三坐標測量機測量誤差分析及補償方法

晁飛

（大連機車車輛有限公司，遼寧 大連 110161）

為了更好地對三坐標測量機測量的誤差進行分析和研究，所以本文首先主要對三坐標測量機的含義以及測量原理進行了明確，其次，在多方面對三坐標測量機的測量誤差展開分析，這樣能夠有效地提高分析的效果。與此同時，在對三坐標測量機誤測量誤差展開分析時，主要從以下三個方面展開：第一是環境溫度誤差，第二是光柵誤差，第三是裝配誤差，這三方面都能夠有效的對測量誤差進行分析，并且能夠取得較好地效果。本文還針對三坐標測量機測量誤差的補償方法展開了研究，在研究過程中，主要從兩方面開展，第一是溫度補償法，第二式動態誤差補償法。

1 三坐標測量機的含義及測量原理

三坐標測量機是屬于當前時代發展背景下的新型高精度的測量儀器，相比傳統的測量以及三坐標測量機，能夠更加穩定地提高測量的效果，防止出現測量失誤，并且能夠提高測量的精準程度。與此同時，本文針對三坐標測量機的測量原理也展開了研究和分析，可以明顯地發現，三坐標測量機主要是通過坐標測量的原理來進行實物測量，首先，在生活中尋找需要測量的物體，并且將物體當中的幾何元素提取出來，明確幾何元素中的具體測量坐標，根據所尋找到的坐標展開集中測量。在進行測量時，應當按照嚴格的測量標準來進行，主要測量幾何元素的具體尺寸以及形狀大小等。截至目前，三坐標測量機已經逐漸廣泛地應用在各大車間的測量過程中，并且取得了較好的效果，突破了傳統測量方式的限制，在測量精準程度上做出了很大的提升。

2 三坐標測量機測量誤差分析

2.1 環境溫度誤差

環境溫度所產生的誤差是影響三坐標測量機測量準確性的主要原因，由于外界的環境和溫度是不固定的，會隨著天氣的變化以及季節的更替隨時發生變化，所以，通過環境和溫度所產生的誤差也是相對較大的，外界的環境和溫度會對測量產生一定的影響，如果這種影響沒有及時地得到解決，將不利于三坐標測量機的有效測量。因此，在進行測量時，應綜合考慮外界的環境和溫度變化，在進行正式測量時，應綜合地考慮外界的天氣和環境因素，不能選擇陰雨天氣或者外界環境比較惡劣的地點進行測量，應當選擇適合的天氣進行測量，并且在正式開展測量之前，應當對外界環境進行提前考察，綜合考慮該地點是否具備適宜的環境進行測量。如果該環境有好的影響，那么可以進行測量；如果該環境較惡劣，并且外界的條件不穩定，那么，在測量時就很可能產生失誤。為了能夠將誤差降低到最小，在正式開展測量之前，應當充分地考慮環境和溫度所形成的誤差因素，盡最大可能地突破環境和溫度所形成的影響，有利于實現高標準測量。截至目前，環境溫度這一條件對三坐標測量所產生的誤差影響，仍然是造成測量誤差的主要原因，所以，應當針對環境溫度的影響性不斷地開拓和研究新的方法，來避免環境和溫度所產生的影響，尋找科學的解決方法來縮減測量誤差。

