浙江科技学院学报，第 ２２ 卷第 ６ 期，２０１０ 年 １２ 月
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏｌ．２２ Ｎｏ．６， Ｄｅｃ．２０１０
ＤＯＩ： １０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－８７９８．２０１０．０６．００５
收稿日期： ２０１０－０３－０１
基金项目： 浙江省科技计划项目（２００７Ｃ２１１４７）
作者简介： 喻彩丽（１９６６— ），女，浙江余姚人，高级实验师，主要从事机械制造及自动化实践与实验教学及管理。
三 坐 标 测 量 机 测 头 的 校 正 方 法 和 误 差 分 析
喻彩丽，郑 军
（浙江科技学院 机械与汽车工程学院，杭州 ３１００２３）
摘 要： 三坐标测量机的测头是坐标测量机的关键部件，主要用来触测工件表面。 为确保测量机的测量精度和测
量效率，现通过对三坐标测量机测量系统接触式测头结构特点的分析，并对测头校正时所产生的误差进行分析探
讨，提出了测头直径有效的校正和使用方法，从而获得最佳的有效工作长度和测针刚性，提高了测量精度。
关键词： 三坐标测量机；测头系统；误差分析；测头校正
中图分类号： ＴＧ８７ 文献标识码： Ａ 文章编号： １６７１－８７９８（２０１０）０６－０５１２－０４
Ｅｒｒｏｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｐｒｏｂｅ ｉｎ
ｔｈｒｅｅ－ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｍａｃｈｉｎｅ
ＹＵ Ｃａｉ－ｌｉ， ＺＨＥＮＧ Ｊｕｎ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００２３， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： ＣＭＭ－ｐｒｏｂｅ ｓｙｓｔｅｍｓ ａｒｅ ｋｅｙ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｍａｃｈｉｎｅｓ， ｍａｉｌｙ
ｕｓｅｄ ｔｏ ｍｅａｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｗｏｒｋ ｐｉｅｃｅ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ
ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ， ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ＣＭＭ－ｐｒｏｂｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｌｓｏ ｔｈｅ ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ｔｈｅ
ｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｕｓａｇｅ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ
ｓｏ ｔｈａｔ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｌｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｐｒｏｂｅ ｒｉｇｉｄｉｔｙ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｃｃｕｒａｃｙ ｉｓ
ｉｍｐｒｏｖｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｍａｃｈｉｎｅ； ｐｒｏｂｅ ｓｙｓｔｅｍｓ； ｅｒｒｏｒ ａｎａｌｙｓｉｓ； ｐｒｏｂｅ ｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ
测头系统是 ＣＭＭ 测量系统的主要组成部分，根据测头与被测表面的空间位置，可将其分为接触式与非
接触式两大类。 浙江科技学院机械与汽车工程学院实验室中的意大利 Ｈｅｘａｇｏｎ 旗下 ＤＥＡ 的移动桥式坐标测
量机带有 ＴＰ 类触发式测量头。 为提高测量系统的精度，需对测头系统进行误差分析和测球半径补偿。
测量头作为测量传感器，是坐标测量系统中非常重要的部件
［１］
。 三坐标测量机的工作效率、精度与
测量头密切相关，没有先进的测量头，就无法发挥测量机的卓越功能
［２］
。 坐标测量机的发展促进了新型
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