三坐標(biāo)測量相關(guān)(三坐標(biāo)測量儀初步知識)
1.三坐標(biāo)測量儀初步知識
一、三坐標(biāo)測量機(jī)的產(chǎn)生 三坐標(biāo)測量機(jī)（Coordinate Measuring Machining，簡稱CMM）是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種新型高效的精密測量儀器。
它的出現(xiàn)，一方面是由于自動機(jī)床、數(shù)控機(jī)床高效率加工以及越來越多復(fù)雜形狀零件加工需要有快速可靠的測量設(shè)備與之配套；另一方面是由于電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)以及精密加工技術(shù)的發(fā)展為三坐標(biāo)測量機(jī)的產(chǎn)生提供了技術(shù)基礎(chǔ)。1960年，英國FERRANTI公司研制成功世界上第一臺三坐標(biāo)測量機(jī)，到20世紀(jì)60年代末，已有近十個國家的三十多家公司在生產(chǎn)CMM，不過這一時期的CMM尚處于初級階段。
進(jìn)入20世紀(jì)80年代后，以ZEISS、LEITZ、DEA、LK、三豐、SIP、FERRANTI、MOORE等為代表的眾多公司不斷推出新產(chǎn)品，使得CMM的發(fā)展速度加快。現(xiàn)代CMM不僅能在計算機(jī)控制下完成各種復(fù)雜測量，而且可以通過與數(shù)控機(jī)床交換信息，實現(xiàn)對加工的控制，并且還可以根據(jù)測量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)反求工程。
目前，CMM已廣泛用于機(jī)械制造業(yè)、汽車工業(yè)、電子工業(yè)、航空航天工業(yè)和國防工業(yè)等各部門，成為現(xiàn)代工業(yè)檢測和質(zhì)量控制不可缺少的萬能測量設(shè)備。 二、三坐標(biāo)測量機(jī)的組成及工作原理 （一）CMM的組成 三坐標(biāo)測量機(jī)是典型的機(jī)電一體化設(shè)備，它由機(jī)械系統(tǒng)和電子系統(tǒng)兩大部分組成。
（1）機(jī)械系統(tǒng)：一般由三個正交的直線運(yùn)動軸構(gòu)成。如圖9-1所示結(jié)構(gòu)中，X向?qū)к壪到y(tǒng)裝在工作臺上，移動橋架橫梁是Y向?qū)к壪到y(tǒng)，Z向?qū)к壪到y(tǒng)裝在中央滑架內(nèi)。
三個方向軸上均裝有光柵尺用以度量各軸位移值。人工驅(qū)動的手輪及機(jī)動、數(shù)控驅(qū)動的電機(jī)一般都在各軸附近。
用來觸測被檢測零件表面的測頭裝在Z軸端部。 （2）電子系統(tǒng)：一般由光柵計數(shù)系統(tǒng)、測頭信號接口和計算機(jī)等組成，用于獲得被測坐標(biāo)點數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
（二）CMM的工作原理 三坐標(biāo)測量機(jī)是基于坐標(biāo)測量的通用化數(shù)字測量設(shè)備。它首先將各被測幾何元素的測量轉(zhuǎn)化為對這些幾何元素上一些點集坐標(biāo)位置的測量，在測得這些點的坐標(biāo)位置后，再根據(jù)這些點的空間坐標(biāo)值，經(jīng)過數(shù)學(xué)運(yùn)算求出其尺寸和形位誤差。
