三坐标测量机测头半径补偿技术及应用
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
定 的半 径 ｒ 当被 测 点 的表 面法 矢 方 向 和测 轴 方 向一 ，
致 时 ， 点坐 标 和测头 中心 相差一 个 测 头半 径 ｒ ， 测 值 因 此 它是 与被 测 曲线 、 面相 距 ｒ的包 络 面 。所 以应 对 曲
测 量数 据进 行测 头补 偿 ， 即在 用 三 坐标 测 量 机测 得 代
精密 测量 仪 器 ， 为 与 加 工 中心 对 应 的 测 量 中心 … 。 成 本文着 重进 行三 坐标测 量机 测头半 径 补偿技 术研 究 。
Ｒａ ｉｓ ｏ ｏ ｄｎ ｔ ｅ ｓ ｒ ｇ Ｍａ ｈｎ ｄｕ ｆＣｏ ｒ ｉａ ｅ Ｍ ａ ｕ ｉ ｃ ｉｅ ｎ
Ｗ ＡＮＧ ｎ ｍｉ Ｈｏ ｇ ｎ
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型 面移动 时 ， 可获 得 被测 几 何 型 面上 各 测 点 的几 何 就 坐标 ， 由计算 机计 算 出被 测 的 几何 尺寸 和 相 互位 置 并
关系， 完成 各种 复杂零 件 的测量 ， 符合 机械 制造 业 中柔
性 自动化发 展 的需 要 。因此 ， 已发 展 成 为 一 种大 型 它
ｔ ｉ ｄ ｅ ａ ｔ ｎ ｕｉｋ ｙ ａｎｅ ｘ ｃ ｌ ａ ｄ ｑ ｃ ｌ ． ｙ
Ｋｅｗ ｒｓ ｏｒｉａｅＭｅｓｒ ｇＭ ｃ ｉｅ Ｃ ｙ ｏ ｄ ：Ｃ ｏｄｎ ｔ ａｕｉ ａ ｈ （ ＭＭ） Ｐｏ ｅ Ｃ ｍ ｅ ｓｔ ｎＴ ｃｎ ｌ ｙ Ｍｉ ｏ ｌｎ ｔｏ ｎ ｎ ； ｒ ； ｏ ｐ ｎａ ｏ ｅｈ ｏｏ ； ｃ ｐａ ｅＭｅ ｄ ｂ ｉ ｇ ｒ ｈ
各种 曲线与 曲面 形 状 复杂 ， 时还 有 较 高 的精 度 有 要求 ， 因此很 难测量 。在 精密 测试领 域 ， 计算 机辅 助测 试 技术 （ ｏ ｐ ｔ ｉ Ｔ ｓ 简称 Ｃ Ｔ 使 得 复杂工 件 的 Ｃ ｍ ｕｅ Ａｄ ｅｔ ｒ Ａ）
测量 简单 化 ， 不仅 能完成 尺寸 、 曲线 、 曲面的精 密测 量 ，
还 能进 行形位 误差 的精 确评定 。其 最典 型 的代 表是 三
坐 标 测 量 机 （ ｏｒｉａｅ Ｍｅｓｒ ｇ Ｍａｈｎ ｓ简 称 Ｃ ｏｄｎ ｔ ａｕｉ ｃｉｅ ｎ
表 球心 轨迹 的 曲线 、 面后 ， 要 进 行 测 头 半径 补 偿 ， 曲 需 求 出与 球心 轨迹 相距 ｒ 的包络 线 、 包络 面 ， 而构 建 出 从 所要 求 的 曲线 、 曲面 ¨ 。
如 图 ｌ 示 ， 量点 所 测
Ｃ ＭＭ）它 的出 现 标 志着 计 量 仪 器 从 传 统 的 手 动 测 量 ，
向现代化 的 自动测 试技术 过 渡的一个 里 程碑 。三坐 标 测 量机通 用性 强 ， 量 范 围大 ， 能好 ， 率 和 测 量精 测 性 效
度高， 当测 球 与被测 工 件接 触 并 沿 着 被测 工 件 的几何
的特点 及应 用场合 ， 出 了测 头补 偿技 术的核 心 问题 与关 键 技术 ， 而 可 以 准确 快 速地 得 到 被测 点 指 从
相 应的 坐标值 。 关键 词 ： 三坐标 测量机 测 头 补偿 技术 微 平面法
Ｃｏ ｍｐ ｎ ａ ｉｎ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｐｉａ ｉｎ ｆ ｒＰ ｏ ｅ ｅ ｓ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ａｐ ｌ ｔ ｏ ｒ ｂ ｏ ｃ ｏ
Ｔｈ１ ｄ 工艺 与检 测 ｅｎ ｇ ｎ ｃｏ ｙ ０ａ
三 坐标 测 量 机 测 头 半 径 补偿 技术 及 应 用
王 红 敏
（ 山东 理工 大学机 械工 程 学院 ， 山东 淄博 ２５ ４ ） ５ ０９
摘 要 ： 三坐 标测量 机 （ ＭＭ ） 对 Ｃ 的测 头半径 补偿 技术 进行 了深入 研 究 ， 过对 三 坐标 测 量机 测 头半 径 的二 通 维 和三 维补偿 技术 的探讨 以及 相应 的测 量实例 分 析 ， 论证 了两种 补 偿 技术 的 可行 性 ， 说 明 了各 自 并