2.2 光柵誤差

除了環境溫度對三坐標測量機測量過程中所產生的誤差這一原因之外，光柵誤差也是影響測量精準性的原因之一，對光柵測量所實際特性進行分析，可以明顯地發現，光柵測量主要是針對實物進行測量的，由于具體的實際物體，在測量起來存在著較大困難，很容易出現測量不準確的現象，實際物體需要測量的范圍非常廣泛，并且相比平面物體測量的難度更高，所以這種測量方式所產生的精準程度并不高，極大可能形成誤差。而且通過光柵進行測量，有很多的影響因素是在測量環節中無法避免的，所以這也就導致了誤差的大量產生。光柵測量的范圍非常廣泛，所以要想將光柵誤差縮小到納米級別，對于當前的技術來說是非常困難的，甚至在測量過程中有很多的影響因素很難避免，這些影響因素是長期存在的，長期存在于測量環節過程中，例如，光柵材料的本身具備不均勻性，所以在測量起來很難提高測量的穩定性，很容易造成測量誤差。與此同時，通過光柵系統進行測量時，由于該系統的操作比較困難，難以實現高精度的控制，因此，也大大提高了誤差產生的概率。針對這種現象，要針對光柵測量所產生誤差的主要原因進行分析，并且根據誤差所出現的原因提出針對性的解決舉措，這樣才能夠有效的縮減誤差。可以借助誤差標定的方式來對測量過程中所產生的誤差進行分析，分析此次測量所產生的誤差，是否存在著大量的不準確現象，如果該誤差是屬于微小誤差，則可以忽略不計，如果該誤差是屬于大量的誤差，必須要采取針對性的舉措進行處理。與此同時，誤差標定所耗費的成本較低，既能夠對誤差進行有效的檢測，也不會耗費測量企業的大量測量成本，所以這種檢測誤差的方法，也獲得了其他專業學者的認可，值得去推廣并且廣泛使用。

3 裝配誤差

首先，對裝配誤差的含義進行分析，裝配誤差主要指的是在測量過程中，由于零配件之間相互裝配不當所產生的誤差，主要分為以下幾個方面：

第一是零件裝配的形狀誤差，零件在裝配的過程中會由于零件的形狀不同，從而產生誤差，由于零件的自身形狀不同，所以在進行實際安裝時需要選擇適合零件本身形狀的部位進行安裝，這樣才能夠提高零件安裝的匹配程度，防止由于零件的形狀不同而產生的誤差。在對零件進行測量時，應當根據零件的形狀做到具體測量，按照零件的具體形狀，找準安裝部位進行安裝，提高安裝的精準程度，從而有效縮減誤差。第二是測量工具所產生的誤差，由于對零件進行測量時會存在測量工具的不同，不同的測量工具所產生的測量誤差也是不同的，但是，所出現的誤差并不是在測量過程中所產生的，而是這些工具本身就帶有的誤差，是由于這些工具在制作的過程中，并沒有按照精準的程序進行制作，粗糙的制作會導致量具本身的大量誤差，所以在進行測量時，準確性也會有所下降。

4 三坐標測量機測量誤差的補償方法

4.1 溫度補償法

為了有效地縮減三坐標測量機測量過程中所產生的誤差，本文針對三坐標測量機測量誤差的補償方法進行了列舉，首先，是溫度補償法，這一方法主要是針對環境溫度所產生誤差的原因作出了調整和改善，利用溫度補償法來突破環境和溫度的限制，防止由于環境溫度變化而產生測量不便。

4.2 動態誤差補償法

通過動態誤差補償法也能夠減少三坐標測量機在測量過程中所出現的誤差，其中應用最廣泛的動態誤差補償法是軟件修正補償法，這種方法截至目前，已經實現了非常廣泛的應用，主要原因是由于該方法在應用過程中所耗費的資金較少，并且應用的難度不大，比較便于操作。

5 結語

綜上所述，不難看出，在當前時代發展背景下，為了有效地縮減測量過程中所出現的誤差，應當針對傳統測量方法中的不足不斷的做出調整和改進，所以通過本文對三坐標測量機測量誤差的分析可以明顯地發現，影響三坐標測量機，測量精準程度的主要原因是溫度和環境造成的誤差以及光柵測量所造成的誤差，還有一個主要的原因是在配制過程中由于裝配零件的大小和形狀問題所產生的誤差，這些原因都應當受到重視，并且采取科學的方法予以解決。針對溫度和天氣環境這一原因，可以采取溫度補償法來縮減誤差，防止由于溫度環境變化而產生的測量不便，與此同時，還可以采取動態誤差補償法，來減少三坐標測量機在測量過程中所出現的誤差，提高測量的精準程度。截至目前，該測量方法已經取得了較好的成果，值得被推廣并且廣泛使用。