如圖9-2所示，要測量工件上一圓柱孔的直徑，可以在垂直于孔軸線的截面I內(nèi)，觸測內(nèi)孔壁上三個點（點1、2、3），則根據(jù)這三點的坐標(biāo)值就可計算出孔的直徑及圓心坐標(biāo)OI；如果在該截面內(nèi)觸測更多的點（點1,2，…，n,n為測點數(shù)），則可根據(jù)最小二乘法或最小條件法計算出該截面圓的圓度誤差；如果對多個垂直于孔軸線的截面圓（I,II，…，m,m為測量的截面圓數(shù)）進(jìn)行測量，則根據(jù)測得點的坐標(biāo)值可計算出孔的圓柱度誤差以及各截面圓的圓心坐標(biāo)，再根據(jù)各圓心坐標(biāo)值又可計算出孔軸線位置；如果再在孔端面A上觸測三點，則可計算出孔軸線對端面的位置度誤差。由此可見，CMM的這一工作原理使得其具有很大的通用性與柔性。
從原理上說，它可以測量任何工件的任何幾何元素的任何參數(shù)。 三、三坐標(biāo)測量機(jī)的分類 （一）按CMM的技術(shù)水平分類 1.數(shù)字顯示及打印型 這類CMM主要用于幾何尺寸測量，可顯示并打印出測得點的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，但要獲得所需的幾何尺寸形位誤差，還需進(jìn)行人工運(yùn)算，其技術(shù)水平較低，目前已基本被陶汰。
2.帶有計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理型 這類CMM技術(shù)水平略高，目前應(yīng)用較多。其測量仍為手動或機(jī)動，但用計算機(jī)處理測量數(shù)據(jù)，可完成諸如工件安裝傾斜的自動校正計算、坐標(biāo)變換、孔心距計算、偏差值計算等數(shù)據(jù)處理工作。
3.計算機(jī)數(shù)字控制型 這類CMM技術(shù)水平較高，可像數(shù)控機(jī)床一樣，按照編制好的程序自動測量。 （二）按CMM的測量范圍分類 1.小型坐標(biāo)測量機(jī) 這類CMM在其最長一個坐標(biāo)軸方向（一般為X軸方向）上的測量范圍小于500mm，主要用于小型精密模具、工具和刀具等的測量。
2.中型坐標(biāo)測量機(jī) 這類CMM在其最長一個坐標(biāo)軸方向上的測量范圍為500~2000mm，是應(yīng)用最多的機(jī)型，主要用于箱體、模具類零件的測量。 3.大型坐標(biāo)測量機(jī) 這類CMM在其最長一個坐標(biāo)軸方向上的測量范圍大于2000mm，主要用于汽車與發(fā)動機(jī)外殼、航空發(fā)動機(jī)葉片等大型零件的測量。
（三）按CMM的精度分類 1.精密型CMM 其單軸最大測量不確定度小于1*10-6L(L為最大量程，單位為mm)，空間最大測量不確定度小于（2~3）*10-6L，一般放在具有恒溫條件的計量室內(nèi)，用于精密測量。 2.中、低精度CMM 低精度CMM的單軸最大測量不確定度大體在1*10-4L左右，空間最大測量不確定度為（2~3）*10-4L，中等精度CMM的單軸最大測量不確定度約為1*10-5L，空間最大測量不確定度為（2~3）*10-5L。
這類CMM一般放在生產(chǎn)車間內(nèi)，用于生產(chǎn)過程檢測。 （四）按CMM的結(jié)構(gòu)形式分類 按照結(jié)構(gòu)形式，CMM可分為移動橋式、固定橋式、龍門式、懸臂式、立柱式等，見下節(jié)。
第二節(jié) 三坐標(biāo)測量機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu) 一、結(jié)構(gòu)形式 三坐標(biāo)測量機(jī)是由三個正交的直線運(yùn)動軸構(gòu)成的，這三個坐標(biāo)軸的相互配置位置（即總體結(jié)構(gòu)形式）對測量機(jī)的精度以及對被測工件的適用性影響較大。 二、工作臺 早期的三坐標(biāo)測量機(jī)的工作臺一般是由鑄鐵或鑄鋼制成的，但近年來，各生產(chǎn)廠家已廣泛。
2.三坐標(biāo)的基本測量方法及注意事項是什么
據(jù)中國儀器超市網(wǎng)介紹基本測量方法：
1、量測前準(zhǔn)備：
a、檢查空氣軸承壓力是否足夠
b、安裝工件
2、測頭選擇及安裝：
a、將適當(dāng)之測頭裝于Z軸承接器
