gbt 16857.3-2009 产品几何技术规范（gps）坐标测量机的验收检测和复检测 第3部分：配置转台的轴线为第四轴的坐标测量机

'ICS17．040．30J04a亘中华人民共和国国家标准GB／T16857．3--2009／IS010360—3：2000产品几何技术规范(GPS)坐标测量机的验收检测和复检检测第3部分：配置转台的轴线为第四轴的坐标测量机GeometricalProductSpecifications(GPS)--Acceptanceandreverificationtestsforcoordinatemeasuringmachines(CMM)--Part3：CMMswiththeaxisofarotarytableasthefourthaxis2009-11-15发布(IS010360—3：2000，IDT)2010-04-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局当士中国国家标准化管理委员会及仲 目次前言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．．1范围⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯．⋯⋯⋯．2规范性引用文件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3术语和定义⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4计量特性要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯．．⋯⋯⋯．⋯4．1示值误差·⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．4．2环境条件⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4．3转台⋯·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4．4探针系统·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4．5操作条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5验收检测和复检检测⋯⋯⋯．⋯⋯．．⋯⋯⋯．．⋯5．1原则⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5．2测量器具⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．5．3程序⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯．5．4检测结果计算⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6按规范检验合格⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6．1验收检测·⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯6．2复检检测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7应用⋯··⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7．1验收检测⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7．2复检检测⋯··⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．7．3中间检查⋯·⋯⋯⋯．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．附录A(资料性附录)中间检查⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．附录B(资料性附录)在GPS矩阵模型中的位置参考文献·⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．GB／T16857．3--20091ISO"10360—3．2000叮111111222222244444466789 www.bzfxw.com前言GB／T16857．