JJF 1064-2024 坐标测量机校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF1064—2024

坐标测量机校准规范

CalibrationSpecificationforCoordinateMeasuringMachines

2024-06-14发布2024-12-14实施

国家市场监督管理总局发布

JJF1064—2024

目录

引言

………………………(Ⅲ)

范围

1…………………(1)

引用文件

2………………(1)

术语和定义

3…………(1)

概述

4…………………(3)

计量特性

5……………(3)

探测误差

5.1…………(3)

长度示值误差及长度示值误差重复性

5.2……………(4)

四轴误差

5.3…………(5)

计量特性的选择

5.4…………………(5)

校准条件

6……………(7)

环境条件

6.1…………(7)

探测系统配置

6.2……………………(7)

操作条件

6.3…………(7)

标准器

6.4……………(7)

校准方法

7……………(9)

探测误差

7.1…………(9)

长度示值误差及长度示值误差重复性

7.2……………(21)

四轴误差

7.3……………(25)

校准结果的处理

8………………………(28)

复校时间间隔

9…………(29)

附录大型坐标测量机的补充测量

A…………………(30)

附录测量不确定度报告示例

B………(31)

附录原始记录格式

C…………………(32)

Ⅰ

JJF1064—2024

引言

国家计量校准规范编写规则通用计量术语及

JJF1071—2010《》、JJF1001—2011《

定义和测量不确定度评定与表示共同构成本规范修订工作的基

》JJF1059.1—2012《》

础性系列规范

。

本规范采用下列标准中规定的坐标测量机计量特性符号和校准方法

、:

产品几何量技术规范坐标测量机的验收检测和复检

GB/T16857.1—2002《(GPS)

检测第部分词汇

1:》;

产品几何技术规范坐标测量机的验收检测和复检检

GB/T16857.2—2017《(GPS)

测第部分用于测量线性尺寸的坐标测量机

2:》;

产品几何技术规范坐标测量机的验收检测和复检检

GB/T16857.3—2009《(GPS)

测第部分配置转台的轴线为第四轴的坐标测量机

3:》;

产品几何量技术规范坐标测量机的验收检测和复检

GB/T16857.4—2003《(GPS)

检测第部分在扫描模式下使用的坐标测量机

4:》;

产品几何技术规范坐标测量机的验收检测和复检检

GB/T16857.5—2017《(GPS)

测第部分使用单探针或多探针接触式探测系统的坐标测量机

5:》;

产品几何量技术规范坐标测量机的验收检测和复检检

ISO10360-7:2011《(GPS)

测第部分配置影像探测系统的坐标测量机

7:》[Geometricalproductspecifications

(GPS)—Acceptanceandreverificationtestsforcoordinatemeasuringmachines

(CMM)—Part7:CMMsequippedwithimagingprobingsystems];

产品几何量技术规范坐标测量系统的验收检测和复检

ISO10360-8:2013《(GPS)

检测第部分配置光学测距测头的坐标测量机

8:》[Geometricalproductspecifications

(GPS)—Acceptanceandreverificationtestsforcoordinatemeasuringsystems(CMS)—

Part8:CMMswithopticaldistancesensors];

产品几何量技术规范坐标测量系统的验收检测和复

ISO10360-9:2013《(GPS)

检检测第部分配置多种探测系统的坐标测量机

9:》[Geometricalproductspecifica-

tions(GPS)—Acceptanceandreverificationtestsforcoordinatemeasuringsystems

(CMS)—Part9:CMMswithmultipleprobingsystems]。

但选用计量特性有下列偏离

:

中仅采用了T

HP

———GB/T16857.4—2003。

未采用中万向探测系统间接标定条件下的探测误差

———GB/T16857.5—2017。

未采用中的垂直度误差和Z轴长度示值误差检测

———ISO10360-7:2011。

本规范采用产品几何技术规范坐标测量机的检测不

GB/T34881—2017《(GPS)

确定度评估指南和产品几何技术规范使用单探针和多

》GB/T39518—2020《(GPS)

探针接触式探测系统坐标测量机的检测不确定度评估指南中对校准结果的不确定度评

》

定方法以引用文件的形式作为测量不确定度报告示例

,。

本规范是对坐标测量机校准规范的修订除编辑性修改以外

JJF1064—2010《》。,

Ⅲ

JJF1064—2024

主要的技术变化如下

:

根据产品几何技术规范坐标测量机的验收检测

———ISO10360-2:2009《(GPS)

和复检检测第部分用于测量线性尺寸的坐标测量机及其后发布的各部

2:》

分标准中计量特性符号的变化情况统一采用了现行有效的各部分

,ISO10360

标准中计量特性的符号最大允许误差符号采用了新的形式

,;

调整了计量特性的名称以便区分

———,;

给出了坐标测量机配置及对应的校准项目表

———;