b、檢視Z軸是否會自動滑落（否則應(yīng)調(diào)整紅色壓力平衡調(diào)整閥）
c、鎖定各軸之適當(dāng)位置
3、量測操作：
a、開啟處理機(jī)電源
b、啟開打印機(jī)開關(guān)
c、參考操作手冊，選擇所需功能之指令
d、進(jìn)行量測，并讀出量測值
4、完成后注意事項：
a、Z軸移至原來位置后，鎖定
b、X,Y軸各移至中央，鎖定
c、關(guān)電源及壓力閥
d、取下測頭
e、并作適當(dāng)?shù)谋ｐB(yǎng)
注意事項：
1、工件吊裝前，要將探針退回坐標(biāo)原點，為吊裝位置預(yù)留較大的空間；工件吊裝要平穩(wěn)，不可撞擊三次元測量儀的任何構(gòu)件。
2、正確安裝三次元的零件，安裝前確保符合零件與三坐標(biāo)測量機(jī)的等溫要求，恒溫條件下，提前四個小時以上放入被測工件。
3、建立三次元測量儀的正確坐標(biāo)系，保證所建立的坐標(biāo)系符合圖紙的要求，這樣才能確保所測得的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
4、當(dāng)編好三次元測量機(jī)的程序自動運(yùn)行時，要防止探針與工件的干涉，故需注意要增加拐點。
5、對于一些大型較重的模具、檢測，測量結(jié)束后應(yīng)該及時的吊下工作臺，避免三坐標(biāo)的工作臺長時間的處于承載狀態(tài)。
6、檢測完成后，立即清潔三坐標(biāo)測量儀的工作臺臺面，確保下次正常的使用
3.三坐標(biāo)測量要點
三坐標(biāo)使用注意事項
1：溫度要求20°±2°，如果低于13°或高于30°不能開機(jī)，否則會影響使用壽命。濕度要求為50%±10%。如果濕度小于20%，會產(chǎn)生靜電；如果濕度大于80%，則會受潮漏電。
2：電源要求為220v±10%，電壓要穩(wěn)定，穩(wěn)壓器UPS≥3000w。氣源應(yīng)無水、無油、無塵，三級以上過濾，純潔度≥95%；外部氣壓是7---10bar,CMM供氣氣壓應(yīng)大于6bar.
3：室內(nèi)應(yīng)清潔無塵，特別是導(dǎo)軌等不能有異物，操作臺上不要堆放雜物，以防意外事故。要一天拖一次地，保證清潔衛(wèi)生。
4：金屬導(dǎo)軌用航空汽油擦拭（120或180號汽油），花崗巖導(dǎo)軌用無水乙醇擦拭。切記在保養(yǎng)過程中不能給任何導(dǎo)軌上任何性質(zhì)的油脂。
5：每天開機(jī)前用酒精和干凈柔軟的干毛巾（醫(yī)用紗布或類似的物品）清潔空氣軸承滑動軌道的所有裸露表面。
6： 開關(guān)機(jī)時要按照規(guī)定的順序操作，以免使主機(jī)受到浪涌電流的沖擊，影響使用壽命。關(guān)機(jī)前應(yīng)換上簡單且較輕的測頭，以防機(jī)器回零點時碰撞；并將測頭停在合適的位置，一般要求Z軸不暴露光柵尺，位于機(jī)器的右后上方，但避免退到極限位置。
7：測量前要做好被測工件的清潔衛(wèi)生，并保證測針清潔，測針數(shù)據(jù)真實有效。
8：三坐標(biāo)桌面上的安裝用的M10螺孔的螺紋所受力矩不能大于10Nm，裝夾工件時不可太用力，以免弄壞螺紋。
9：測量完后要看測量結(jié)果，確認(rèn)測量結(jié)果正確無誤，如有疑慮應(yīng)復(fù)檢，不可放過。
10：在三坐標(biāo)測量中，平時熟悉產(chǎn)品熟悉工藝很重要，會給工作帶來很大的便利。在實際工作中容易出錯的地方，要摸索、熟悉。
11：精度要求較高的工件要先恒溫再檢測，否則溫差過大會產(chǎn)生很大的誤差。
12：平時工作要認(rèn)真細(xì)心，意外情況處置要沉著冷靜；如發(fā)生事故要及時上報，并保護(hù)現(xiàn)場。
4.三坐標(biāo)的知識
三坐標(biāo)測量機(jī)的導(dǎo)軌加工精度很高，與空氣軸承的間隙很小，如果導(dǎo)軌上面有灰塵或其它雜質(zhì)，就容易造成氣浮軸承和導(dǎo)軌劃傷。
