三坐標測量相關(guān)(三坐標測量?jì)x初步知識)
1.三坐標測量?jì)x初步知識
一、三坐標測量機的產(chǎn)生 三坐標測量機（Coordinate Measuring Machining，簡(jiǎn)稱(chēng)CMM）是20世紀60年代發(fā)展起來(lái)的一種新型高效的精密測量?jì)x器。
它的出現，一方面是由于自動(dòng)機床、數控機床高效率加工以及越來(lái)越多復雜形狀零件加工需要有快速可靠的測量設備與之配套；另一方面是由于電子技術(shù)、計算機技術(shù)、數字控制技術(shù)以及精密加工技術(shù)的發(fā)展為三坐標測量機的產(chǎn)生提供了技術(shù)基礎。1960年，英國FERRANTI公司研制成功世界上第一臺三坐標測量機，到20世紀60年代末，已有近十個(gè)國家的三十多家公司在生產(chǎn)CMM，不過(guò)這一時(shí)期的CMM尚處于初級階段。
進(jìn)入20世紀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。現代CMM不僅能在計算機控制下完成各種復雜測量，而且可以通過(guò)與數控機床交換信息，實(shí)現對加工的控制，并且還可以根據測量數據，實(shí)現反求工程。
目前，CMM已廣泛用于機械制造業(yè)、汽車(chē)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(mén)，成為現代工業(yè)檢測和質(zhì)量控制不可缺少的萬(wàn)能測量設備。 二、三坐標測量機的組成及工作原理 （一）CMM的組成 三坐標測量機是典型的機電一體化設備，它由機械系統和電子系統兩大部分組成。
（1）機械系統：一般由三個(gè)正交的直線(xiàn)運動(dòng)軸構成。如圖9-1所示結構中，X向導軌系統裝在工作臺上，移動(dòng)橋架橫梁是Y向導軌系統，Z向導軌系統裝在中央滑架內。
三個(gè)方向軸上均裝有光柵尺用以度量各軸位移值。人工驅動(dòng)的手輪及機動(dòng)、數控驅動(dòng)的電機一般都在各軸附近。
用來(lái)觸測被檢測零件表面的測頭裝在Z軸端部。 （2）電子系統：一般由光柵計數系統、測頭信號接口和計算機等組成，用于獲得被測坐標點(diǎn)數據，并對數據進(jìn)行處理。
（二）CMM的工作原理 三坐標測量機是基于坐標測量的通用化數字測量設備。它首先將各被測幾何元素的測量轉化為對這些幾何元素上一些點(diǎn)集坐標位置的測量，在測得這些點(diǎn)的坐標位置后，再根據這些點(diǎn)的空間坐標值，經(jīng)過(guò)數學(xué)運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(xiàn)的截面I內，觸測內孔壁上三個(gè)點(diǎn)（點(diǎn)1、2、3），則根據這三點(diǎn)的坐標值就可計算出孔的直徑及圓心坐標OI；如果在該截面內觸測更多的點(diǎn)（點(diǎn)1,2，…，n,n為測點(diǎn)數），則可根據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(gè)垂直于孔軸線(xiàn)的截面圓（I,II，…，m,m為測量的截面圓數）進(jìn)行測量，則根據測得點(diǎn)的坐標值可計算出孔的圓柱度誤差以及各截面圓的圓心坐標，再根據各圓心坐標值又可計算出孔軸線(xiàn)位置；如果再在孔端面A上觸測三點(diǎn)，則可計算出孔軸線(xiàn)對端面的位置度誤差。由此可見(jiàn)，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(shuō)，它可以測量任何工件的任何幾何元素的任何參數。 三、三坐標測量機的分類(lèi) （一）按CMM的技術(shù)水平分類(lèi) 1.數字顯示及打印型 這類(lèi)CMM主要用于幾何尺寸測量，可顯示并打印出測得點(diǎn)的坐標數據，但要獲得所需的幾何尺寸形位誤差，還需進(jìn)行人工運算，其技術(shù)水平較低，目前已基本被陶汰。
2.帶有計算機進(jìn)行數據處理型 這類(lèi)CMM技術(shù)水平略高，目前應用較多。其測量仍為手動(dòng)或機動(dòng)，但用計算機處理測量數據，可完成諸如工件安裝傾斜的自動(dòng)校正計算、坐標變換、孔心距計算、偏差值計算等數據處理工作。
3.計算機數字控制型 這類(lèi)CMM技術(shù)水平較高，可像數控機床一樣，按照編制好的程序自動(dòng)測量。 （二）按CMM的測量范圍分類(lèi) 1.小型坐標測量機 這類(lèi)CMM在其最長(cháng)一個(gè)坐標軸方向（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.中型坐標測量機 這類(lèi)CMM在其最長(cháng)一個(gè)坐標軸方向上的測量范圍為500~2000mm，是應用最多的機型，主要用于箱體、模具類(lèi)零件的測量。 3.大型坐標測量機 這類(lèi)CMM在其最長(cháng)一個(gè)坐標軸方向上的測量范圍大于2000mm，主要用于汽車(chē)與發(fā)動(dòng)機外殼、航空發(fā)動(dòng)機葉片等大型零件的測量。
（三）按CMM的精度分類(lèi) 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，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(lèi)CMM一般放在生產(chǎn)車(chē)間內，用于生產(chǎn)過(guò)程檢測。 （四）按CMM的結構形式分類(lèi) 按照結構形式，CMM可分為移動(dòng)橋式、固定橋式、龍門(mén)式、懸臂式、立柱式等，見(jiàn)下節。
