JJF 1408-2013
基本信息
标准号： JJF 1408-2013
中文名称：关节臂式坐标测量机校准规范
标准类别：国家计量标准(JJ)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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标准分类号
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出版信息
相关单位信息
标准简介
JJF 1408-2013 关节臂式坐标测量机校准规范
JJF1408-2013
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标准内容
中华人民共和国国家计量技术规范JJF1408--2013
关节臂式坐标测量机校准规范
Calibralion Spccification for Articulated ArmCoordinate Mcasuritg Machires2013-05-13发布
2013-08~13实施
国家质量监督检验检疫总局发布JF1408—2013
关节臂式坐标测量机校准规范
Calibration Sptcificatiun for Articulated ArmCoordinate Mcasuring MachimesJJF 14082013
归口单位：全国儿何量长度计量技术委员会主要起草单位：国计量科学研究院参加起草单位：古林雀计量科学研究院海克斯康卿最技术（青岛）有限公言法如国际贸易（上海）有限公司本规范委托全国几何量长度计量技术委员会负责解释本规范主要起草人：
JJF1408---2013
李建双（国计量科学研究院）
蒋远林（中国计量科学研究院）参加起草人：
康瑶（中国计量科学研究院）
窦艳红（吉林省计量科学研究院）姜雅彦（海克斯康测量技术（青岛）有限公司）邓斌（法如国际贸易（上海）有限公司）引
引用文件
3术语-
概述·
5计量特性
5.1单轴坐标测量一致性
5.2空间长度示值误差
6校准条件
环境黎件
6.2主要校推设备及要求
校灌项月和左法
单轴坐标测量·致性
7.2空间长度示值误差
8校雅结巢·
9复校时间间隔
JF1408-2013
附录A单点标定测头推荐其体方法附录B校准记录格式例拳
测量臂空间长度示值误差不确定度评定录C
附录D
测景结果不满是要求时的处理
（1）
（2）
（2）
（3）
J.F 1408-2013
本规范为简次制定。主要计量性能及校准方法依据ASMEB89.4.22《关节臀式坐标测鼻机性能评估方法》（Methods for Performance Evaluation of Articilaterl AtmCoordinateMeasuringMachines）进行编制。1范围
JJF1408—2013
关节臂式标测量机楼准规范
本规范适用于关节臀臂式坐标测量机的校准。引用文件
本规范引用了下列文件：
JF1071—2010国家计量校准规范绵写规娜ASMEB89.4.22关节臂式坐标测量机性能评粘方法（MethodsforPerformanceEvaluatio ofArticulated Arm CoordinateMcasuringMachines)凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；尼是不注口期的引用文件，其最新版本（包活所有的修改单）适用下本规范。3术语
