為什（shí）麽三坐標測量機（jī）在進行測量工作前要進行測頭校正

三坐標測量機在進行測量工（gōng）作前要進行測頭校正，這是進行測（cè）量前必須要做的一個（gè）非（fēi）常重要的工作步驟，因為測頭校正中的誤（wù）差將加入到以後的（de）零件測量中。而在觸發式測頭（tóu）校正後的測針寶石球直徑要比其名義值（zhí）小，這使許多操作員感到（dào）奇怪，但是要解釋原（yuán）因，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、為什麽要校正測頭：

校正測頭主要有兩個原因：為了得到（dào）測針的紅寶石球的補償直徑（jìng）和不同測針（zhēn）位置與第一個測針位置之間的關係。

三坐（zuò）標測量機在進行測量時（shí），是用測針的寶石球（qiú）接觸被測零件的測量部位（wèi），此時測頭(傳感器)發出觸測信號（hào），該信（xìn）號進入計數係統後，將此刻（kè）的光柵計數器鎖存並送往計（jì）算（suàn）機，工作中的測量軟件就收到一個由X、Y、Z坐標表示的點。這個坐標點我們（men）可以理解為（wéi）是測針寶石球中心的坐標，它與我們（men）真正需（xū）要的測針寶石球與工件接觸點相差一個寶石球（qiú）半徑。為了準（zhǔn）確（què）計算出我們所（suǒ）要的接觸點坐標，必須通過（guò）測頭校正得到測針寶石球的半/直徑。

在實際測量工作中（zhōng），零件是不能（néng）隨（suí）意搬動和（hé）翻轉的，為了便於測量，需要根據實際情（qíng）況選擇測頭位置和長度、形狀不同的測針(星（xīng）形、柱（zhù）形、針形)。為了使這些不同的測（cè）頭位（wèi）置、不同的測針所測量的元素能（néng）夠直接進行計（jì）算，要把（bǎ）它（tā）們之間的關係測量出來，在計算時進行換算。所以需（xū）要進（jìn）行測頭校正。

2、測頭校正的原理：

測頭校正主要使用標準球進行。標準球的（de）直徑（jìng）在10mm至50mm之間，其直徑和形狀誤差經過校準(廠家配置的（de）標準球均有校準證書)。

測頭（tóu）校正前需要（yào）對測頭進行定義，根據測量軟件要求，選擇(輸入（rù）)測座、測頭、加（jiā）長（zhǎng）杆、測針、標準球直徑(是標準球校準後的實際直徑值)等(有的軟件要（yào）輸入測針到測座中心距離)，同時要分別定義能夠區別其不同角（jiǎo）度、位置（zhì）或長度的（de）測（cè）頭編號。

用（yòng）手動、操縱杆（gǎn）、自動方式在標（biāo）準球的最大範圍內觸測（cè）5點以（yǐ）上(一般推薦在7～11點)，點的分布要均勻。

計算機軟件在收到這些點後(寶石球中心坐標X、Y、Z值)，進行球的擬合計算，得出擬合球的球心坐標、直徑和形狀誤差。將擬合球的直（zhí）徑減去標準球的直徑，就得出校正後（hòu）測針寶石（shí）球“直徑”(確切的講（jiǎng）應該是“校正值”或“校正直徑”)。

當其他不（bú）同角度、位置或不同長（zhǎng）度的測針按照以上方（fāng）法校（xiào）正（zhèng）後，由各擬合球（qiú）中心點（diǎn）坐標差別，就得出各測頭之間的位置關係，由軟件生成測頭關係矩陣。當（dāng）我們使用不同角度、位（wèi）置和長度的測針測量同（tóng）一（yī）個零件不同（tóng）部位的元素時，測量軟件都把它們轉換到同一個測頭號(通常是1號（hào）測頭)上，就象（xiàng）一個測頭測量（liàng）的一樣。凡是在經過在（zài）同一標準球上(未更（gèng）換位置的)校正的測頭（tóu），都（dōu）能準確實現這種自動轉（zhuǎn）換。

