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BS 06808——三坐标测量机标准系列（术语与实施规程）
Coordinate Measuring Machines — Glossary of Terms and Code of Practice（1987—1989）
📐 BS 6808 是英国标准协会（BSI）为三坐标测量机（Coordinate Measuring Machine，CMM）发布的标准系列，由通用机械工程标准委员会应 CMM 制造厂商与使用方的要求制定。该系列最初规划为三个部分：Part 1 提供 CMM 相关的术语定义，Part 2 规定性能评估方法，Part 3 作为实施规程（Code of Practice），对在可变环境条件下如何进行更详细的测试给出建议。随着国际标准化的发展，BS 6808-2:1987 的职能已被 BS EN ISO 10360-2:1996 取代并撤销，本系列现行可用的两分部——Part 1（术语）与 Part 3（实施规程）——仍是理解 CMM 计量概念、开展验收与期间核查的重要参考文件。
💡 BS 6808-1 对 CMM 给出了经典定义：一种具有一系列可运动构件、测头与工件支承构件，可使测头与工件表面点保持固定且已知关系，并能以坐标系原点为基准显示或确定这些点坐标的机器。该定义至今仍是 CMM 概念的基础。
一、系列概述与历史沿革 📌
BS 6808 系列发布背景是 20 世纪 80 年代先进的制造技术（Advanced Manufacturing Technology, AMT）在英国快速普及，三坐标测量机作为车间精密测量的核心设备，其术语、验收与使用缺乏统一的英国规范。为保证制造商与用户在验收测试、精度评估和日常使用中的一致性，BSI 组织制造企业和用户单位共同起草了该标准。参与起草的机构包括国家物理实验室（NPL）、国家工程实验室、量具与工具制造商协会、生产工程师学会、国防部以及英国航空航天公司协会等，代表了当时英国计量、军工与制造领域的权威力量。
从文件编号与版本历史可见，Part 1 于 1987 年 2 月生效，Part 3 于 1989 年 7 月生效；Part 3 于 1998 年发布修正案 No.1，删除了对已被撤销的 BS 6808-2 的全部引用，并于 2012 年 2 月得到确认（Confirmed）。这一修订反映了 BSI 主动对接 ISO 10360 国际体系、避免标准间冲突的决策。
二、系列构成与技术要点 🔧
| 分部 | 主题 | 生效/修订 | 当前状态 | 主要内容 |
|---|---|---|---|---|
| BS 6808-1:1987 | 三坐标测量机——第 1 部分：术语表 | 1987-02 | 现行（1999 年重印） | CMM 定义、机型分类、机械校准件、校准程序、测量、几何与部件术语 |
| BS 6808-3:1989 | 三坐标测量机——第 3 部分：实施规程 | 1989-07，1998 修正 | 2012-02 确认 | 环境条件、机械参考件选择、性能验证试验、探测技术、精度表 |
| BS 6808-2:1987 | 三坐标测量机——第 2 部分：性能评估 | 1987 | 已撤销 | 性能评估方法，已被 BS EN ISO 10360-2:1996 取代 |
Part 1 以编号条目方式给出了术语，包括：坐标测量机（101）、计算机控制坐标测量机（102）等，并说明大多数情况下坐标系为直角坐标系，但也可能采用极坐标或圆柱坐标系。术语表还涵盖了 CMM 的机型分类，如图 1 至图 8 所示的悬臂式、立柱式（column）、移动水平臂式、固定水平臂式、龙门式、L 形桥式、固定桥式与移动桥式（门架式）等八种典型结构。
⚠️ 三坐标测量机种类繁多，结构差异直接影响测量精度与刚度特性。选型时必须结合被测工件的尺寸、重量、测量行程与精度要求，并核对制造商声明的性能是否符合本系列与 ISO 10360 系列的规定。
三、关键技术要求：机械参考件与性能验证 🔍
BS 6808-3 的核心内容是指导用户在不同环境条件下进行详细的性能验证。标准首先强调环境条件（温度、湿度、振动等）对 CMM 精度的影响，要求测量环境保持稳定，必要时采用温度补偿措施。在此基础上，标准给出了选择机械参考件（Mechanical Reference Artefacts）的原则，包括：