规定了单探针探测误差校准中探针方向与测头方向一致

———,;

删除了配备影像探测系统坐标测量机的变焦探测误差

———;

增加了光学测距测头的计量特性校准

———;

增加了多种探测系统的计量特性校准

———;

删除了期间核查的要求

———。

本规范的历次版本发布情况为

:

———JJF1064—2010;

———JJF1064—2004;

———JJF1064—2000。

Ⅳ

JJF1064—2024

坐标测量机校准规范

1范围

本规范适用于基于互相垂直的个直线运动导轨构成的坐标测量机的校准

3。

2引用文件

本规范引用了下列文件

:

通用计量术语及定义

JJF1001

国家计量校准规范编写规则

JJF1071

产品几何量技术规范坐标测量机的验收检测和复检检测

GB/T16857.1(GPS)

第部分词汇

1:

产品几何量技术规范工件与测量设备的测量检验第

GB/T18779.1(GPS)1

部分按规范检验合格或不合格的判定规则

:

产品几何技术规范坐标测量机的检测不确定度评估

GB/T34881—2017(GPS)

指南

产品几何技术规范使用单探针和多探针接触式探测

GB/T39518—2020(GPS)

系统坐标测量机的检测不确定度评估指南

凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本规范凡是不注日期的引用文

,;

件其最新版本包括所有的修改单适用于本规范

,()。

3术语和定义

界定的以及下列术语和定义适用于本规范

JJF1001、GB/T16857.1。

坐标测量机的测量方案

3.1measurementstrategyofCMM

使用坐标测量机进行测量时被测件在测量空间的安装位置坐标测量机采用的测

,,

头和探针配置探测点的数目和分布测量方法如点位测量扫描测量对中测量

、、(、、

等环境条件评定方法等的总和

)、、。

操作条件

3.2operatingcondition

保证生产商规定的性能参数能够实现的额定操作条件

。

注:每个探测系统的操作条件可以通过一个缩写词来识别,其相应的性能值可被引用。通常生

产商会为每种探测系统规定操作条件,但是生产商可以为一个单一探测系统规定几种操作条件,可

以包括:

———探针和加长杆的长度(如果适用);

———安装(万向的或固定的,是否使用探针交换架);

———照明(如果适用);

———标定程序;

———滤波设定;

———允许的表面区域;

1

JJF1064—2024

———允许的表面条件(粗糙度、反射率)。

多测头系统

3.3multi-probesystem

具有两个及以上测头的探测系统

。

多探测系统

3.4multipleprobingsystems;MPS

具有两种及以上具有不同操作条件的不同类型探测系统组成的探测系统

。

注:

一个探测系统组合可能是同一个探测系统或者是不同的探测系统(如在双工模式中的双主轴

1

坐标测量机的情况)。

在一个多探测系统中,进行探测组合的不同测头的技术通常是不同的,例如接触测头和影像

2

测头,或两个具有不同特性的接触测头。如果所有测头是接触式的,并具有相同的特性,该探测系

统按照多测头系统进行校准更加合理。

影像探测系统

3.5imagingprobingsystem

利用影像系统生成测量点的探测系统见图

。(1)

注:

本术语主要关注可以在垂直于探测系统轴线方向进行测量的影像探测系统。

1

视频或视觉探测系统均是影像探测系统。

2

图影像探测系统

1

照相机或其他捕捉被测物表面影像的系统影像探测系统的各种光学元件

1—;2—;

被测物视场物方视场像方测量窗测量点

3—;4—();5—();6—;7—

影像测头坐标测量机

3.6imagingprobeCMM

装备了影像探测系统的坐标测量机

。

视场

3.7fieldofview;FOV

通过影像探测系统看到的区域见图

。(1)

注:视场的测量范围,或尺寸由最终成像的物方范围进行表述。

测量窗

3.8measuringwindow

视场中用于确定测量点集的区域见图

()。(1)

注:根据不同的影像测头坐标测量机或同一台影像测头坐标测量机的不同应用,测量窗的大小

和方向可以有许多非常不同的选择。

2

JJF1064—2024

二维探测系统的测量平面

3.9()measuringplane(ofthe2Dprobingsystem)