Ａｂｓｒ ｃ ：Ａｎ ｉ ｄ ｐ ｈ ｓｕ ｙ ｏ ｏ ｅ ｓ ｔｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｆ ｒｐ ｏ ａ ｉ ｓ ｏ ｏ ｄ ｎ ｔ ｅ ｓ ｒｎ ｃ ｉ ｅ ｗａ ｔａ ｔ ｎ－ ｅ ｔ ｔ ｄ ｎ ｃ ｍｐ ｎ ａｉ ｎ ｔｃ ｎ ｌｇ ｏ ｒ ｂｅ ｒ ｄ ｕ ｆＣｏ ｒ ｉ ａｅ Ｍ ａ ｕ ｇ Ｍａ ｈ ｎ ｓ ｉ ｄｎ ｏ ｅ，ａ ｄ ｔ ｅ ｆａ ｉ ｉ ｔ ｆ２ ａ ｄ ３ ｃ ｍｐ ｎ ａｉ ｎ ｔ ｃ ｎｏｏ ｓ ａ ａ ｙ ｅ ｎ ｈ ｅ ｓｂｌ ｙ ｏ Ｄ ｎ ｏ ｅ ｓ ｔｏ ｅ ｈ ｌ ｇ ｗａ ｎ ｌｚ ｄ，ｔ ｅｒｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ｓａ ｉ Ｄ ｙ ｈ ｉ ｈ ｒ ｃ ｅ ｔｃ ｎｄ ｉ
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定 的半 径 ｒ 当被 测 点 的表 面法 矢 方 向 和测 轴 方 向一 ，
致 时 ， 点坐 标 和测头 中心 相差一 个 测 头半 径 ｒ ， 测 值 因 此 它是 与被 测 曲线 、 面相 距 ｒ的包 络 面 。所 以应 对 曲
测 量数 据进 行测 头补 偿 ， 即在 用 三 坐标 测 量 机测 得 代
精密 测量 仪 器 ， 为 与 加 工 中心 对 应 的 测 量 中心 … 。 成 本文着 重进 行三 坐标测 量机 测头半 径 补偿技 术研 究 。
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型 面移动 时 ， 可获 得 被测 几 何 型 面上 各 测 点 的几 何 就 坐标 ， 由计算 机计 算 出被 测 的 几何 尺寸 和 相 互位 置 并
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各种 曲线与 曲面 形 状 复杂 ， 时还 有 较 高 的精 度 有 要求 ， 因此很 难测量 。在 精密 测试领 域 ， 计算 机辅 助测 试 技术 （ ｏ ｐ ｔ ｉ Ｔ ｓ 简称 Ｃ Ｔ 使 得 复杂工 件 的 Ｃ ｍ ｕｅ Ａｄ ｅｔ ｒ Ａ）
测量 简单 化 ， 不仅 能完成 尺寸 、 曲线 、 曲面的精 密测 量 ，
还 能进 行形位 误差 的精 确评定 。其 最典 型 的代 表是 三
坐 标 测 量 机 （ ｏｒｉａｅ Ｍｅｓｒ ｇ Ｍａｈｎ ｓ简 称 Ｃ ｏｄｎ ｔ ａｕｉ ｃｉｅ ｎ
表 球心 轨迹 的 曲线 、 面后 ， 要 进 行 测 头 半径 补 偿 ， 曲 需 求 出与 球心 轨迹 相距 ｒ 的包络 线 、 包络 面 ， 而构 建 出 从 所要 求 的 曲线 、 曲面 ¨ 。
如 图 ｌ 示 ， 量点 所 测
Ｃ ＭＭ）它 的出 现 标 志着 计 量 仪 器 从 传 统 的 手 动 测 量 ，
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度高， 当测 球 与被测 工 件接 触 并 沿 着 被测 工 件 的几何
的特点 及应 用场合 ， 出 了测 头补 偿技 术的核 心 问题 与关 键 技术 ， 而 可 以 准确 快 速地 得 到 被测 点 指 从
相 应的 坐标值 。 关键 词 ： 三坐标 测量机 测 头 补偿 技术 微 平面法
Ｃｏ ｍｐ ｎ ａ ｉｎ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｐｉａ ｉｎ ｆ ｒＰ ｏ ｅ ｅ ｓ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ａｐ ｌ ｔ ｏ ｒ ｂ ｏ ｃ ｏ
Ｔｈ１ ｄ 工艺 与检 测 ｅｎ ｇ ｎ ｃｏ ｙ ０ａ
三 坐标 测 量 机 测 头 半 径 补偿 技术 及 应 用
王 红 敏
（ 山东 理工 大学机 械工 程 学院 ， 山东 淄博 ２５ ４ ） ５ ０９
摘 要 ： 三坐 标测量 机 （ ＭＭ ） 对 Ｃ 的测 头半径 补偿 技术 进行 了深入 研 究 ， 过对 三 坐标 测 量机 测 头半 径 的二 通 维 和三 维补偿 技术 的探讨 以及 相应 的测 量实例 分 析 ， 论证 了两种 补 偿 技术 的 可行 性 ， 说 明 了各 自 并
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