為什麽三坐標測量機在進行測量工作前要（yào）進行測頭校正

三坐標測量機在進行測量工作前要進行測頭校正，這是進行測量前必須要做的一個非常重（chóng）要的工作步驟，因為測頭校正中的誤差將加（jiā）入到以後的零件測量（liàng）中。而（ér）在觸發式測頭校正後的測針寶（bǎo）石球直（zhí）徑要比其名義值小（xiǎo），這使許多操作員感到奇（qí）怪，但是要解釋原因（yīn），可不是一兩句話能說清楚的。讓我們從校正測頭的原理說起。
1、為（wéi）什麽要（yào）校正測頭：

校正測頭主要有兩個原因：為了得到測針的紅寶石球（qiú）的補償直徑和（hé）不同測針位置與第一（yī）個測針位置之間的關係。

三坐標測量機在（zài）進行測量時，是用測針的寶石球（qiú）接觸被測零件的測量部位，此時測頭(傳感器)發出（chū）觸測信號，該信號進入計數係統後，將此刻的光柵計數器鎖存並送往計算機，工作中的（de）測量軟件就收到一個由X、Y、Z坐（zuò）標表示（shì）的點。這個坐標點我們可以理（lǐ）解為是測針寶石球（qiú）中心的坐標，它與（yǔ）我們真正需要的測針寶（bǎo）石球與工件接觸點相差一個（gè）寶石球半徑。為了準確計算出我們所要的接觸點坐標，必須通過測頭校正得（dé）到測針寶（bǎo）石球的半/直（zhí）徑。

在實際測量工作中，零件是不能隨意搬動（dòng）和翻轉（zhuǎn）的，為了便於測量，需要根據（jù）實際情況選擇測頭位置和長度、形狀不同的測針(星形、柱形、針形)。為了使這些不同（tóng）的測頭位置、不同的測針所測量的元（yuán）素能夠直（zhí）接（jiē）進行計算，要（yào）把它們之間的關係測量出來，在計算時進行換算。所以需要進行測頭校正（zhèng）。

2、測頭校正的原理（lǐ）：

測頭校正主要使用標準球（qiú）進行。標準球的直徑在10mm至50mm之間，其直徑和形狀誤差經過校準(廠家配置（zhì）的標準球均有校（xiào）準證書)。

測頭校正前需要對測頭進行定義，根據測量軟件要求，選擇(輸入)測座、測頭、加長杆、測（cè）針、標準球（qiú）直徑(是標準球校準後的實際直徑值)等(有的軟件要輸入測針到測座中心距離)，同時要分別定義能夠區別其不（bú）同角度、位置（zhì）或長度的測頭編號。

用手動、操縱（zòng）杆、自動方式在標準球的最大範（fàn）圍內（nèi）觸（chù）測（cè）5點以上(一般推薦在7～11點)，點的分布要均勻。

計算機軟（ruǎn）件在收到這些點後(寶石球中心坐標X、Y、Z值)，進行球的擬合計算，得出（chū）擬合球的球心坐標、直徑和（hé）形狀誤差。將擬合球的直徑減（jiǎn）去標準球的直徑，就得出校正後測針寶石球“直徑（jìng）”(確切的講應該是“校正值”或“校正直徑”)。

當其他（tā）不同角度、位置或不同長度的測針按照以（yǐ）上方法校正後，由各擬合球中（zhōng）心點坐標差別，就得出各測頭之間的位置（zhì）關係，由軟件生成測頭關係矩陣。當我們使用不同角度、位置和長度的測針測量同一個零件不同部位的元素（sù）時，測量軟（ruǎn）件都把它們轉換到同一個測頭號(通常（cháng）是1號測頭)上，就象一個測（cè）頭測量的一樣。凡是在（zài）經過在同一標準球上(未更換位置的（de）)校正的測頭，都能準確實現這種自（zì）動轉換。

