文基于同轴度测量误差问题，对三坐标测量机检测同轴度的方法进行研究。
关键词：三坐标测量机；检测同轴度；方法研究引言三坐标测量机作为一种重要的测量手段，在工业生产中有着重要的作用。
为了保障三坐标测量机检测的精准性，就要分析其具体的性能指标。
基于此，分析三坐标测量机检测同轴度的方式与手段具有一定的实践价值与意义。
1概述三坐标测量机作为一种重要的测量手段，在当今工业的生产中发挥着其它测量设备所无法替代的作用，然而，不同的情况要采用不同的检测方法。
为了保证检测结果的真实性和准确性，应针对每一种箱体的加工方法及精度要求，在已有检测方法的基础上加以改进，从而得到更科学、更合理的数据。
2三坐标测量机检测同轴度的问题基于图纸要求的基准轴系为主要基准，直接的对被测量的轴系进行同轴度的评价分析，获得的测量结果会高于理论结果，数值甚至会高达几十倍之高。
同时，数据也的复现性不佳，效果相差深远。
而如果应用传统的平板测量方式进行测量，无法直观的获得数据，工作数量较为庞大，在实践中操作困难。
对此，在实践中可以通过三坐标测量机对同轴度进行测量处理，要根据具体状况合理开展，进而有效的规避各种误差问题。
在实践中可以发现，在孔系列或者轴系列的同轴度测量中，会遇到一些问题，其具体如下：（1）检测方式的问题。
三坐标测量机检测同轴度的方法研究
三坐标测量机检测同轴度的方法研究三坐标测量机是一种精密的测量设备，能够对工件进行高精度的三维测量。
同轴度是工程中常用的一种尺寸和形位公差，通常用于描述轴线、孔、孔座、轴孔之间对于一个公共轴线的偏差。
在工程制造中，同轴度的精度要求越来越高，因此如何有效地利用三坐标测量机来检测同轴度成为了一个重要的研究课题。
本文将就三坐标测量机检测同轴度的方法进行研究和探讨。
一、理论基础1. 同轴度的定义同轴度是指两个或两个以上圆柱面的轴线在相互平行的状态下，这些轴线与一个公共轴线之间的偏差量。
同轴度一般用最大偏差值表示。
2. 三坐标测量机原理三坐标测量机是一种利用触发式或非触发式方式，通过测头和加工工件之间的相对运动来获得工件表面上特定点的三维坐标数据的测量设备。
通过在三个坐标轴方向上的测量，可以确定工件的三维空间位置。
二、同轴度检测方法1. 测量前的准备工作首先需要确定需要测量的工件的特征，包括测量的位置、尺寸和形状，以及所需的测量方式。
然后需要根据工件的特征选择合适的夹具和装夹方式，确保工件的稳定性和测量的准确性。
2. 测量过程在确定好测量位置和夹具后，需要将工件放置在三坐标测量机的测量台上，并进行基准标定。
然后根据工件的特征和测量要求设置测头的参数，包括测量速度、步进值等。
接着利用三坐标测量机对工件进行测量，获取工件表面上特定点的三维坐标数据。
最后根据测量数据计算同轴度的偏差值，并对结果进行分析和验证。
3. 数据处理与分析在测量完成后，需要对获取的测量数据进行处理和分析。
首先需要对数据进行滤波处理，剔除异常值和误差点，然后根据测量数据计算同轴度的偏差值。
最后将计算结果与设计要求进行对比，评估工件的同轴度是否符合要求。
三、方法优劣比较三坐标测量机检测同轴度的方法具有以下优势：1. 高精度：三坐标测量机具有非常高的测量精度，能够对工件进行高精度的三维测量，确保测量结果的准确性。
2. 自动化：三坐标测量机具有自动化测量功能，能够实现对工件的快速、高效测量，提高工作效率。
三坐标测量同轴度的方法
三坐标测量同轴度的方法引言：同轴度是指测量对象轴线与参考轴线之间的偏差程度，是衡量物体各个轴线之间配合精度的一个重要指标。
在三坐标测量中，准确、高效地测量同轴度对于保证产品质量具有重要意义。
本文将介绍三坐标测量中常用的同轴度测量方法。
1. 基础测量方法1.1 对称测量法对称测量法通过在测量对象上找出对称轴来进行同轴度测量。
