校正機床測頭時必須要注意的問題

三坐標測量機在進行測量（liàng）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要的工作步驟，因為測（cè）頭校正中的誤差將（jiāng）加入到以後（hòu）的零件測量中。而在觸發式測頭校正後的測針寶石球直徑要比其名義值小，這使許多操作員感到奇怪，但是（shì）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（qǐ）。
1、為（wéi）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（zhēn）的紅寶石球的補償（cháng）直徑和不（bú）同測針位置與第一個測針位置之間（jiān）的關（guān）係。

三（sān）坐標測量機在進行測量時，是用測針的（de）寶石球接觸被測零件的測量部位，此時測頭(傳感器)發出觸（chù）測信號，該信號進入計（jì）數係（xì）統後，將（jiāng）此刻的光柵計數器鎖存並送（sòng）往計算機，工作中的（de）測量軟件就收到一個由（yóu）X、Y、Z坐標表示的點。這個坐標點我們可以理解為（wéi）是測針寶石球中心的坐標，它與我們真正需要的測針寶石球與工件接觸點相差一個寶石球半徑。為（wéi）了準（zhǔn）確計算（suàn）出我們所要的接觸點坐標，必須通過測頭校（xiào）正（zhèng）得到測針寶石球的半/直徑。

在實際測量工作中，零件是不能隨意搬動和翻轉的，為了便於測量，需要根據實際情況選擇測頭位置和長度、形狀不同的測針(星形、柱形（xíng）、針（zhēn）形（xíng）)。為了使這些不同的測頭位置、不同的測針所測量的元素能夠直接（jiē）進行計（jì）算，要把它們之間的關係（xì）測量出來，在計算時進行（háng）換算。所以需要進（jìn）行測頭校正。

2、測頭校正的原（yuán）理：

測（cè）頭校正主要使用標（biāo）準（zhǔn）球進行。標準球的直徑在10mm至50mm之間，其直徑和形狀（zhuàng）誤差經過（guò）校準(廠家配置的標準球均有校準證書)。

測頭（tóu）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、測針、標準球直徑(是標準球校準後的（de）實際直徑值)等(有的軟件要輸入（rù）測針到測座（zuò）中心距離)，同時要分別（bié）定義能夠區別其不同（tóng）角度、位置（zhì）或長度的測頭（tóu）編號。

用手動、操縱杆、自（zì）動方式在標準球的（de）最大範圍內觸測5點以上(一般推薦在7～11點)，點的分布（bù）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（hé）球的球心（xīn）坐標、直徑和形狀誤差。將擬合（hé）球的直徑減去標準球的直徑，就得出校正後測針寶石球“直徑”(確切的講應（yīng）該是“校正（zhèng）值”或“校正直徑”)。

當其他不同角度、位置或不同長度的測（cè）針按照以（yǐ）上方法校正後，由各擬（nǐ）合球中心點坐標差別，就得出各測頭之間的位置關係（xì），由軟件生成測頭關係（xì）矩（jǔ）陣。當（dāng）我（wǒ）們使用不（bú）同角度、位置和長度（dù）的測針測量（liàng）同一個零件不同部位的元素時，測量軟（ruǎn）件都把它們（men）轉換（huàn）到同一個測頭號(通常是1號測頭)上，就象一個測頭測量的一樣。凡是在經過在同一標準球上（shàng）(未更換位置的)校正的測頭，都能準確實現這種自動轉換。

3、校正值比（bǐ）名（míng）義值（zhí）小的原因：

在了解測頭校正的原理後，我們就很容易解（jiě）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，必須使傳感器能夠觸發(相當於開關斷開)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，還要運行一段距離，才能使傳感器觸發，測針越長這段距離越大。因此造成觸發信號的延遲，使擬（nǐ）合球的直徑小於（yú）寶石球直徑和標準球直徑（jìng）之和。當（dāng）軟件把擬合球的直徑減去標準球直徑(已輸入)後，我們得到的校正後測針的“校正直徑”就比（bǐ）其名義值小。

b、測針在觸測過程中，會（huì）有稍許變形，加大了信號的延遲，也是造成這種現象的原因之一（yī）。

c、傳感器(測頭)的觸發信號到達（dá）計數器，需要的時間是固定的。但是在這段時（shí）間內光柵讀數的變化率，與測量（liàng）機的觸測速度有關。觸測速度快時，測針的“校（xiào）正直徑”就小。

4、校正測頭要注意的問題：

測針校（xiào）正後的“校正直徑”小於（yú）名義值，不會影響測量機的測量精度。相反，還會對觸測的延時和測針的變形起到補償的作用，因為（wéi）我們在測量機（jī）測量過程中測量軟件對測（cè）針寶石球半徑的修正(把測針寶石球中心點的（de）坐標換算到觸測點的坐標)，使用的是“校正直（zhí）徑（jìng）”而（ér）不是名義直徑。

在進行測頭校正時，應該（gāi）注意以下問題（tí）：

1)、測座、測頭(傳感（gǎn）器)、加長杆、測（cè）針、標準球要安裝可靠、牢固，不能鬆動，有間隙（xì）。檢查了安（ān）裝的測針、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（bǎo）持測針和標準球清潔。

2)、校正測頭時，測量速度應與測量時的（de）速度一致。注意觀察（chá）校（xiào）正後測針的直徑(是否與以前同樣長度時的（de）校正結（jié）果有大偏差（chà）)和校正時的形狀誤差。如果有很大變化（huà），則要查找原因或清潔標準球和測針。重複（fù）進行2至3次校正，觀（guān）察其（qí）結（jié）果的重複程度。檢查了（le）測頭、測針、標（biāo）準球是否安裝牢固，同時也檢查了機器（qì）的工作狀態。

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

4)、更換測(不（bú）同的軟件方法不同)，因為測針長（zhǎng）度是測頭自動校（xiào）正的重要參數，如果出現錯誤，會造成（chéng）測針（zhēn）的非正常碰撞，輕（qīng）者碰壞測針，重則造成（chéng）測頭損（sǔn）壞。一定要注意。

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