3--2009／ISO10360-3：2000GB／T16857《产品几何技术规范(GPS)坐标测量机的验收检测和复检检测》分为6部分：第1部分：词汇；第2部分：用于测量尺寸的坐标测量机；第3部分：配置转台的轴线为第四轴的坐标测量机；第4部分：在扫描测量模式下使用的坐标测量机；第5部分：使用多探针探测系统的坐标测量机；第6部分：计算高斯拟合要素误差的评定。本部分为GB／T16857的第3部分。本部分等同采用ISO10360—3：2000(￡产品几何技术规范(GPS)坐标测量机(CMM)的验收检测和复检检测第3部分：配置转台的轴线为第四轴的坐标测量机》(英文版)。本部分等同翻译IsO10360—3：2000。为了便于使用，本部分做了下列编辑性修改：——“本部分国际标准”一词改为“本部分”；——删除了国际标准的前言和引言。本部分的附录A和附录B均为资料性附录。本部分由全国产品尺寸和几何技术规范标准化技术委员会提出并归口。本部分起草单位：中机生产力促进中心、海克斯康测量技术(青岛)有限公司、深圳市计量质量检测研究院、中国航空工业第一集团公司北京航空精密机械研究所、上海上机精密量仪有限公司、上海大学、浙江大学宁波理工学院。本部分主要起草人：李晓沛、王晋、于冀平、魏国强、诸锡荆、王正强、唐禹民、李明、马修水。Ⅲ www.bzfxw.com1范围GB／T16857．3--2009／I$010360-3：2000产品几何技术规范(GPS)坐标测量机的验收检测和复检检测第3部分：配置转台的轴线为第四轴的坐标测量机GB／T16857的本部分规定了验证一台由制造商所规定的四轴坐标测量机性能的验收检测规范。本部分还规定了用户能定期再验证四轴坐标测量机性能的复检检测规范。本部分规定的验收检测和复检检测只适用于具有测量工件的三坐标轴，外加一定位工件的转台的四轴测量机。2规范性引用文件下列文件中的条款通过GB／T16857的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GB／T16857．1产品几何量技术规范(GPS)坐标测量机的验收检测和复检检测第1部分：词汇(GB／T16857．12002，eqvISO10360—1：1998)GB／T18779．1产品几何量技术规范(GPS)工件与测量设备的测量检验第1部分：按规范检验合格或不合格的判定规则(GB／T18779．1—2002，ISO14253—1：2000，EQV)JJ"Fi001通用计量名词及定义3术语和定义GB／T16857．1，GB／T18779．1和JJFi001确立的术语和定义适用于GB／T16857的本部分。4计量特性要求4．1示值误差坐标测量机的径向四轴误差FR、切向四轴误差FT和轴向四轴误差FA的示值误差应不超过各自对应的最大允许径向四轴误差MPEFR、最大允许切向四轴误差MPEFT和最大允许轴向四轴误差MPEFA。最大允许误差MPEFR、MPEFT、MPEFA，对：——验收检测，由制造商规定；——复检检测，由用户规定。示值误差(FR、FT、FA)和最大允许误差(MPEFR、MPEF-r、MPEFA)的单位用“微米”表示。4．2环境条件坐标测量机安装场地影响测量的环境条件，如温度、空气湿度和震动等的允许限定，对：——验收检测，由制造商规定；——复检检测，由用户规定。对验收检测或复检检测，用户在规定的限定内可随意选择环境条件。】 www.bzfxw.comGB／T16857．3--2009／IS010360—3：20004．3转台最大允许误差(MPEFR、MPEzr、MPEFA)适用于转台的任何许用载荷、转台在坐标测量机上任何允许位置和方向，以及检测球在转台上所规定极限范围以内任何位置的情况。4．4探针系统适合最大允许误差MPEFR、MPEFT、MPEFA规定值的探针系统配置的限定，对：——验收检测，由制造商规定；——复检检测，由用户规定。对验收检测或复检检测，用户在限定的范围内可随意选择探针系统配置。探针针头的形状误差影响测量结果，当按规范检验合格或不合格时应考虑。4．5操作条件当进行本部分第5章规定的检测时应采用制造商的操作说明书中规定的程序操作坐标测量机。特别应遵守该说明书中列举的以下方面：a)坐标测量机启动／预热；b)探针系统配置；c)探针针头和标准球的清洁程序；d)探测系统标定；e)转台设置和标定。注：在进行探测系统标定前应清洁探针针头和标准球，清除可能影响测量或检测结果的任何残留物。5验收检测和复检检测5．1原则评定方法的原则是，通过测定安置在转台上两个检测球中心的被测坐标的变化量，证实坐标测量机的测量能力是否在规定的最大允许探测误差(MPEFR、MPEFT、MPEFA)范围内。注意，在一台理想的四轴坐标测量机上，当转台旋转时，检测球的被测中心位置能在工件坐标系统内保持固定。检测球的中心由三个方向来确定：径向、切向和轴向。每个检测球中心的位置用转台上的工件坐标系统表示。