首先，在测量对象上找到两个对称的特征点或特征线，以它们为基准线，分别测量它们到参考轴线的距离。
然后，计算两个测量结果之间的偏差，即可得出同轴度的数值。
1.2 比较测量法比较测量法是将两个或多个测量对象放置在同一设备上进行测量，通过比较它们之间的差异来判断同轴度。
在测量过程中，将测量对象分别放置在测量台上，依次测量它们与参考轴线的距离。
最后，比较每个测量结果与参考值之间的偏差，得出同轴度的评估结果。
2. 先进测量方法2.1 线扫描测量法线扫描测量法是利用探针在测量对象表面进行连续扫描，获取测量点的坐标信息，并分析点之间的偏差来测量同轴度。
该方法具有高精度、高效率的特点。
通过控制探针的运动轨迹，可以实现对测量对象不同轴线的同轴度测量。
2.2 激光干涉测量法激光干涉测量法利用激光干涉原理来测量物体表面的形状和偏差。
通过调整激光束的入射角度和位置，将测量对象与参考轴线进行干涉，在干涉图样中观察到干涉条纹的位置和形状，从而得到同轴度的测量结果。
2.3 数字图像测量法数字图像测量法是利用摄像机拍摄测量对象的图像，通过图像处理和分析技术来获取物体的三维坐标信息。
通过选择参考轴线和测量对象之间的特征点或线，利用三维重建算法计算出测量对象与参考轴线之间的偏差，从而得到同轴度的测量结果。
3. 应用举例3.1 机械加工中的同轴度测量在机械加工过程中，同轴度是一个重要的工艺指标，直接影响到零件的精度和配合要求。
通过三坐标测量仪进行同轴度的测量，可以及时发现工件加工过程中的偏差，并进行相应的修正，保证零件质量。
三坐标测量机测量同轴度误差的方法探讨
三坐标测量机测量同轴度误差的方法探讨在我们的实际测量工作中，经常碰到要求测量两个轴线的同轴度问题，同轴度的测量，用三坐标测量机比较容易实现，也比较符合同轴度误差的定义。
根据国标的规定，同轴度的公差带定义为：被测圆柱的轴线必须位于以基准圆柱轴线为圆心、以公差值为直径的圆柱内。
被测轴线被以基准轴线为圆心的圆柱包容，其直径即为被测轴线的同轴度误差。
如图1所示，Φt即为被测同轴度的公差带。
Φt在图2中，基准为外圆柱A，为单侧轴线的例子，被测外圆柱的轴线对A的同轴度公差为 t，要求圆的轴线必须位于公差值为 t，且与基准轴线A同轴的圆柱面内。
Φt A1、三坐标测量同轴度误差的实现首先，建立坐标系。
任何零件的测量，均在一定的坐标系下进行，所以，首先确立零件的基准。
位置误差基准的建立应该符合最小条件，由此，评价的结果才会是最佳的。
对于同轴度，也是要先确立基准轴线。
基准的建立，应根据零件的技术要求，即图纸标注来确定。
一般基准是一个内孔轴线或者外圆柱轴线，也可以是阶梯轴。
以基准是一个内孔为例，建立坐标系时，通常是采集两个截面圆每个截面圆至少6个点，计算机自动生成一个圆柱轴线，然后作为坐标系的第一轴建立起来，圆点可以设在基准轴线上。
其次，测量被测元素。
同样的方法，采集被测元素的表面一系列的点，应注意，测量应该尽可能的在全长范围内均匀分布，当然，有些实际工件可能只能测量到局部，此时应该与相关方商讨测量方案，以求测量结果的认可。
测量完毕，最终生成一个轴线，最后，进行评价。
评价的方式，一般是由系统自动计算评价，也可以根据坐标系中被测元素与基准的关系手动计算完成，计算时要遵守国标的规定，应符合最小条件的要求。
我们注意到，在用三坐标测量时，测量结果有时会偏离理想值较大，特别是被测元素与基准元素相距很远，两者又比较短时，误差会很大，重复性也不好，此时结果令人怀疑。
比如图3所示。
Ll为基准，L2为被测元素，L为两端面的总长。
L远远大于Ll、L2，比如L=lOLl，在同样的测量点数下，重复性也不好，如果测量的点数不一样，此时的测量结果也会相差很大。
