三坐标测量机(CMM)是一种通用性强、高自动化程度、高精度、高效率的测量系统,在先进制造技术和科学研究中有着极为广泛的应用。本课题受马鞍山钢铁股份有限公司所托,研制用于自动测量工字钢内腔尺寸的专用三坐标测量机,可以定期对结晶器内腔磨损情况进行检测,保证工字钢毛坯的精度,实现标准化、高效率生产。 本论文通过对结晶器内腔尺寸自动测量机的结构、测量原理以及测量系统的分析,全面分析了影响结晶器测量机精度的误差源,主要包括:丝杠的定位误差、阿贝误差、垂直度误差、测头瞄准定位误差、横臂梁以及立柱的变形误差、温度误差、软件误差等,对其中的主要误差项进行误差分配,并提出了误差分离方案,在实验室现有条件下,分离出了示值误差以及导轨的俯仰误差和偏摆误差。编制了基于三次样条插值原理的数据处理软件,把实验得到的离散型的误差点拟合成光滑的误差曲线,并分析了横臂梁在Z轴的位置对X、Y轴误差的影响以及三轴之间的相关性。对分离得到的示值误差进行处理,根据误差数学模型进行修正,并与修正前进行比对。实验表明,通过对测量机进行误差分离与修正,提高了测量机的测量精度。