​三次元校正（即三坐标测量机CMM的校正或校准）是确保测量精度和可靠性的关键步骤，其目的是通过标准器具和规范流程，消除设备误差，使其符合国际或行业标准（如ISO 10360）。校正过程中需准备的材料主要分为标准器具、辅助工具、环境控制设备及文档记录工具四大类，以下是具体说明：
一、标准器具（核心材料）
标准器具是用于验证三坐标测量机精度的基准工具，需具备高精度、稳定性和可追溯性，通常需通过国家计量机构认证。
标准球（校准探针）
用途：用于校正测头（探针）的半径补偿和位置精度。
规格：直径通常为10mm、20mm或30mm，材质为陶瓷或钢制，表面粗糙度Ra≤0.05μm。
要求：需提供校准证书，确保尺寸偏差在±0.1μm以内。
量块（校准长度）
用途：验证测量机的线性精度（如X/Y/Z轴的定位误差和重复性）。
规格：常用5级或0级量块，长度范围覆盖测量机量程（如1mm、10mm、100mm等）。
要求：量块需经计量部门校准，不确定度≤(0.5+L/500)μm（L为量块长度，单位mm）。
标准环规或孔板（校准直径）
用途：验证测量机对圆柱特征的测量能力（如直径、圆度）。
规格：直径范围根据测量机量程选择（如φ20mm、φ50mm），公差等级≥IT5。
要求：环规需提供校准证书，直径偏差≤±0.5μm。
角度块（校准角度）
用途：验证测量机对角度特征的测量精度（如锥度、倾斜角）。
规格：常用角度为30°、45°、60°、90°，角度偏差≤±5″（秒）。
激光干涉仪（高精度校准）
用途：校准测量机的轴向运动精度（如直线度、垂直度），分辨率可达0.01μm。
要求：需配合反射镜、干涉镜使用，校准前需对激光干涉仪自身进行校准。
二、辅助工具（保障操作顺利）
清洁工具
无尘布、酒精：清洁标准器具和测量机工作台，避免灰尘、油污影响测量结果。
气枪：吹除测量机导轨或探针上的杂质。
固定装置
磁力座、夹具：固定标准球或量块，防止在校正过程中移动导致误差。
大理石平台：提供稳定、平整的支撑面，减少振动干扰。
温度控制设备
空调、恒温箱：确保校正环境温度稳定（通常要求20±1℃），避免热胀冷缩影响测量结果。
温湿度计：实时监测环境温湿度，记录数据以备追溯。
三、环境控制材料（减少外部干扰）
防振垫
用途：隔离地面振动，减少对测量机精度的影响（尤其适用于高精度校正）。
材质：橡胶或气垫，厚度≥50mm。
遮光帘
用途：避免阳光直射导致测量机或标准器具温度变化，影响精度。
接地线
用途：确保测量机接地良好，减少电磁干扰（EMI）对激光干涉仪等精密设备的影响。
四、文档记录工具（追溯与合规）
校准记录表
内容：记录校正日期、环境条件（温湿度）、标准器具信息（编号、校准日期）、测量结果（误差值）、校正人员等。
要求：需符合ISO 9001或IATF 16949等质量管理体系要求。
校准证书
用途：由第三方计量机构出具，证明测量机校正后符合标准（如ISO 10360-2）。
有效期：通常为1年，需定期复校。
软件工具
校准软件：如PC-DMIS、Calypso等，用于生成校正程序、分析测量数据并输出报告。
数据备份设备：U盘或移动硬盘，存储校正原始数据以防丢失。
五、校正流程示例（以标准球校正探针为例）
准备阶段：
检查标准球证书，确认直径和圆度符合要求。
清洁标准球和工作台，固定标准球于磁力座上。
开启空调，稳定环境温度至20±1℃。
校正阶段：
在测量机软件中创建校正程序，设定探针组合（如星形探针）。
测量标准球多个位置（通常≥5个），软件自动计算探针半径补偿值和位置误差。
重复测量3次，验证重复性。
记录阶段：
保存校正数据，填写校准记录表，粘贴标准球证书复印件。
生成校准报告，标注校正日期和有效期。
六、注意事项
标准器具管理：定期送检标准器具，避免超期使用导致精度下降。
操作规范：校正过程中避免触碰标准器具或测量机，防止人为误差。
环境监控：实时记录温湿度，若波动超过允许范围需暂停校正。
软件验证：校正前检查测量机软件版本，确保与校正程序兼容。