浅析三坐标测量机测量同轴度的误差分析
浅析三坐标测量机测量同轴度的误差分析作者：高陈明来源：《科学与财富》2016年第22期摘要：用三坐标机测量同轴度误差是目前常用，且快速、准确的方法之一。
但在实际测量工作中，对长距离孔的同轴度测量，有时会出现测量结果误差大、不真实并且重复性测量差的现象，即测量结果并不能真实反映零件真实的同轴度误差。
因此，在使用三坐标测量同轴度时要考虑到各种影响因素，使用科学合理的测量方法才能使测量结果更准确。
关键词：三坐标测量；同轴度；方法；测量误差前言三坐标测量机是目前测量空间几何量大尺寸的精密测量仪器，广泛应用于各个领域，是现代机械产品质量控制与检测的重要测量设备。
三坐标测量机检测同轴度具有高效率和高精度的特点，然而，在实际测量中，测量方法是影响测量结果的重要因素之一。
如长距离孔的同轴度误差测量看似简单，但决不可掉以轻心，尤其大尺寸长距离零件多是贵重关键件，决不可因似是而非、不准确的测量而轻率发错结论导致重大质量事故。
在零件实际加工测量中，往往会遇见如机床主轴等大型零件及其他一些特殊内孔，这时就无法采用常规方法测量同轴度了。
在这种情况下，往往要借助三坐标测量机（CMM）来完成同轴度的测量任务。
但在借助CMM 测量同轴度时，也会出现测量误差较大、重复性较差的结果。
导致测量同轴度误差的主要影响因素有：基准轴线理解差异、测量同轴度方法不同、评价同轴度方法不同、CMM 采点误差影响等。
针对这些情况，就要借助三坐标测量机快速有效测量零件的同轴度误差。
1.三坐标测量箱体孔同轴度的影响因素根据同轴度的定义，可以明确同轴度公差带，并可知影响测量箱体孔同轴度误差的因素：①被测对象孔的中心线弯曲；②被测对象孔的中心线相对于基准孔轴线产生倾斜；③被测对象孔的轴线位置相对于基准轴线的位置发生偏移。
根据影响箱体孔同轴度误差的主要因素，用CMM 测量同轴度时，可以从 3 个方面考察其测量误差：（1）基准轴线的采集与建立；（2）被测元素轴线的采集与建立；（3）基准轴线与被测元素轴线之间位置关系的评价。
三坐标测量机检测同轴度误差分析
三坐标测量机检测同轴度误差分析刘新宇 郭 会 张增良(华北航天工业学院机械工程系,河北廊坊065000)摘 要:利用三坐标测量机检测同轴度时,往往由于测量方法不当,会出现较大的测量误差。
本文提出几种三坐标测量机检测同轴度方法,来减小或避免同轴度测量误差。
关键词:三坐标测量机;同轴度;测量误差中图分类号:TH161 文献标识码:A 文章编号:1009-2145(2003)02-0006-02收稿日期:2003-03-18作者简介:刘新宇(1963-),男,河北青县人,工程师,从事现代制造技术、机械设计实验教学等工作。
1 引 言同轴度检测是机械加工测量中经常遇到的问题。
通常,检测零件的同轴度是很困难的,零件的精度只有靠设备和加工者的经验保障。
利用三坐标测量机进行同轴度检测,既直观又方便,测量结果精度高,免去了常规方法检测用的检具的设计与制造所需的时间和费用,大幅度的降低了生产成本,缩短了生产周期。
但是在实际测量工作中,由于测量方法不当,可能会出现测量结果误差大等问题。
对此,我们进行了分析研究,并提出了相应的检测方法。
2 同轴度误差的基本含义根据G B/T1182-1996中同轴度误差的定义,同轴度是指被测圆柱面轴线对基准轴线不共轴的程度。
如图1所示。
图1 同轴度公差带根据定位最小包容区的概念用与基准轴线同轴的圆柱面来包容被测圆柱面(孔)的实际轴线,在被测长度内,最小包容圆柱面的直径<f 就是同轴度误差。
其公差带为与基准轴线同轴,直径等于<f 的圆柱体。
3 同轴度测量误差分析与处理方法311 同轴度测量误差分析从同轴度的定义分析不难看出,影响同轴度的主要因素有被测元素与基准元素的圆心位置和轴线方向,特别是轴线方向。
