形位誤差的測量不確定度分析(2013論文)

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1、形位公差的測量不確定度分析檢測中心二零一三年九月形位公差的測量不確定度分析幾何量計量部檢測二組運金芬【摘要】本文主要介紹應(yīng)用德國LEITZPMM-G603020三坐標(biāo)測量機QUINDOS6.0測量軟件對集團公司的各類工件的形位公差進行測量時，對影響形位公差測量結(jié)果的各個影響量進行詳細而全面地分析，進而找出影響測量結(jié)果的主要因素，并進行測量不確定度的估計，為車間的生產(chǎn)或再加工提供可靠準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)！【關(guān)鍵詞】三坐標(biāo)測量機形位公差測量不確定度影響量前言：德國LEITZPMM-G603020三坐標(biāo)測量機QUINDOS6.0測

2、量軟件雖然測量精度較普通量具測量準(zhǔn)確得多?，且用于零件和部件的形位誤差的測量，更顯示其高準(zhǔn)確度、高效率、測量范圍大的優(yōu)點，但只要是測量就必定存在著測量誤差。因此，為了使三坐標(biāo)測量機的測量結(jié)果最大限度地滿足機械設(shè)計、制造、檢驗的需要，必須詳細而全面地分析三坐標(biāo)測量機測量誤差產(chǎn)生的各種原因。本文將從“人、機、料、法、環(huán)”五個方面歸納三坐標(biāo)測量機測量誤差的原因，即：1、人——測量人員誤差；2、機——三坐標(biāo)測量機設(shè)備誤差；3、料——被測工件本身誤差；4、法——測量方法誤差；5、環(huán)——測量環(huán)境誤差?。針對以上五個方面分別進行

3、研究分析，進而找出影響測量結(jié)果的主要因素，并進行測量不確定度的分析，為車間的生產(chǎn)或再加工提供可靠準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)！一、三坐標(biāo)測量機的測量原理三坐標(biāo)測量機是集光、機、電、計算機、自動控制等多種技術(shù)于一體的精密、高效的測量設(shè)備。如圖一所示是三坐標(biāo)測量機測量點的過程。所以，被測工件形位公差的測量原理是：測量人員應(yīng)用已校驗好的探針對已經(jīng)過充分等溫的工件進行測量，并將這些測量點的坐標(biāo)值經(jīng)過軟件處理，擬合形成測量元素，再經(jīng)過軟件計算得出形位公差。一、測量不確定度的來源分析1、測量人員誤差測量人員誤差是指測量人員操作三坐標(biāo)測量機不當(dāng)造

4、成的誤差。測量人員誤差往往因人而異，與測量人員的文化素質(zhì)、工作質(zhì)量密切相關(guān)。三坐標(biāo)測量機的操作人員都是經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，通過理論和實做考試，取得《三坐標(biāo)測量機儀器和軟件操作證書》，并同時取得《工程參量證》才能夠上崗。所以，在該測量不確定度評定中不是主要原因，將作為次要影響量予以忽略。2、三坐標(biāo)測量機設(shè)備誤差?根據(jù)國標(biāo)GB/T16857.2－1997規(guī)定，將三坐標(biāo)測量機的誤差歸納為長度測量的示值誤差E和探測誤差R兩類。??其中三坐標(biāo)測量機長度測量的示值誤差E是指用三坐標(biāo)測量機測量長度實物標(biāo)準(zhǔn)器的兩標(biāo)稱平行平面間的法

5、向（與一個面正交）兩相對點距離的示值誤差，即測得長度與長度實物標(biāo)準(zhǔn)器長度真值之差，以微米計算，并以下式表示：?????E=A+L/K?????式中：A------常數(shù)項，由三坐標(biāo)測量機制造廠提供，μm;?????L------被測長度，mm;?????K------無量綱常數(shù)，由三坐標(biāo)測量機制造廠提供；??????探測誤差R是指用三坐標(biāo)測量機測量標(biāo)準(zhǔn)球半徑的變化范圍而確定的誤差，它是一項正值常量誤差，其值也是由三坐標(biāo)測量機制造廠提供。從表達式可以看出三坐標(biāo)測量機長度測量的示值誤差E和測量長度有關(guān)系，所以，在該測量不

6、確定度評定中三坐標(biāo)測量機長度測量的示值誤差E是主要原因，將作為主要影響量予以重點考慮。3、被測工件本身誤差被測工件本身誤差在此處指的是一方面如果工件表面粗糙度太低，三坐標(biāo)測量機測頭在工件上取點不一樣，必然會產(chǎn)生尺寸測量誤差。因此，對被測工件，特別是對高精度的工件，必須要使工件的表面粗糙度與尺寸精度、形狀精度、位置精度相匹配，這樣，才能進行有效測量，測量數(shù)據(jù)才準(zhǔn)確可靠，才能反映工件形位公差的真實情況。4、測量方法誤差如果在測量形位誤差時采用的檢測原則不對，選用的方法不完善、不嚴(yán)密、不確切，便會造成測量方法誤差。因此，

7、從事三坐標(biāo)測量機工作的人，一定要熟悉測量方法，特別是對形位誤差的五種檢測原則和100余種測量方法要非常熟悉，才能減少測量方法誤差。所以，在該測量不確定度評定中不是主要原因，將作為次要影響量予以忽略。5、測量環(huán)境誤差測量環(huán)境誤差是指在測量過程中受到外界溫度、濕度、氣壓、電磁場、震動、光照等的影響而產(chǎn)生的誤差。在這些環(huán)境影響量中，影響最大的是溫度。一般要求環(huán)境溫度控制在20°C±3℃范圍內(nèi)。環(huán)境溫度不僅要求三坐標(biāo)測量機本身，還要求被測零件測量時也是這種溫度。由于金屬材料受溫度影響會產(chǎn)生熱脹冷縮，在不同的溫度條件下長度尺

8、寸是不一樣的。所以，測量機和被測工件的溫度和熱膨脹系都將會作為主要影響量予以考慮。三、測量不確定度評定1、數(shù)學(xué)模型根據(jù)以上測量不確定度的來源分析可以得出三坐標(biāo)測量機測量形位公差的數(shù)學(xué)模型為：g=δlg+L(1+δαδθ)+δlres（1）其中：g：是被測量工件的形位公差；δlg：是三坐標(biāo)測量機經(jīng)軟件計算得出的形位公差；δα：是被測工件和三坐標(biāo)測量機光柵尺的線