所以每次開機(jī)前應(yīng)清潔機(jī)器的導(dǎo)軌，金屬導(dǎo)軌用航空汽 三坐標(biāo)是測量的東西什么是三坐標(biāo)測量機(jī) 使位置公差評定更加方便在以往的三坐標(biāo)測量軟件中，要對幾何元素的位置公差進(jìn)行評定，必須手工輸入幾何元素的理論位置，然后再和實際測量得到的值進(jìn)行比對，這樣對位置公差的評定很不方便。當(dāng)坐標(biāo)測量機(jī)軟件引入CAD功能之后，就可以在軟件中對CAD模型進(jìn)行測量，。
使用Virtual DMIS的三坐標(biāo)怎么準(zhǔn)確測出圓跳動和全跳動？ 智能測量功能 圖標(biāo)DMIS-DMIS程序以圖表列出 接收CAD文件GD&T數(shù)據(jù) 模擬測量機(jī)和測頭姿態(tài)運(yùn)動時的三維實體顯示，由于有了三維實體圖形的顯示功能，三坐標(biāo)測量機(jī)在Virtual DMIS的軟件支持下，在計算機(jī)的屏幕上能顯示整臺三坐標(biāo)測量機(jī)的三維實體模型。
我解釋一下三坐標(biāo)檢測機(jī)的作用 柱式橋架型 （Gantry type） 柱式橋架型，與床式橋架型式比較時，柱式橋架型其架是直接固定在地板上又稱為門型，比床式橋架型有較大。Z軸采用氣缸平衡裝置，極大的提高了Z軸的定位精度及穩(wěn)定性 利用坐標(biāo)測量技術(shù)、計算機(jī)測控技術(shù)及最先進(jìn)的動態(tài)測量系統(tǒng)進(jìn)行工件表面點。
5.有誰有“三坐標(biāo)測量設(shè)備”的知識,拜讀、、、
三坐標(biāo)即三坐標(biāo)測量機(jī)，英文Coordinate Measuring Machining，縮寫CMM，它是指在三維可測的空間范圍內(nèi)，能夠根據(jù)測頭系統(tǒng)返回的點數(shù)據(jù)，通過三坐標(biāo)的軟件系統(tǒng)計算各類幾何形狀、尺寸等測量能力的儀器，又稱為三坐標(biāo)測量儀或三坐標(biāo)量床。
坐標(biāo)測量機(jī)的基本原理是將被測零件放入它允許的測量空間，精確的測出被測零件表面的點在空間三個坐標(biāo)位置的數(shù)值，將這些點的坐標(biāo)數(shù)值經(jīng)過計算機(jī)數(shù)據(jù)處理，擬合形成測量元素，如圓、球、圓柱、圓錐、曲面等，經(jīng)過數(shù)學(xué)計算的方法得出其形狀、位置公差及其他幾何量數(shù)據(jù)。
在測量技術(shù)上，光柵尺及以后的容柵、磁柵、激光干涉儀的出現(xiàn)，革命性的把尺寸信息數(shù)字化，不但可以進(jìn)行數(shù)字顯示，而且為幾何量測量的計算機(jī)處理，進(jìn)而用于控制打下基礎(chǔ)。
三坐標(biāo)測量儀可定義為“一種具有可作三個方向移動的探測器，可在三個相互垂直的導(dǎo)軌上移動，此探測器以接觸或非接觸等方式傳送訊號，三個軸的位移測量系統(tǒng) （ 如光學(xué)尺 ） 經(jīng)數(shù)據(jù)處理器或計算機(jī)等計算出工件的各點坐標(biāo)（X、Y、Z）及各項功能測量的儀器”。三坐標(biāo)測量儀的測量功能應(yīng)包括尺寸精度、定位精度、幾何精度及輪廓精度等。
功能 幾何元素的測量，包括點、線、面、圓、球、圓柱、圓錐等等；
曲線、曲面掃描，支持點位掃描功能，IGES文件的數(shù)據(jù)輸出，CAD 名義數(shù)據(jù)定義、ASCII 文本數(shù)據(jù)輸入、名義曲線掃描、符合公差定義的輪廓分析。
形位公差的計算，包括直線度、平面度、圓度、圓柱度、垂直度、傾斜度、平行度、位置度、對稱度、同心度等等；
? 支持傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸出報告、圖形化檢測報告、圖形數(shù)據(jù)附注、數(shù)據(jù)標(biāo)簽輸出等多種輸出方式。