例如我们在基准圆柱上测量两个截面圆,其连线作基准轴。
如图2所示。
在被测圆柱上也测量两个截面圆,构造一条直线,然后计算同轴度。
假设基准上两个截面圆的距离为10mm ,基准第一截面圆与被测圆柱上第一个截面圆之间的距离为100mm ,如果基准圆柱第二截面圆的圆心位置有5μm 的测量误差,这样,测量轴线到达被测圆柱第一个截面圆时已偏离50μm ,此时,即使被测轴线与基准完全同轴,其计算结果也会有100μm 的误差。
三坐标测量仪同轴度测量的方法
三坐标测量仪同轴度测量的方法一、测量基本原理同轴度是指零件的轴心与参考轴线之间的距离差，或者是两个轴心之间的距离差。
同轴度的测量是通过测量零件表面的轮廓线或探针的运动轨迹，并与参考轴线进行比较来实现的。
三坐标测量仪通过探测头测量零件表面上多个测量点的坐标，并根据这些测量点的坐标数据进行数据处理和分析，从而得到零件的同轴度测量结果。
二、准备工作1.根据测量需求选择适当的探测头，确保其能够测量到所需的测量范围和精度。
2.配置适当的测量夹具，确保零件在测量过程中能够保持稳定的位置。
3.设置好三坐标测量仪的参数，包括测量精度、坐标系原点等。
三、同轴度测量步骤1.将零件固定在测量夹具上，确保零件的位置稳定。
2.调整三坐标测量仪，使得探测头能够在零件表面上进行测量。
3.将探测头移动到零件上的一个特定点，记录其坐标。
4.移动探测头到另一个特定点，并记录其坐标。
5.依次测量零件上多个点的坐标，并记录下来。
6.分析测量点的坐标数据，计算零件的同轴度。
7.根据同轴度的要求判断零件是否合格。
四、同轴度测量注意事项1.在进行同轴度测量前，需要先进行零件的表面平面度测量，确保零件的表面是满足平面度要求的。
2.在进行测量前需要对三坐标测量仪进行校准，以确保测量结果的准确性。
3.测量过程中应避免零件和测量夹具的振动和位移，否则会影响测量结果的准确性。
4.在进行测量时，应选择尽可能多的测量点，以提高测量结果的准确性。
5.在测量过程中要注意避免产生误差，例如探测头的碰撞、坐标系误差等。
以上是三坐标测量仪同轴度测量的详细方法。
通过正确操作和准确测量，可以得到准确可靠的同轴度测量结果，并判断零件是否符合同轴度要求。
三坐标测量机检测机械加工零件同轴度误差分析
三坐标测量机检测机械加工零件同轴度误差分析摘要：三坐标测量机在同轴测量不规则加工零件方面具有前所未有的优势。
但是，在某些情况下也可能出现同轴测量误差，因此需要根据情况进行适当的控制，以确保同轴测量的精度概括三坐标测量机的工作方式，分析加工零件同轴测量中的测量误差，并提出相应的操作建议。
关键词：三坐标测量机；同轴度误差测量同轴是机械加工过程中的基本公差项目。
对于不同类型的机械零件，请使用不同的同轴检测方法。
例如用v形架、钢球加杠杆式等检测法向轴零件的同轴度；用芯轴加杠杆百分表法确定箱体孔的同轴度。
不规则轴类的同轴校验比较困难，因为三坐标测量机允许良好的检测。
与传统仪器相比，三坐标测量机不要求工件旋转，通过工件的样品，用探针取点采样快速确定同轴度。
使用三轴测头测量同轴度时，可能会出现同轴测量误差，原因是了解基线、轴测方法、轴测方法和测量点。
因此，必须正确控制误差以确保测量精度。
一、三坐标测量机概述同轴公差区域定义如下:测量的圆柱轴位于一个圆柱内，其公差值等于以圆柱轴为中心的直径。
测量轴由直径测量同轴误差的圆柱体组成。
请参见图1，φt是测量轴的同轴公差区域。
单侧同轴测量如图2所示，其中外圆柱轴A必须具有同轴公差t，圆轴必须具有公差值t，且与基准轴A同轴。
图1同轴度公差带示意图图2单侧轴线同轴度测量在简单讨论制造零件间同轴关系的概念之前，让我们分析一下用三轴测量仪测量同轴误差的方法。