以转台的不同的角度位置进行一系列测量而测得安置在转台上的每个检测球中心。用三个方向的每一个的最大和最小测量结果间的范围(差值)分别计算出每个检测球的示值误差(FR、FT、FA)。以下：——按制造商的规范和程序完成验收检测；——按用户的规范和制造商的程序完成复检检测。5．2翻量舞具两个检测球(A和B)的直径不小于10mm和不大于30mm，其形状经校准。由于只用检测球的中心来测定三项四轴误差，所以检测中用作相应输入量的两个检测球的直径不需校准。检测球的形状需校准，因其形状误差能影响检测结果，当按规范检验合格或不合格时应考虑。检测球应安装牢固，特别是当转台的轴线处于水平位置时避免因偏移而产生误差。5．3程序把转台上检测球A放置在尽可能接近表1所列的半径r处的转台面上。把检测球B放置在检测球A对面的约同一半径r和近似直径方向的高度△^处(见表1和图1)。在转台上建立一个符合以下条件的笛卡尔工件坐标系统：a)以检测球B的中心为坐标原点；b)以轴向方向确定的初始坐标轴应与转台的轴线平行；2 www.bzfxw.comGB／T16857．3--2009／ISO10360-3：2000c)以径向方向确定的第二个坐标轴应位于含有初始坐标轴和检测球A中心的平面内。注1：第三个坐标轴以切向方向确定。只要工件坐标系统一经建立，便可从检测球B在其初始位置(位置0)上开始检测。用户可选择任何角度位置而不是转台的零读数作为表2中的位置0。然后以一组7个角度位置旋转转台，并在每个角度位置上测量检测球A的位置。建议7个测量位置从起始位置起延伸至少720。。再以相反方向7个角度位置旋转转台，并在每个角度位置上测量检测球A的位置。当转台返回其起始位置时，那两个检测球应都在位置14上测量。以同一方向7个不同角度位置再旋转转台，然后再以相反方向7个角度位置旋转转台。在每个位置上测量检测球B。当转台返回其初始位置时，那两个检测球应都在位置28上测量(见表2)。注2：高度和半径按表1的规定以便于坐标测量机之间比较。注3：200mill值，角度误差的每秒弧度换算为约线性误差的1微米。为了有助于不同的测量空间测量机间的比较和对比测量机对大件(如零件大于转台尺寸)公差要求的匹配能力，上述检测程序产生的误差与所用的高度和距离(半径)约成正比。注4：在制造商规定的限定范围内，用户可选择转台在坐标测量机上的任何承载、位置和方向。如需要，制造商和用户可商定采用不同的检测球位置的补充检测。注5：某些坐标测量机用转台作为扩充测量空间的手段。在这样的坐标测量机上检测球只能在小于360。的转台旋转弧范围内接近探测系统。转台的初始角度位置必须是能测到两个检测球的位置。表1转台上检测球的位置组合序号高度差,酣z／mm半径r／mm1200Z002400200340040048004005800800注：缺省值必须由制造商指定上列组合中的一个。另一个值可由制造商和用户商定。Zf／B注：图中x、Y、Z标记用来图示相对于转台的方向，而不是表示测量机轴线的标记。图1验收检测和复检检测转台上检测球的位置3 www.bzfxw.comCB／T16857．3--2009／ISO10360-3：20005．4检测结果计算用位置0到位置28的测量值(检测球A的坐标xA、yA、zA和检测球B的坐标xB、Yj、ZB)，两检测球的每个径向、切向和轴向坐标的最大到最小的变化量，计算三项四轴误差(FR、FT、FA)。注1：XA和Xs是检测球A和检测球B中心的径向分量，用以进行径向四轴误差FRA和FRB的计算。注2：y^和Yl是检测球A和检测球B中心的切向分量，用以进行切向四轴误差FTA和FTB的计算。注3：zA和zB是检测球A和检测球B中心的轴向分量，用以进行轴向四轴误差FAA和FAB的计算。注1：r是检测球B距转台轴线的半径。注2：hB是检测球B中心距转台工件装夹面的高度。注3：为清晰起见，检测球A的位置未图示。图2配置转台的轴线为第四轴的坐标测量机的验收检测和复检检测，三项四轴误差(FRB、FrB、FA8)形成的空间图解表示6按规范检验合格6．1验收检测如四轴误差(FRA、FTA、FAA，FRB、FTB、FAB)没有一个大于由制造商规定，并按GB／T18779．1计人测量不确定度的三项最大允许四轴误差(MPEFR、MPEFT、MPEFA)，则配置转台的轴线为第四轴的坐标测量机的性能被检测通过。6．2复检检测如四轴误差(FRA、FTA、FAA、FRB、FTB、FAB)没有一个大于由用户规定的三项最大允许四轴误差(MPEFR、MPErr、MPEFA)，则配置转台的轴线为第四轴的坐标测量机的性能被检测通过。如按规范检验合格，则应按GB／T18779．1计人测量不确定度。7应用7．1验收检测如供方和顾客间签订了以下合同——购货合同；——维护合同；4 www.bzfxw.comGB／T16857．