3、校（xiào）正值比名義值小的（de）原因：

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

a、觸發式測頭在原理上相當於是杠杆結構。觸測時（shí），必須使傳感器能（néng）夠觸發（fā）(相當於（yú）開關斷開)才能發（fā）出信號。由於測針(力臂)有一定的長度，所以在測針的寶石球接觸標準球後，還要（yào）運行一段距離，才能使傳感器觸發，測針越（yuè）長這段距離越大（dà）。因此造成觸發信號的延遲，使擬合球的直徑小於寶石球直徑和（hé）標準球直徑之和。當軟（ruǎn）件把擬合球的直徑減去標準球直徑(已輸入)後，我（wǒ）們得到的校正後測針的“校正直徑”就比其名義值小。

b、測針在觸（chù）測過程（chéng）中，會有稍許變形，加大了信號的延遲，也是造成這種現象的（de）原因之一。

c、傳感器(測頭)的觸發信號到達計數（shù）器，需要的時間是固定的。但是在這段時間（jiān）內光柵讀數的變（biàn）化率，與測量機的觸測速度有關。觸測速度快（kuài）時，測針（zhēn）的“校正直徑”就小。

4、校正測頭要注意的問題：

測針校（xiào）正後的（de）“校正直徑”小於名義值，不會（huì）影響（xiǎng）測量機的測量精度。相反（fǎn），還（hái）會（huì）對觸測的延時和測針的變形起到補償的作用，因為我們在測量機測量過程中測量軟（ruǎn）件對測針寶石球（qiú）半徑的修正(把測針寶石球中心點的坐標換算到觸（chù）測點的坐（zuò）標)，使用的是“校正（zhèng）直徑”而不是名（míng）義直徑。

在進行測頭校正時，應該注意以下問題（tí）：

1)、測座（zuò）、測頭（tóu）(傳感器)、加長杆、測針、標準球要安裝可（kě）靠、牢固，不能鬆（sōng）動，有間隙。檢查了安裝的測針（zhēn）、標準球是否牢固後，要擦拭測針和標準球上的手印和汙漬，保持測（cè）針和標準球清潔。

2)、校正測頭時，測量速度應（yīng）與測量時的速度一致。注意觀察校正後測（cè）針的直徑(是（shì）否（fǒu）與以前同（tóng）樣長度（dù）時的校正結果有大（dà）偏差（chà）)和校正時的形狀誤差。如果有（yǒu）很大變化，則要查找原因或清潔標準球和測針。重複進行2至3次校正，觀察其（qí）結（jié）果的重複程度。檢查了測頭、測針、標準球（qiú）是（shì）否安（ān）裝牢固，同時也檢查（chá）了機器的工作狀態。

3)、當需要進行多個測頭角度、位置或（huò）不同測針長度的測（cè）頭校正時，校正後一定要（yào）檢（jiǎn）查校正效（xiào）果(準確性（xìng）)。方法是：全部定義的測頭校正後，使用測球功（gōng）能，用（yòng）校正後的全部測頭依次測量標（biāo）準（zhǔn）球，觀察球心坐標（biāo）的（de）變化（huà），如果有1至2個微米變化，是正常的。如果（guǒ）變化比較大（dà），則要檢查測座、測頭、加長杆、測針、標準球（qiú）的安裝是否有牢固（gù），這是造成這種現象的（de）重要原因。

4)、更換測(不（bú）同的軟件方法不同)，因為測針長度是測頭自（zì）動校正的重要參數，如果出（chū）現錯誤，會造成測針的非正常碰撞，輕者碰壞測針（zhēn），重則造成測頭損壞。一定要注意。

5)、正確輸入（rù）標準球直徑。從以上（shàng）所述的校正測頭的原理中（zhōng）可（kě）以得知，標準球直徑（jìng）值（zhí）直接影響測針寶石球直徑的校正值。雖（suī）然這是一個（gè）“小概率事件”，但是對（duì）初（chū）學者來說，這是可能發生的。