3.1 球杆 standard ber,ball bar由一个刚性杆连接的两个或多个点径相同的标准球组成的量规。注：球杆中心长度是搭标窄球球心的空长度。引月ASMEB89.4.224概述
关节臂式坐标测机也称便携式维测量臂、曲臂式坐标测量机（以下简称测量臂）。测量臂是：-种基于旋转关节和转动臂的坐标测量系统，道过每个关节处的角度编码器测量得到的转角偿息，纶过坐标变换得到测头在仪器坐标系中的坐标。测量臂-殿印3个关节组成，即肩关节、时关节和腕关哲，肩关节应包括A和B转轴，肘关节包括门转轮，而腕关节包括E和F转轴。测头安装在最后一个转轴上，通过手动操作来实现测量。常见的测量臂有5轴、6轴、7轴几种构造，如图1～图4所示。
图 1 2-1-2 构造按 A-B3-D-F-F 旋转轴图?2-2-2构造按A-B-C-D-E-F旋转轴JJF 1408—2013
图32-1-3构造按ABDEFG旋转轴
5计量特性
5.1单轴坐标测量一性
图42-2-3构造按A-B-C-D-E-F-G旋转轴单轴坐标测量一致性是用丁评估测量暨通过最大可能的运动范留给出谋个阔定点的坐标的综合能力。
5.2空间长度示值误券
测量警在有效测量范围内关节不同姿态的空间长度最大示值误差。6校准条件
6.1环境条件
6.1.1温度条件：温度条件应根据受校卿量臂的测量不确定度或用户约定要求确定，携荐的最低要求为：温度变化不应超过10\C/H，被校仪器在同漏度场内的时问不小于41，开机预热时间应不少0.5h。标谁器在室内恒温时问不少示4h6.2主要准设备及要求
主要校准设备及要求见表1。
表主要校准设备及要求
校摊设备
标雅球
直径：10 mm~~50 mm
标准锥孔和三面孔
言径：10 nm-~-15 mm
精度要求
圆度：1.0μm
直径：MPE：士1.0μn
锤角在GO\～120\的范围内，锥孔深度不小于测头球直径的三分之一；铺孔内表面粗糙度Ra不大于0.8μm标椎球：
圆度：1.0 μm;
直径：MPE：+1.0 μm;
球孖长度的扩漫不确度U1/4
MPE（测量臂空间长度最人允许
误差）
用干校准项目
单轴坐标剃量一致性
单轴坐标测量一致性
控间长度示值误差
注：空间长度示靠误差校准可采用满定不确定度和测量范围要求（量直径20%~-80%的范阅）的共他标准幕，如块、锥孔柠等。2
校准项目和方法
JJF 1408—2013
校准前，需对测头进行标定，通常来用单点法（见附录A）和标准球法，也可采用厂商提供其他它标定方法。在确定没有影响计让量特性因素后再进行儿他项日校准。7.1单轴坐标测量致性
通常采用孔校准法和标准球校准法：为使测量臂所有的编码器可以达到最大转向，将校准用工具定放留在测量臂测量范围的全少3个位置进行校准，推荐的3个位置为：D≤20%R、D=（40%~60%）R，D≥80%R（3个位置在360°范围内大约均勾分布，D为校准用丁具距测量臂的距离，R为测量臂的测量半径，下同，如图5所示，·测望臂所在位置
LD 位置 1: 0% ~ 21%臂长范围内拉置2：40%～60%臂长范围内
珍位罩3：B0%～100%肾长范周内鼠安装望座的默认拉置
图5校准用工具固定放置3个推荐位胃7.1.1锥孔校准法下载标准就来标准下载网
准每·位震处，将测量臂从左方摆动到何方约180°，同时旋转腕关节约90°（如图6所示），在摆臂的同时，始终保持测头不脱离校锥或孔的中心，采集至少10点的坐标值：重复测量至少3组数据，每组单猫坐标的最人值和最小值之差的二分之一为，，，「见式（1）~式（3），取其三组，，的最大值为测量结果： -max(z)-=min(z)
8, _max(y,)- tnin(y.)