- 阶梯规（Step Gauges）：用于评定一维长度测量能力，45° 倾斜放置时按最小挠度要求选择支承方案。
- 量块（Gauge Blocks）：最大 1000 mm 量块按测量线对称布置于公共中心的支承方式，避免自重挠曲。
- 空间框架（Space Frames）：评估三维空间测量能力；球板（Ball-plate）用于二维精度评定。
- 球端杆与磁性杯（Ball-ended Rod with Magnetic Cups）：用于运动学定位；可伸展杆系统（Extendable Bar System）与机器校验规（Machine Checking Gauge）可快速核查机器状态。
性能验证试验包括对阶梯规、量块、球板等参考件的测量，并给出了四种交叉对角线配置（cross-diagonal configurations）、平面内对角线配置等测线布置方法（图 11—图 14），用于探测系统误差与空间精度问题。标准还专门讨论了探测技术（probe）对测量结果的影响，以及量块对准时的误差来源（图 15）。
🚨 量块等参考件在未正确支承时会发生自重挠曲，造成系统性测量误差。BS 6808-3 第 5 章给出的支承布置图（图 2—图 4）是实施验证试验的前提，任何偏离都可能使验证结果失去意义。
四、工程实践应用 🛠️
- 🔍 验收与复检：新购 CMM 宜按本系列与 ISO 10360-2 进行性能验收；日常使用中定期用机器校验规快速核查，发现漂移及时校准。
- 🔧 环境控制：温度梯度、气流与地面振动是车间型 CMM 精度漂移的主要来源，应参照 Part 3 的环境条件建议建立温控与隔振措施。
- 📊 参考件管理：阶梯规、球板等参考件应建立检定台账，其自身校准值必须溯源到国家计量基准。
- 📋 人员与规程：探测补偿、采点策略与测线布置应形成书面操作规程，培训操作人员正确使用本系列术语与验证方法。
五、常见问题解答 ❓
❓ 问：BS 6808 与 ISO 10360 系列是什么关系？
答：BS 6808-2:1987 的性能评估内容已被 BS EN ISO 10360-2:1996 取代，国际验收（如长度测量误差 E0、探测误差 R0 等指标）以 ISO 10360 系列为准；BS 6808-1 的术语与 BS 6808-3 的实施规程仍可作为补充参考。
答：BS 6808-2:1987 的性能评估内容已被 BS EN ISO 10360-2:1996 取代，国际验收（如长度测量误差 E0、探测误差 R0 等指标）以 ISO 10360 系列为准；BS 6808-1 的术语与 BS 6808-3 的实施规程仍可作为补充参考。
❓ 问：为什么环境条件对 CMM 如此重要？
答：CMM 靠精密导轨与光栅/激光干涉等传感元件测定坐标，温度变化会引起结构与工件热变形，振动会引入动态误差。BS 6808-3 专门针对”环境条件引起问题”的场合给出更详细测试建议，正是为了把这些影响量化出来。
答：CMM 靠精密导轨与光栅/激光干涉等传感元件测定坐标，温度变化会引起结构与工件热变形，振动会引入动态误差。BS 6808-3 专门针对”环境条件引起问题”的场合给出更详细测试建议，正是为了把这些影响量化出来。
❓ 问：机械参考件应多久校验一次？
答：标准并未给出固定周期，实践上建议阶梯规、球板等每年送至有资质的计量机构检定一次，并在 CMM 大修、搬迁或验收比对前重新检定。
答：标准并未给出固定周期，实践上建议阶梯规、球板等每年送至有资质的计量机构检定一次，并在 CMM 大修、搬迁或验收比对前重新检定。
❓ 问：探测技术（probing）为何单列一章？
答：测头系统（触发式、扫描式等）的预行程、各向异性与采样策略会系统性地影响测量结果，因此实施规程把探测技术单列为第 7 章，要求评估探测误差并作适当补偿。
答：测头系统（触发式、扫描式等）的预行程、各向异性与采样策略会系统性地影响测量结果，因此实施规程把探测技术单列为第 7 章，要求评估探测误差并作适当补偿。
❓ 问：标准对 CMM 软件有哪些考虑？
答：Part 1 前言中明确说明，术语定义先针对 CMM 本体，后续将补充与配套计算机软件相关的术语；这在当时反映了 CMM 软件功能日趋复杂的趋势。
答：Part 1 前言中明确说明，术语定义先针对 CMM 本体，后续将补充与配套计算机软件相关的术语；这在当时反映了 CMM 软件功能日趋复杂的趋势。