3--2009／ISO10360—3：2000修理合同；改造合同；——升级合同。16857的本部分规定的验收检测可用作按供方和顾客商定的最大允许误差MPEFR、MPEvr、MPEFA检测证实配置转台的轴线为第四轴的坐标测量机的性能。表2转台检测缺省标称角度位置角度位置被测坐标位置度检测球A检测球B序号Ⅳ1W2X^YAZAXBYBZBOOOXA0yA0—0Zi,oXBo一0Ym一0Zm=0175135XAlyAlZAl2125225XA2YmZ^z3175315XA3YA3ZA34385405XA4YA4Zm5410540XA5yA5ZA56510630XA6YA6ZA67820810xⅪyA7Z^78510630XA8Y▲8ZA89410540XA9y^9ZA910385405XAloYAlo2A1011175315XAllyAllZAll12125225X^12yAl2ZAlz1375135X^”YAl3ZAl314OOXAl4y114ZAl4XBHyBl4ZBl41575—135Xm5YBl5ZBl516125—225XBl6Yh6ZBl617—175—315XBl7ym7ZBl718—385—405XBl8YBl8磊1819—410—540XBl9Ym9ZBl920—510—630XB20lkoZmo21—820—810XB21ymlZml22510—630X雎2yB22Zm223—410—540XB23y弛3Zm24—385—405Xm4yBz4Zm425—175—315X船5Ym5Z％26—125—225X弛6Ym6Zm62775135X雎7‰7Zm7 www.bzfxw.comGB／T16857．3--2009／ISO10360-3：2000表2(续)角度位置被测坐标位置度检测球A检测球B序号wIW2XAyAZA‰YBZB28O0XA28y^2BZA28X雎8Ym3Zm8四轴误差FRAFTAFAAFRBFTBFAB注：角度位置Wl适用于涉及转台的部分区域。角度位置wz适用于涉及转台的全部区域。只能一列纵行数适用于特定的被检测量机。表中“一”表示在那个角度位置上对检测球的位置不进行测量。(见5．3的注5)如供方没有规定任何限定，则三项规定的最大允许误差MPEFR、MPEn、MPEFA均适合转台在坐标测量机上的任何承载、位置和方向。7．2复检检测在企业内部质量保证体系中，GB／T16857的本部分规定的复检检测可用于检测证实配置转台的轴线为第四轴的坐标测量机的性能，最大允许误差MPEFR、MPEFT、MPEFA，可由用户根据其具体的要求确定。7．3中间检查在企业内部质量保证体系中，可定期采用简化的复检检测检查证实坐标测量机符合有关三项最大允许误差MPEFR、MPEFT和MPEFA规定要求的概率。16857的本部分规定的复检检测可通过以下方面简化：减少进行的检测球数、角度位置和测量次数。6 www.bzfxw.com附录A(资料性附录)中间检查GB／T16857．3--2009／ISO10360-3：2000如转台固定在坐标测量机上，则第5章所规定的检测是以确定与全部坐标测量机轴相关的所有误差。只有坐标测量机全部轴处于“良好工作状态”才能使四轴误差FR、FT和FA的结果符合规范，因此不需再检查所有线性轴。7 www.bzfxw.comGB／T16857．3--2009／ISO10360-3：2000附录B(资料性附录)在GPS矩阵模型中的位置GPS矩阵模型参见GB／Z203082006。B．116857的本部分及其用途的信息16857的本部分规定了按规定的最大允许误差MPEs检验坐标测量机合格的检测方法。16857的本部分检测：——适用于测量工件坐标的三轴外加一个确定工件方位的转台的四轴坐标测量机；——用来测定与固定转台轴系有关的系统测量误差；——除按GB／T16857．2进行尺寸测量外，用于配置固定转台的检测。B．2本部分在GPS矩阵模型中的位置16857的本部分是一项GPS通用标准，它影响GPS通用矩阵中尺寸、距离、半径、角度、形状、方向、位置、跳动和基准的标准链的链环5，如图B．1所示。GPS通用标准链环号尺寸豢距离瀚半径滋角度缓与基准无关的线形状缫％㈧与基准相关的线形状㈣与基准无关的面形状鬻与基准相关的面形状燃方向麟位置鬻心跳动缫全跳动缀基准粼租糙度轮廓波纹度轮廓原始轮廓表面缺陷棱边B．3相关标准相关标准如图B．1所示那些标准链。8图B．1 [1][2]参考文献GB／T16857．3--2009／ISO10360-3：2000GB／T16857．2—2006产品几何技术规范(GPS)坐标测量机的验收检测和复检检测第2部分：用于测量尺寸的坐标测量机(IS010360—2：2001)；GB／Z203082006产品几何技术规范(GPS)总体规划(ISO／TR14638：1995)。'