上更詳細(xì)
6.請介紹一下三坐標(biāo)測量機(jī)的知識,應(yīng)用領(lǐng)域,范圍,及效益分析
三坐標(biāo)測量機(jī)：前沿技術(shù)“巧奪天功” 三坐標(biāo)測量機(jī)作為大型空間幾何量檢測設(shè)備，在推動我國制造業(yè)的發(fā)展方面起到越來越重要的作用。
尤其是我國汽車工業(yè)逐步走上核心技術(shù)自主開發(fā)，模具、摩托車行業(yè)走出國門，造船工業(yè)做大做強(qiáng)趕超世界一流的今天，三坐標(biāo)測量更是相關(guān)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)品升級、質(zhì)量控制不可或缺的檢測手段。 中國測試技術(shù)研究院測量儀器研究所專業(yè)從事三坐標(biāo)技術(shù)的研究、開發(fā)工作已有20多年的歷史，早在1996年就被國家科委確定為國家三坐標(biāo)技術(shù)依托單位。
近幾年，通過行業(yè)推動、同行激勵和國際合作，研究所始終站在國內(nèi)三坐標(biāo)測量技術(shù)的前沿，其產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢得到了新的發(fā)展。 在三坐標(biāo)測量機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)上，我們引進(jìn)了美國、日本、德國等國的先進(jìn)技術(shù)，并依托中國測試技術(shù)研究院在幾何量檢測誤差分析、性能測試等方面的專業(yè)務(wù)實力和基礎(chǔ)，運(yùn)用測量儀器研究所多年的開發(fā)基礎(chǔ)和成果，優(yōu)化設(shè)計的三坐標(biāo)測量機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)其可靠性和穩(wěn)定性已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。
在三坐標(biāo)測量機(jī)主體材料的應(yīng)用上，測量儀器研究所生產(chǎn)的三坐標(biāo)測量機(jī)不僅可以選用成型鋼材，而且在采用國際上流行的鋁合金材料方面已具有近20年使用經(jīng)驗。在材料的定制、熱處理、機(jī)加工、時效、表面處理、檢驗、測試等方面已經(jīng)形成一套科學(xué)先進(jìn)的國內(nèi)領(lǐng)先的工藝流程。
測量儀器研究所生產(chǎn)的三坐標(biāo)測量機(jī)，在大范圍測量方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。目前，國內(nèi)測量高度在2500mm以上的三坐標(biāo)測量機(jī)，有80%是中國測試技術(shù)研究院測量儀器研究所提供的；國內(nèi)測量高度在3000mm以上的三坐標(biāo)測量機(jī)，有95%由本所提供。
目前我們生產(chǎn)的三坐標(biāo)測量機(jī)已經(jīng)形成不直角坐標(biāo)和極柱坐標(biāo)兩大系列產(chǎn)品，可以滿足精度劃線、測量、測繪、設(shè)計等多種使用要求。極柱坐標(biāo)測量技術(shù)在我國是獨(dú)家擁有，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。
在配套產(chǎn)品方面，測量儀器研究所生產(chǎn)的三坐標(biāo)測量機(jī)配套產(chǎn)品齊全，軟件、測頭、自定心測針、精密回轉(zhuǎn)工作臺、可調(diào)支撐、微調(diào)手輪、劃針頭等均可自行研發(fā)生產(chǎn)。 三坐標(biāo)測量機(jī)在運(yùn)動性能方面可分別實現(xiàn)手動、電動、數(shù)控和全自動測量，在使用性能方面可根據(jù)不同要求提供點接觸式和線性非接觸式及激光掃描和數(shù)字成像測量功能。