3、校正（zhèng）值比名義值小的原因：

在了解測頭校正的原理後，我們就很容易解釋測針校正（zhèng）值比名義值小的原（yuán）因了。

a、觸發式測頭在原理（lǐ）上相當於是（shì）杠杆結（jié）構。觸測時，必須使傳感器能夠觸發（fā）(相當於開關斷開)才能發出信號。由於測針（zhēn）(力臂)有一定的長度，所以在測（cè）針（zhēn）的（de）寶石球接觸標準球後，還要運行一段距離，才（cái）能（néng）使傳感器觸（chù）發，測針越長這段距離越大（dà）。因此造成觸發信號的延（yán）遲（chí），使擬合球（qiú）的直徑小於寶石球（qiú）直徑和標準球（qiú）直徑之（zhī）和。當軟件把擬合球的直徑減去標準球直徑(已輸入)後，我們得到（dào）的校正後測針的“校（xiào）正直徑”就比其名義（yì）值小。

b、測針（zhēn）在觸測過程中，會有（yǒu）稍許變形，加大了信號的延遲，也是造成這種現象的原因之（zhī）一。

c、傳感器(測頭)的觸發信號到達計數器，需要的時間是固定（dìng）的。但是在這（zhè）段時間內（nèi）光柵讀數（shù）的變化（huà）率，與測量機的觸測（cè）速度有關。觸測速度快時，測（cè）針的“校正直徑”就小。

4、校正測頭要注意的問題：

測針校正後的“校正（zhèng）直徑”小於名義值，不會影響測量（liàng）機的測量精度。相（xiàng）反，還會對觸測的延時和測針的變（biàn）形起到補償（cháng）的作用，因為我們在測量機測量過程中測量（liàng）軟件對測針寶石球半徑的修正(把測針寶石球中心點的坐標換算到觸測點的坐標)，使用的是“校正直徑”而不是名義直徑。

在進行測頭（tóu）校正時，應該注意（yì）以下問題：

1)、測座、測頭(傳感（gǎn）器)、加長杆（gǎn）、測針、標準球要安裝可靠（kào）、牢固，不能鬆動，有間（jiān）隙。檢（jiǎn）查了（le）安裝的測（cè）針、標準球是否牢固後，要擦拭測針和標準球上的（de）手印和汙漬（zì），保持測針和（hé）標準（zhǔn）球清潔（jié）。

2)、校正測頭（tóu）時，測量速度應與測量（liàng）時的速度一致。注意觀察（chá）校正後測針的直徑（jìng）(是否與以前（qián）同樣長度時的校正結果有大偏差)和校正時的形狀誤差。如果有很大（dà）變化（huà），則要查找原因或清潔標準球和測針。重複進（jìn）行2至（zhì）3次校正，觀察其結果的重複程度。檢查了測頭、測針、標準球是否安裝（zhuāng）牢固，同時也檢查了機器的工作狀（zhuàng）態。

3)、當需要進行多個測頭角度、位（wèi）置或（huò）不同測針長度的測（cè）頭校正時，校正後一定要檢查校正效果(準確性)。方（fāng）法是：全部（bù）定義的（de）測頭校正後，使用測（cè）球功能，用校正後的全（quán）部測頭（tóu）依次測量標準球，觀察球心坐標的變化，如果有1至2個微米變化，是正常的。如果變化比較大，則要檢查測座、測頭、加（jiā）長杆、測針、標準球的安裝是否有牢固，這是造成（chéng）這種現象的重要原（yuán）因。

4)、更換（huàn）測(不同的軟件方（fāng）法不同)，因為（wéi）測針長度是測頭自動校正的重（chóng）要參數，如果出現（xiàn）錯誤（wù），會造成（chéng）測針的非正常碰撞，輕者碰壞測針，重則造成測頭損壞。一定要（yào）注意。

5)、正確輸入標準球直徑。從以上所述的校正測（cè）頭的原理中可以得知，標準球直徑值直接影（yǐng）響測針寶石球直徑的校正值。雖然這是一個“小概率事件”，但是（shì）對初學者（zhě）來說（shuō），這是可能發生的。