主要的步骤是先建立一个坐标系。
机械零件的同轴测量应在指定的坐标系下进行。
因此，您必须首先生成零件数据，并且位置错误数据满足最低要求。
创建同轴轴基准轴后，根据零件的特殊要求创建基准。
参考通常是孔或外圆柱体的轴线。
该轴基于孔轴坐标系。
首先截取两个截面的圆上六个点，使用计算机软件创建圆柱轴作为坐标系的第一个轴，然后在基准轴上定义一个点。
接下来，测量测量元件。
在测量元件表面上，需要在测量元件表面上均匀分布一系列点。
如果采样点没有复盖组件的整个表面，只能测量局部位置，则必须设计一个满足实际情况的尺寸图。
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收稿日期:2006年6月用三坐标测量机正确测量同轴度误差叶宗茂神龙汽车有限公司襄樊总厂 同轴度是机械产品检测中常见的一种形位公差项目。
对于规则轴类零件,一般可采用V型支架、钢球加杠杆百分表或偏摆仪等专用检具及组合辅具来检测同轴度;对于箱体孔类零件,一般可采用芯轴加杠杆百分表或利用圆度仪来检测同轴度。
但对于一些大型零部件(如机床主轴等)或不规则轴类零件以及箱体零件的不规则内孔,采用常规方法测量同轴度则很难实现或非常麻烦。
此时,用三坐标测量机(C M M)来测量同轴度是一种不错的选择。
与专用同轴度测量仪相比,C M M测量同轴度的最大特点是无须转动工件,无须专用芯轴或专用支架,无须机械找正,只需用测头探针对工件取点采样,即可快速输出测量结果。
但用C M M测量同轴度时,由于对基准轴线理解的差异,或对被测要素轴线测量方法不同,或对同轴度评价方法不同,以及C M M采点误差的影响等原因,有时会出现测量结果误差较大、重复性较差的现象,即测量结果不能真实反映零件真实的同轴度误差。
针对这种情况,本文将探讨如何在C M M上正确测量零件的真实同轴度误差。
1 C M M测量同轴度的误差原因分析(1)同轴度公差带的定义在国家标准中,同轴度公差带的定义是指直径为公差值t,且与基准轴线同轴的圆柱面内的区域,它有三种控制要素:轴线对轴线,轴线对公共轴线,圆心对圆心。
(2)C M M测量同轴度误差放大的原因分析根据同轴度的定义,用C M M测量同轴度时,可从三个方面考察其测量误差:①基准轴线的采集与建立;②被测元素轴线的采集与建立;③基准轴线与被测元素轴线之间位置关系的评价。
从测量原理上说,C M M直接测得的是被测工件上一些特征点的坐标位置,为了获得被测参数值,需要通过测量软件的数据处理和运算。
因此,被测参数的测量精度主要与C M M的系统误差、测头系统误差、工件形状误差、算法误差、环境误差、采样策略和敏感系数等因素有关。
而对于同轴度的测量,采样策略和敏感系数对精度的影响更大。
采样策略是指如何在被测物体表面合理安排采样点。
所谓“合理”,是指在相同环境下,用同一台C M M测量同一零件时,怎样安排采样点数和采样位置可以获得最高的测量精度(测量误差最小)。
采样数量和采样位置会影响测量结果的原因在于:①被测元素并非理想元素,存在形状误差;②C M M采点及计算方法有局限性,存在测量误差。
由于采样策略对测量结果影响较大,因此如对测量结果有异议,可考虑改变采样策略多测几次,然后分析测量结果,给出正确的测量数据。
敏感系数表示测量结果受初始测量要素影响的大小。
对于同轴度测量,被测要素的测量误差受基准误差的影响很大。
根据以上分析,采样策略和敏感系数是影响同轴度测量精度的主要原因。
因此,在同轴度检测中采用科学的采样策略和尽量减小敏感系数,有助于提高测量结果的精度水平。
例如:有两个短圆柱,求其中一个圆柱相对于另一圆柱的同轴度。
如图1所示,在基准圆柱上测量两个截面圆,将其连线作为基准轴;在被测圆柱上也测量两个截面圆,构造一条直线,然后计算其同轴度。
