触发式探头测头的在机测量现场快速校准方法

测头预行程误差的实验测量

1测量探针长度对预行程误差的影响

杆的刚度随着长度的增加而减小，所以长潭镇一般不适合测量。虽然探头的制造精度极高，不会直接造成这个特定误差，但是探头的长度必然会放大误差。由于探头和球的材料配比、机械性能以及支撑结构的各向异性，在相同的测量条件下，探头在各个方向的预行程也是不同的，这也是触发式探头的硬件结构特点造成的固有误差。结果通过绘图数据，可以得到三叶形图案，证明触发探针的三角支架结构的位移发生了变化，说明探针在各个方向上具有明显的各向异性。

2确定探头速度对预行程误差的影响

触发装置安装在探头内部。当探头受到外力产生径向摆动或轴向压缩时，触发装置断开，探头启动信号立即通过探头内部的控制电路发送给数控系统。数控系统收到信号后，向CPU发出中断请求，存在时间随机误差。因此，可以看出，测量时的检测速度越高，预行程误差越大。为了获得更精确的接触状态，通过逐渐降低机床的进给速度来微调测头，控制测头接触工件表面2-3次，直到测头相对于测量杆座的摆动或压痕小于0.001-0.002毫米。

3检测方向对预行程误差影响的确定

通过测量不同探测方向对探头预行程误差的影响，长度均匀的探头以0-45度接触标准球，0度误差大于45度误差。

4预行程误差数据表的建立

通过实验方法测量不同探头长度、检测速度和方向的探头的测量误差，并存储在误差校准数据表中。每次正式测量前，检测软件调用相关误差补偿值，快速补偿探头误差，从而获得更精确的测量精度。

探针的现场快速校准

虽然在上面的实验中通过改变测量参数来测量测头的预行程误差值，但是在后期的测量中可以快速调用。但由于触发探头的三角支架结构，不同探头长度和探测角度测得的偏移量呈现明显的三瓣模式。如何保证测头每次使用都能正确调用并补偿实验中测得的相应偏移量，是决定测头预行程误差正确与否的关键。探头通过锥形尾部安装在机床主轴上，随时安装的探头三角支架相对于机床工作台的位置是随机的。因此，探头安装在主轴上后，需要进一步确定一定数量的测点。

测头预行程误差快速表达方法的效果验证

校准准确度验证

为了检验本文作者提出的离线误差数据与在线标定相结合的标定方法的效果，以标准球为监测对象进行标定效果验证试验，由在机检测系统随机选取标准球的两个点进行检测。计算被测点的坐标，与空间标准球的理想点进行比较，得到测量系统的误差。

效率比较

如果不计算在非加工时间内完成测头预行程误差实验标定所需的时间，可以在正式测试前将测头预行程误差修正后的数据植入测试软件，以便正式在机测试时调用。这种方法可以将常规测试前的标定时间压缩90%甚至更多，从而提高了在机测试精度，大大提高了在机测试效率，减少了机床占用时间。