机床测头在机测量中拟合空间原点及校准技术的发展

机床在线测量技术一般分为取原点和测量。取原点是最新颖的技术，NX实现难度大。例如，简以丰富的想象力、开拓性的思想和大胆的实验来简单地解释新的检测技术。

所有的创意都来自于生产线。只有这样，我们才能解决当前的问题，并不断改进。

1.多点平面拟合空间

研究这项技术时，由于铸件的不规则性，基本无法确定三点的空间角度，必须达到平均值。此时在这个基准面上测量工件表面N，用最小二乘法拟合空间平面，使两者之间的误差平方和最小。

2.多点直线拟合空间

以Hance在线测头为例，该技术不受机床本身循环的限制。或者a b在有角度的情况下无法正确操作。基于空间的空间直线拟合技术通过对脱离系统约束的3D进行分析和投影，将直线矢量与机床X轴或Y轴的夹角写入坐标系。工件可以得到很好的校正。

3.空间圆柱孔的多点拟合

加工深孔时，从上到下会有一定的锥度。此时探头过短无法直接测量或者需要反孔，都会给测量带来困难。在这一点上，空间圈技术可以轻松解决这个问题。设置适当的角度测量，并返回数据进行分析和计算。根据最小二乘法拟合最佳圆，就可以知道孔的大小。如果工件零件设置好了，就可以解决铸件取原点的困难，也可以反复验证时间效率。

最小二乘拟合圆测试算法

已知空间的5点钟方向

圆半径53.8616

x中心-0.4066

y中心0.70649

最大误差为0.65

在此基础上，编写了后置处理和宏程序。经过不断的验证和实践，结果是安全可靠的。

关键是校准探头和旋转中心，所有数据都是以此为基础的。

4:校准机床和探针

一般来说，机床有一个测量旋转中心。前提是探头长度必须准确，探头长度必须手动校准。由于对参考块的感觉和旋转中心的偏差，探头会有误差，误差在0.02-0.05之间。如果用3D点测量球，理论上可以知道4点的球心。

法线点N 1的直接测量。拟合球心的坐标，可以准确的估算出球的XY位置和半径。需要注意的是，探头的中心偏移也可以自行标定，或者编写宏程序计算空间点偏移值的空间变换。

测头的半径还可以通过环规标定进行验证，用于三维点测量、五轴法向点测量、功能强大的软件测头接触测量，可以测量2D和三维元素特征，如高度、平面、圆柱、圆锥、球面、圆等。支持多种构建3D坐标系的方法，支持图像和探头的同步。探头可以像三坐标软件一样运行，编程更加方便快捷。

5:根据三维点校准机床的旋转中心

检测球表面的N法点，通过球方程计算半径，然后利用机床摆动轴的转轴检测球表面的N法点，使测头的接触点不断变化，找出旋转中心和摆动长度，保持最佳精度。

经过研究，这些功能是可以实现的。后置处理，集加工、测量、再加工于一体，灵活运用检测，最大限度发挥机床功能。堪比三坐标，拥有三坐标无法比拟的功能。

6:配备多探头、星形探头和先进的后处理，实现无死角测量。

不同用途的探头外观不同，但探头内部基本都有精密的弹簧结构，产品表面一般都镀金，具有很强的耐腐蚀性、电气性能、稳定性和耐用性。作为半导体测试设备的关键部件，探针的结构设计(如针的形状)、针的材料(如钨、钹铜)和弹力都对探针的稳定性、精细度和信号传输精度有影响，因此合理使用探针可以大大提高测试精度，实现无死角测量。