, max(zi)..min(z)
式中：
ry，—测量点坐标，mm。
测量数据记录格式例举见表B.1
7.1.2标准球校雅法
J.FF 1408 ---2013
图6测量臂摆动方式
在每一位置处，测量标准球至少5个点（4个点分布在赤道线上，1个点位于球的-极）（测量时，测量的摆动方式冏7.1.1），拟合求球心坐标。重复测量至少6次，得到6个球必坐标，单辅坐标的殿大倬和最小慎之差的分之为，，，，「觅式（1)～式（3)，取，，，的最人值为测量结果。测量数据记录格式例举则表 B. 2,7、2空间长度示值误差
选用两个标雅球杆，短球杆长度L（50%70%)R，长球杆长度=（120%～150%)R，R为测量臂测量半径：
测量臂的球形工作范围分为4个相等的象限，球半径等于测量臂测量半径，球心为周关节的角度码器的中心，仪器的安裴评面为赤道平：标准球杆的摆放姿态为水平、垂直及45°倾斜：摆放位置以赤道平面为界分高位和低位；摆放距离是指从标准球杆中心到仪器中心的距离，以50%R为界分远近。摆放方向是指球杆或其延长线与球的关系，当球杆或儿延长线不通过球心时表示为切向，通过球心为径向。
推荐的10个摆放位置见图7和表2。每次长度测量时，采集每个球至少5个点（4个点分布在亦道线「，1个点位丁球的一极），计算球杆中心长度。>80%R
图7标推器摆放位置（俯靓图）
位置序号
标推器
JJF 1408-2013
标准器摆放推荐位置
摆放姿态
撰放位置
撰放距离
每一位置独立重复测量3次，空间长度示值误差的计算见式（4)：AL.L;Leal
式中：
L标准球杆中心长度值，m;
L：每个位置的长度测量值，mI
「AL「最大值为校摊结聚。
测量数据记录格我例举见表B.3。校准结果
撰放方向
径向、划向
轻向、划问
经校准的测量臂出具校准证书。校准证书应符合JJF1071一2010中5.12的要求并给出各校准项名称和测量结果以及空间长度示值误差的扩展不确定度。复校时间问
由于复校时间间隔的长短是街测量营的使用情况、使用者、测量臂本身质量等诸因索所决定的，因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间问隔。建议复校闻隔…般不超过1年。
附录A
JJE1408—2013
单点标定测头推荐具体方法
用-个最大端真径为10mm~15mm的维孔：固定在测量臂测量半径20%~80%范围内的意位置（般推荐50%～60%），分前后左右四个方向，每个方向5个点，每组内每个点与点之问的夹角为20°左右，如图A1所示，结果放满处厂商提的指标要求，然后进行测头标定值的应用，垂直
图A.1单点标定测头示意图
JJF1408-2D13
969151
669191
O19'ts?
169't9t
860*911-
1o1911-
980*911
T60'9v11-
920℃
900*5-1
-210'0
SO'stt
8co'gli
1.91, *848
082828
291868
6521828
192828
6921828
698522
(%9~）
ss'ztt
se'ztt
286'5k
202*882
189882-
102*88
86988-
869888
959882
202*882.-
802882
972882
z/(u-xew) - 5
最炊数
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关节臂式坐标测量机校准规范
Calibralion Spccification for Articulated ArmCoordinate Mcasuritg Machires2013-05-13发布
2013-08~13实施
国家质量监督检验检疫总局发布JF1408—2013
关节臂式坐标测量机校准规范
Calibration Sptcificatiun for Articulated ArmCoordinate Mcasuring MachimesJJF 14082013
归口单位：全国儿何量长度计量技术委员会主要起草单位：国计量科学研究院参加起草单位：古林雀计量科学研究院海克斯康卿最技术（青岛）有限公言法如国际贸易（上海）有限公司本规范委托全国几何量长度计量技术委员会负责解释本规范主要起草人：
JJF1408---2013
李建双（国计量科学研究院）
蒋远林（中国计量科学研究院）参加起草人：
康瑶（中国计量科学研究院）
窦艳红（吉林省计量科学研究院）姜雅彦（海克斯康测量技术（青岛）有限公司）邓斌（法如国际贸易（上海）有限公司）引
引用文件
3术语-
概述·
5计量特性
5.1单轴坐标测量一致性
5.2空间长度示值误差
6校准条件
环境黎件
6.2主要校推设备及要求
校灌项月和左法
单轴坐标测量·致性
7.2空间长度示值误差
8校雅结巢·
9复校时间间隔
JF1408-2013