CAM / CAD一體化是三坐標(biāo)測量機(jī)發(fā)展的一個特點。為滿足汽車等行業(yè)自主開發(fā)的需要，中國測試技術(shù)研究院測量儀器研究所已首家推出CAM / CAD一體化三坐標(biāo)測量切削機(jī)，市場反映情況良好。
生產(chǎn)三坐標(biāo)測量機(jī)還需要個性支持。中國測試技術(shù)研究院測量儀器研究所有一支20 多年三坐標(biāo)測量機(jī)研發(fā)經(jīng)驗的科研隊伍，能為眾多客戶提供多方面的個性化技術(shù)支持和服務(wù)。
有各工種工序齊全的機(jī)加工隊伍和設(shè)備，95%以上的三坐機(jī)加工零件的加工制造由自行加工完成。 測量儀器研究所是國內(nèi)同行中唯一通ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證的企業(yè)。
三坐標(biāo)測量機(jī)的選用及其經(jīng)濟(jì)效益漫談 目前，三坐標(biāo)測量機(jī)的市場需求大、產(chǎn)品種類多。各廠家為滿足用戶需要，贏得量好信譽(yù)，不斷推出精度高、性能好、使用方便、易于操作、又可滿足用戶一些特殊檢測任務(wù)的測量機(jī)。
尤其是軟件開發(fā)越來越快，測量機(jī)自動化程度越來越高，市場競爭日趨激烈。但從坐標(biāo)測量機(jī)的使用角度上看，如何選用適合的測量機(jī)以滿足檢測要求，又能達(dá)到最佳的性能價格比，并產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)效益，是廣大用戶關(guān)心的重要課題。
下面介紹三坐標(biāo)測量機(jī)的選用原則。 一、合理的測量精度 坐標(biāo)測量機(jī)是檢測工件尺寸與形位誤差的儀器，首要的是精度指標(biāo)應(yīng)滿足用戶要求。
選用時，一般可根據(jù)被測工件要求的檢測精度與測量機(jī)給定的測量不確定度相對比，看測量機(jī)精度是否符合要求。 精度比對不是一個簡單的比較過程。
測量機(jī)的技術(shù)規(guī)范中一般只給出單軸測長和空間測長的兩個不確定度公式及重復(fù)精度值。但在具體測件時需要將被測參數(shù)的測量不確定度限制在一定范圍內(nèi)。
一般測量時，要測量很多測點。在形位測量時，更有大量測點參與并帶來測量誤差，精確計算是很難的。
因此從經(jīng)驗出發(fā)，在一般測量中，測量不確定度應(yīng)為被測工件尺寸公差帶的1/5~1/3。例如某一被測箱體上二孔的孔距為500mm，公差帶為15um，則所選用的測量機(jī)在500mm長度上的測量不確定度應(yīng)不大于3um~5um。
對于精密測量及復(fù)雜的形位測量要求還高，一般應(yīng)為被測尺寸公差帶的1/10~1/5。重要的是重復(fù)精度必須滿足要求，因為系統(tǒng)誤差還可以通過一定方法補(bǔ)償，而重復(fù)精度應(yīng)由測量機(jī)本身保證。
總之，用戶應(yīng)選用精度（包括重復(fù)精度）高一些的測量機(jī)。這不僅由于測量復(fù)雜件時，測點可能帶入的誤差比預(yù)想的要大（由于測頭測桿變化或加長會引入更大的誤差），而且測量機(jī)的精度會隨使用次數(shù)增多而有所下降。
二、合乎要求的測量范圍 測量范圍的選擇時選擇測量機(jī)時的最基本參數(shù)。因為在測量范圍內(nèi)才能獲得精確的測量值，超出了范圍，測量就難于進(jìn)行。
選擇測量范圍時，應(yīng)考慮以下幾個方面。 1、工件的所需測量的部分，不一定是整個工件。
如要測的部分集中在工件的某個局部，除了測量機(jī)的測量范圍能覆蓋被測參數(shù)之外，還要考慮整個工件能在測量機(jī)上安置，要求工件重量。