假设基准圆柱上两测量截面间的距离较小(10mm),而基准第一截面与被测第一截面间的距离较大(100mm),即该检测方案的同轴度对采点的敏感系数很大,如果基准圆柱第二截面圆的圆心位置有5μm的测量误差,则测量轴线到达被检截面时已偏离了5×100/10=50μm,此时即使被检轴线与基准轴线完全同轴,同轴度误差(等于误差圆柱的直径)的测量结果也会有2×50=100μm 的误差。
图1 同轴度误差放大示意图 2 减小C M M测量同轴度误差的方法采用以下科学合理的采样策略,可将敏感系数对同轴度测量结果的影响减至最小。
(1)增大基准截面间的距离在测量基准元素时,若增大第一截面与第二截面间的距离,则误差干扰的比例将相应减小。
因此,测量时应尽可能拉大两截面间的距离。
若基准足够长,且基准截面与被检截面相邻,则引起的误差可小到忽略不计。
(2)建立公共轴线作为基准轴线当基准圆柱和被测圆柱较短且相距较远时,可采用建立公共轴线作为基准轴线的方法(见图2),即在基准圆柱和被测圆柱上测出中截面,以中截面的连线作为公共轴线,然后分别计算基准圆柱和被测圆柱相对于公共轴线(基准轴线)的同轴度,取其最大值作为工件的同轴度误差。
该方法的评价结果比较接近实际使用情况。
图2 以公共轴线作为基准的同轴度评价方法(3)变通方法1———以直线度近似替代同轴度在被测工作截面较短的情况下,可用改测直线度以替代同轴度的变通方法。
因为这种情况下轴的倾斜对工件装配影响较小,而轴心偏移对工件装配影响较大,测量轴心偏移实际上就是测量轴心连线的直线度。
具体实现方法为:分别在两个小圆柱上测量n 个截面圆,然后选取这n 个圆的圆心拟合一条三维直线,该直线的直线度可近似替代同轴度(同轴度=2×直线度)。
工作截面越短,该方法效果越好,并且可很方便地制作一个综合量规来验证该方法的准确性。
(4)变通方法2———求距法同轴度为被测元素与基准元素轴线间最大距离的2倍。
考虑工件的实际功能或装配要求,可直接根据几何关系计算出被测元素与基准元素的最大距离,乘以2即为同轴度。
计算最大距离时,应投影到一个平面上来计算,因此该平面与基准轴的垂直度应较好。
以“长轴短孔”型工件的同轴度测量为例:电机机座前端和后端止口内圆孔的同轴度要求见图3,要求以一端内孔轴线为基准,求另一端内孔轴线与基准轴线的同轴度误差。
由于此类工件尺寸较大,采用常规方法无法检测,但用C M M 测量时,如按图示基准测量会产生两种相反的测量结果,且重复性较差,测量结果不可靠。
为使C M M 测量结果符合设计要求,可利用孔的端面作为基准(端面与孔的轴线有垂直度要求),将两端短圆柱分成若干截面圆进行测量,然后将截面圆投影到端面上,即可得到所有截面圆圆心的坐标位置,通过计算找出最大圆心距:r =x 2+y 2,根据同轴度定义,两端孔的同轴度即为<f =2r 。
利用求距法,可获得较满意的测量结果。
图3 电机机座的同轴度测量要求(5)变通处理方法3———位置度法考虑加工工艺,可将测得的基准元素圆心置于原点,再测量被测元素,通过其圆心的坐标偏差来判断其同轴度(见图4)。
该方法要求工件的基准面精度较高,且被测元素只能是圆。
此外,用多个(4个以上)截圆建立被测元素和基准元素轴线,也可有效减小测量误差。
图4 位置度法测量同轴度示意图 3 同轴度测量方法的合理选择(1)“长孔(≥6mm )长距”型两元素的同轴度测量测量元素———孔(轴)较长,不易变形,可供C M M采集的数据点较多,能较准确地测量出各孔(轴)的位置及轴线的方向,而且同轴度的评价与工件的加工或设计基准无关,只需使用两个孔(轴)的轴线数据即可。
但由于两孔之间的距离较长,对两个孔的位置及轴线的方向进行比较时受C M M 误差的影响较大,因此测量方法适宜选用公共轴线法或直线度法。