附录A单点标定测头推荐其体方法附录B校准记录格式例拳
测量臂空间长度示值误差不确定度评定录C
附录D
测景结果不满是要求时的处理
（1）
（2）
（2）
（3）
J.F 1408-2013
本规范为简次制定。主要计量性能及校准方法依据ASMEB89.4.22《关节臀式坐标测鼻机性能评估方法》（Methods for Performance Evaluation of Articilaterl AtmCoordinateMeasuringMachines）进行编制。1范围
JJF1408—2013
关节臂式标测量机楼准规范
本规范适用于关节臀臂式坐标测量机的校准。引用文件
本规范引用了下列文件：
JF1071—2010国家计量校准规范绵写规娜ASMEB89.4.22关节臂式坐标测量机性能评粘方法（MethodsforPerformanceEvaluatio ofArticulated Arm CoordinateMcasuringMachines)凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；尼是不注口期的引用文件，其最新版本（包活所有的修改单）适用下本规范。3术语
3.1 球杆 standard ber,ball bar由一个刚性杆连接的两个或多个点径相同的标准球组成的量规。注：球杆中心长度是搭标窄球球心的空长度。引月ASMEB89.4.224概述
关节臂式坐标测机也称便携式维测量臂、曲臂式坐标测量机（以下简称测量臂）。测量臂是：-种基于旋转关节和转动臂的坐标测量系统，道过每个关节处的角度编码器测量得到的转角偿息，纶过坐标变换得到测头在仪器坐标系中的坐标。测量臂-殿印3个关节组成，即肩关节、时关节和腕关哲，肩关节应包括A和B转轴，肘关节包括门转轮，而腕关节包括E和F转轴。测头安装在最后一个转轴上，通过手动操作来实现测量。常见的测量臂有5轴、6轴、7轴几种构造，如图1～图4所示。
图 1 2-1-2 构造按 A-B3-D-F-F 旋转轴图?2-2-2构造按A-B-C-D-E-F旋转轴JJF 1408—2013
图32-1-3构造按ABDEFG旋转轴
5计量特性
5.1单轴坐标测量一性
图42-2-3构造按A-B-C-D-E-F-G旋转轴单轴坐标测量一致性是用丁评估测量暨通过最大可能的运动范留给出谋个阔定点的坐标的综合能力。
5.2空间长度示值误券
测量警在有效测量范围内关节不同姿态的空间长度最大示值误差。6校准条件
6.1环境条件
6.1.1温度条件：温度条件应根据受校卿量臂的测量不确定度或用户约定要求确定，携荐的最低要求为：温度变化不应超过10\C/H，被校仪器在同漏度场内的时问不小于41，开机预热时间应不少0.5h。标谁器在室内恒温时问不少示4h6.2主要准设备及要求
主要校准设备及要求见表1。
表主要校准设备及要求
校摊设备
标雅球
直径：10 mm~~50 mm
标准锥孔和三面孔
言径：10 nm-~-15 mm
精度要求
圆度：1.0μm
直径：MPE：士1.0μn
锤角在GO\～120\的范围内，锥孔深度不小于测头球直径的三分之一；铺孔内表面粗糙度Ra不大于0.8μm标椎球：
圆度：1.0 μm;
直径：MPE：+1.0 μm;
球孖长度的扩漫不确度U1/4
MPE（测量臂空间长度最人允许
误差）
用干校准项目
单轴坐标剃量一致性
单轴坐标测量一致性
控间长度示值误差
注：空间长度示靠误差校准可采用满定不确定度和测量范围要求（量直径20%~-80%的范阅）的共他标准幕，如块、锥孔柠等。2
校准项目和方法
JJF 1408—2013
校准前，需对测头进行标定，通常来用单点法（见附录A）和标准球法，也可采用厂商提供其他它标定方法。在确定没有影响计让量特性因素后再进行儿他项日校准。7.1单轴坐标测量致性
通常采用孔校准法和标准球校准法：为使测量臂所有的编码器可以达到最大转向，将校准用工具定放留在测量臂测量范围的全少3个位置进行校准，推荐的3个位置为：D≤20%R、D=（40%~60%）R，D≥80%R（3个位置在360°范围内大约均勾分布，D为校准用丁具距测量臂的距离，R为测量臂的测量半径，下同，如图5所示，·测望臂所在位置
LD 位置 1: 0% ~ 21%臂长范围内拉置2：40%～60%臂长范围内
珍位罩3：B0%～100%肾长范周内鼠安装望座的默认拉置
图5校准用工具固定放置3个推荐位胃7.1.1锥孔校准法下载标准就来标准下载网
准每·位震处，将测量臂从左方摆动到何方约180°，同时旋转腕关节约90°（如图6所示），在摆臂的同时，始终保持测头不脱离校锥或孔的中心，采集至少10点的坐标值：重复测量至少3组数据，每组单猫坐标的最人值和最小值之差的二分之一为，，，「见式（1）~式（3），取其三组，，的最大值为测量结果： -max(z)-=min(z)
8, _max(y,)- tnin(y.)