由二维探测系统视场决定的二维平面

。

光学测距测头

3.10opticaldistancesensors;ODS

利用光学测距原理的非接触测头部件

。

注:典型的测量原理是三角法测距和同轴测距。三角法测距包括线结构光法、莫尔条纹法、狭

缝光法、点扫描等,同轴测距包括干涉测量和共焦系统。

探测误差

3.11probingerrors

按照规定的测量方案利用坐标测量机对圆形球形或平面标准器进行测量其形

,、,

状位置和尺寸与参考值的差

、。

注:根据探测系统的配置和误差的不同,用探测系统特点和误差特点命名探测误差的名称,见

表。

1

长度示值误差

3.12lengthmeasurementerrors

按照规定的测量方案利用坐标测量机对长度标准器在坐标测量机测量空间的不同

,

方向和位置进行长度测量其示值与参考值的偏差

,。

长度示值误差重复性

3.13repeatabilityoflengthmeasurementerrors

探针对主轴偏置L时利用坐标测量机得到的相同方向和位置次长度测量示

=0,3

值误差的最大差值

。

4概述

坐标测量机是由机械主机位移传感器探测系统控制系统和测量软件等组成的

、、、

测量系统本规范针对的坐标测量机机械主机采用个互相垂直的直线导轨构成机器

。,3

坐标系的个轴控制系统操作测头相对物体的运动采集被测几何要素表面的点坐标

3,,

集通过计算获得几何要素的参数根据坐标测量机的配置不同测量可以手动机动

,。,、

或自动进行通过增加不同附件可以提高测量的灵活性和扩大适用范围通过人机对

。,。

话可以在计算机控制下完成全部测量的数据采集和数据处理工作

,。

配备三维接触测头的坐标测量机构成基本配置的坐标测量机在基本配置基础上

。,

坐标测量机配置具有扫描功能的三维接触测头配置影像测头配置其他一维或二维测

、、

头配置旋转工作台或者配置上述几种或全部附件构成多轴多探测系统的坐标测

、,,、

量机可以满足对多种多样被测对象和被测参数的测量需求

,。

本规范通过对基本配置及附加配置的特定坐标测量机尺寸要素测量能力的测试获

,

得必要信息为用户评定针对特定任务的测量不确定度提供基础数据

,。

5计量特性

探测误差

5.1

不同配置下坐标测量机的探测误差见表

1。

3

JJF1064—2024

表1不同配置下探测误差的名称和符号

配置符号名称

P单探针形状探测误差

FTU

P单探针尺寸探测误差

STU

P固定多探针形状探测误差

FTM

P固定多测头形状探测误差

FTN

P直接标定万向探测系统形状探测误差

FTE

基本配置P固定多探针尺寸探测误差

STM

P固定多测头尺寸探测误差

STN

P直接标定万向探测系统尺寸探测误差

STE

P固定多探针位置探测误差

LTM

P固定多测头位置探测误差

LTN

P直接标定万向探测系统位置探测误差

LTE

配备接触式扫描测头T接触式扫描探测误差

HP

P二维测头探测误差

二维测头F2D

P影像测头探测误差

FV2D

P点测量式光学测距测头形状探测误差

点测量式Form.Sph.1×25:Tr:ODS

光学测距测头P点测量式光学测距测头尺寸探测误差

Size.Sph.1×25:Tr:ODS

P面测量式光学测距测头形状探测误差

Form.Sph.1×25:St:ODS

P面测量式光学测距测头尺寸探测误差

光学Size.Sph.1×25:St:ODS

面测量式P面测量式光学测距测头探测离散差

测距Form.Sph.D95%:St:ODS

光学测距测头

测头P面测量式光学测距测头尺寸全探测误差

Size.All.Sph.1×25:St:ODS

面测量式光学测距测头平面形状探测

E

Form.Pla.D95%:St:ODS误差

配旋转测座的面测量式光学测距测头万向位置探测

L

光学测距测头Dia.5×25:Art:ODS误差

Pn多探测系统形状探测误差

Form.Sph.×25::MPS

多探测系统Pn多探测系统尺寸探测误差

Size.Sph.×25::MPS

Ln多探测系统位置探测误差

Dia.×25::MPS

长度示值误差及长度示值误差重复性

5.2

不同配置下坐标测量机的长度示值误差及长度示值误差重复性名称及符号见表

2。

4

JJF1064—2024

表2不同配置下长度示值误差的名称和符号

配置符号名称

E偏置L时的长度示值误差

0=0

基本配置R偏置L时的测量重复性

0=0

E偏置L条件下的长度示值误差

L=150mm

E二维测头双向长度示值误差EEE

B(BXY、BX、BY)

R二维测头双向长度示值误差重复性

B

E二维测头单向长度示值误差EEE

二维测头U(UXY、UX、UY)

R二维测头单向长度示值误差重复性

U

E影像测头双向长度示值误差

BV

E影像测头单向长度示值误差

UV

E面测量式光学测距测头双向长度示值误差

光学测距测头Bi:Tr:ODS

E面测量式光学测距测头单向长度示值误差

Uni:Tr:ODS

四轴误差

5.3

配备转台作为第四轴的坐标测量机相关的误差名称和符号见表

,3。

表3配备转台作为第四轴的误差名称和符号

配置符号名称

F径向四轴误差

R

配备转台F切向四轴误差

T

F轴向四轴误差

A

计量特性的选择

5.4

根据不同的配置坐标测量机校准的计量特性不同