(2)“长孔(≥6mm )短距”型两元素的同轴度测量长孔的测量特点与(1)相同。
由于两孔相距较近,对两个孔的位置和轴线进行比较时受C M M 误差的影响较小,因此测量方法直接采用测量软件中的同轴度评价指令即可。
(3)“短孔(≤6mm )长距”型两元素的同轴度测量测量元素———孔(轴)较短,容易变形,测量有效长度不足。
由于无法准确测出孔(轴)的位置及轴线的方向,因此对短孔(轴)只能测量圆。
如基准面加工质量较好或工件上孔(轴)对基准面的形位公差要求较高,工件坐标系的构建就比较准确。
由于测量元素受C M M 误差的影响较大,因此测量方法选用求距法或位置度间接测量法效果较好。
(4)“短孔(≤6mm )短距”型两元素的同轴度测量短孔的测量特点与(3)相同。
由于测量元素受C M M 误差的影响较小,因此测量方法选用位置度间接测量法或求距法效果较好。
(5)根据加工方法选择同轴度测量方法①被测孔(轴)和基准孔(轴)为“一刀加工”时,可以建立公共轴线,测量方法选用公共轴线法较好。
②被测孔(轴)和基准孔(轴)不属于“一刀加工”时,应以加工基准平面作为基准,将坐标原点建立在基准圆柱在基准面的投影位置,然后在被评价圆柱面上测量多个截面,求其与坐标原点的坐标偏差,然后取其最大值的2倍作为所求同轴度误差。
③在检测同轴度时,有时测量超差的原因并非检测方法不对,而是由其它原因如碰杆、表面缺陷、表面粗糙度、圆度、油污、夹具变形、摆放不正等原因引起,应作具体分析及相应处理。
4 汽车零部件同轴度测量实例在汽车零部件加工行业,需用C M M 测量同轴度的零件较多,下面以变速箱、发动机、车桥等几个典型零件为例,介绍C M M 同轴度测量方法的应用。
(1)变速箱差速器壳体的同轴度测量变速箱差速器壳精车半轴外圆加工要求检测小头端轴承与大头端轴承X 的同轴度(见图5)。
最初我们按工艺卡要求测量大头端轴承轴X 圆柱,并以它为基准轴测量小头端圆柱,并计算小头端圆柱轴线与基准轴线X 的同轴度。
但该方法的测量误差很大,且重复性较差,原因在于短基准、长距离的同轴度测量误差易被放大。
后来我们改用两个轴承轴的公共轴线作为基准轴,以此评价小头端轴承轴对公共轴线的同轴度,这样测量结果重复性很好,测量误差也较小。
这种测量方法模拟专用芯轴检验方式,更加符合零件的装配性,同时也能消除误差放大现象。
图5 差速器壳半轴的同轴度测量(2)发动机气缸盖火花塞孔的同轴度测量发动机汽缸盖火花塞孔的加工要求检测火花塞孔内第一个台阶孔对火花塞固定螺纹孔的同轴度(见图6)。
这是一个典型的“长孔短距”型两元素同轴度的评价问题。
根据前述分析,直接使用测量软件中的同轴度评价指令即可准确评价第一个台阶孔对火花塞固定螺纹孔的同轴度,且测量精度高,重复性好。
图6 汽缸盖火花塞孔的同轴度测量(3)后桥主减速器壳体被动轴承孔的同轴度测量减速器是汽车驱动桥的主要部件之一,其功能是增大输入转矩,相应降低转速并改变扭矩旋转方向。
减速器内的主动与从动齿轮必须正确啮合,以使传动时冲击噪声较小,且齿轮沿长度方向磨损均匀。
减速器壳体的上、下、左、右4个孔分别为主动和被动齿轮轴承孔,其中左、右两个被动齿轮轴承孔之间有同轴度要求(见图7),保证该同轴度是齿轮正确啮合的关键。
这是一个典型的“长孔长距”型两元素的同轴度评价问题,由于左、右两个被动齿轮轴承孔之间相距310mm ,而轴承孔长度仅为26mm ,如果完全按图纸标注的单一基准作为测量基准,就会出现误差放大现象,测量结果可能达到实际误差的10倍以上,因此只能采用公共轴线作为测量的基准轴线。
具体测量方法为:每个轴承孔选取4个截面,2个孔共8个截面,用这8个截面的圆心构造公共轴线,求每个轴承孔对公共轴线的同轴度,取其最大值作为零件的同轴度误差。