, max(zi)..min(z)
式中：
ry，—测量点坐标，mm。
测量数据记录格式例举见表B.1
7.1.2标准球校雅法
J.FF 1408 ---2013
图6测量臂摆动方式
在每一位置处，测量标准球至少5个点（4个点分布在赤道线上，1个点位于球的-极）（测量时，测量的摆动方式冏7.1.1），拟合求球心坐标。重复测量至少6次，得到6个球必坐标，单辅坐标的殿大倬和最小慎之差的分之为，，，，「觅式（1)～式（3)，取，，，的最人值为测量结果。测量数据记录格式例举则表 B. 2,7、2空间长度示值误差
选用两个标雅球杆，短球杆长度L（50%70%)R，长球杆长度=（120%～150%)R，R为测量臂测量半径：
测量臂的球形工作范围分为4个相等的象限，球半径等于测量臂测量半径，球心为周关节的角度码器的中心，仪器的安裴评面为赤道平：标准球杆的摆放姿态为水平、垂直及45°倾斜：摆放位置以赤道平面为界分高位和低位；摆放距离是指从标准球杆中心到仪器中心的距离，以50%R为界分远近。摆放方向是指球杆或其延长线与球的关系，当球杆或儿延长线不通过球心时表示为切向，通过球心为径向。
推荐的10个摆放位置见图7和表2。每次长度测量时，采集每个球至少5个点（4个点分布在亦道线「，1个点位丁球的一极），计算球杆中心长度。>80%R
图7标推器摆放位置（俯靓图）
位置序号
标推器
JJF 1408-2013
标准器摆放推荐位置
摆放姿态
撰放位置
撰放距离
每一位置独立重复测量3次，空间长度示值误差的计算见式（4)：AL.L;Leal
式中：
L标准球杆中心长度值，m;
L：每个位置的长度测量值，mI
「AL「最大值为校摊结聚。
测量数据记录格我例举见表B.3。校准结果
撰放方向
径向、划向
轻向、划问
经校准的测量臂出具校准证书。校准证书应符合JJF1071一2010中5.12的要求并给出各校准项名称和测量结果以及空间长度示值误差的扩展不确定度。复校时间问
由于复校时间间隔的长短是街测量营的使用情况、使用者、测量臂本身质量等诸因索所决定的，因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间问隔。建议复校闻隔…般不超过1年。
附录A
JJE1408—2013
单点标定测头推荐具体方法
用-个最大端真径为10mm~15mm的维孔：固定在测量臂测量半径20%~80%范围内的意位置（般推荐50%～60%），分前后左右四个方向，每个方向5个点，每组内每个点与点之问的夹角为20°左右，如图A1所示，结果放满处厂商提的指标要求，然后进行测头标定值的应用，垂直
图A.1单点标定测头示意图
JJF1408-2D13
969151
669191
O19'ts?
169't9t
860*911-
1o1911-
980*911
T60'9v11-
920℃
900*5-1
-210'0
SO'stt
8co'gli
1.91, *848
082828
291868
6521828
192828
6921828
698522
(%9~）
ss'ztt
se'ztt
286'5k
202*882
189882-
102*88
86988-
869888
959882
202*882.-
802882
972882
z/(u-xew) - 5
最炊数
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