第二節 三坐標測量機的機械結構 一、結構形式 三坐標測量機是由三個(gè)正交的直線(xiàn)運動(dòng)軸構成的，這三個(gè)坐標軸的相互配置位置（即總體結構形式）對測量機的精度以及對被測工件的適用性影響較大。 二、工作臺 早期的三坐標測量機的工作臺一般是由鑄鐵或鑄鋼制成的，但近年來(lái)，各生產(chǎn)廠(chǎng)家已廣泛。
2.三坐標的基本測量方法及注意事項是什么
據中國儀器超市網(wǎng)介紹基本測量方法：
1、量測前準備：
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、將適當之測頭裝于Z軸承接器
b、檢視Z軸是否會(huì )自動(dòng)滑落（否則應調整紅色壓力平衡調整閥）
c、鎖定各軸之適當位置
3、量測操作：
a、開(kāi)啟處理機電源
b、啟開(kāi)打印機開(kāi)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(lái)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、并作適當的保養
注意事項：
1、工件吊裝前，要將探針退回坐標原點(diǎn)，為吊裝位置預留較大的空間；工件吊裝要平穩，不可撞擊三次元測量?jì)x的任何構件。
2、正確安裝三次元的零件，安裝前確保符合零件與三坐標測量機的等溫要求，恒溫條件下，提前四個(gè)小時(shí)以上放入被測工件。
3、建立三次元測量?jì)x的正確坐標系，保證所建立的坐標系符合圖紙的要求，這樣才能確保所測得的數據準確。
4、當編好三次元測量機的程序自動(dòng)運行時(shí)，要防止探針與工件的干涉，故需注意要增加拐點(diǎn)。
5、對于一些大型較重的模具、檢測，測量結束后應該及時(shí)的吊下工作臺，避免三坐標的工作臺長(cháng)時(shí)間的處于承載狀態(tài)。
6、檢測完成后，立即清潔三坐標測量?jì)x的工作臺臺面，確保下次正常的使用
3.三坐標測量要點(diǎn)
三坐標使用注意事項
1：溫度要求20°±2°，如果低于13°或高于30°不能開(kāi)機，否則會(huì )影響使用壽命。濕度要求為50%±10%。如果濕度小于20%，會(huì )產(chǎn)生靜電；如果濕度大于80%，則會(huì )受潮漏電。
2：電源要求為220v±10%，電壓要穩定，穩壓器UPS≥3000w。氣源應無(wú)水、無(wú)油、無(wú)塵，三級以上過(guò)濾，純潔度≥95%；外部氣壓是7---10bar,CMM供氣氣壓應大于6bar.
3：室內應清潔無(wú)塵，特別是導軌等不能有異物，操作臺上不要堆放雜物，以防意外事故。要一天拖一次地，保證清潔衛生。
4：金屬導軌用航空汽油擦拭（120或180號汽油），花崗巖導軌用無(wú)水乙醇擦拭。切記在保養過(guò)程中不能給任何導軌上任何性質(zhì)的油脂。
5：每天開(kāi)機前用酒精和干凈柔軟的干毛巾（醫用紗布或類(lèi)似的物品）清潔空氣軸承滑動(dòng)軌道的所有裸露表面。
6： 開(kāi)關(guān)機時(shí)要按照規定的順序操作，以免使主機受到浪涌電流的沖擊，影響使用壽命。關(guān)機前應換上簡(jiǎn)單且較輕的測頭，以防機器回零點(diǎn)時(shí)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生，并保證測針清潔，測針數據真實(shí)有效。
8：三坐標桌面上的安裝用的M10螺孔的螺紋所受力矩不能大于10Nm，裝夾工件時(shí)不可太用力，以免弄壞螺紋。
9：測量完后要看測量結果，確認測量結果正確無(wú)誤，如有疑慮應復檢，不可放過(guò)。
10：在三坐標測量中，平時(shí)熟悉產(chǎn)品熟悉工藝很重要，會(huì )給工作帶來(lái)很大的便利。在實(shí)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(guò)大會(huì )產(chǎn)生很大的誤差。
12：平時(shí)工作要認真細心，意外情況處置要沉著(zhù)冷靜；如發(fā)生事故要及時(shí)上報，并保護現場(chǎng)。
4.三坐標的知識
三坐標測量機的導軌加工精度很高，與空氣軸承的間隙很小，如果導軌上面有灰塵或其它雜質(zhì)，就容易造成氣浮軸承和導軌劃傷。
所以每次開(kāi)機前應清潔機器的導軌，金屬導軌用航空汽 三坐標是測量的東西什么是三坐標測量機 使位置公差評定更加方便在以往的三坐標測量軟件中，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(shí)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。當坐標測量機軟件引入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的三坐標怎么準確測出圓跳動(dòng)和全跳動(dòng)？ 智能測量功能 圖標DMIS-DMIS程序以圖表列出 接收CAD文件GD&T數據 模擬測量機和測頭姿態(tài)運動(dòng)時(shí)的三維實(shí)體顯示，由于有了三維實(shí)體圖形的顯示功能，三坐標測量機在Virtual DMIS的軟件支持下，在計算機的屏幕上能顯示整臺三坐標測量機的三維實(shí)體模型。
我解釋一下三坐標檢測機的作用 柱式橋架型 （Gantry type） 柱式橋架型，與床式橋架型式比較時(shí)，柱式橋架型其架是直接固定在地板上又稱(chēng)為門(mén)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軸的定位精度及穩定性 利用坐標測量技術(shù)、計算機測控技術(shù)及最先進(jìn)的動(dòng)態(tài)測量系統進(jìn)行工件表面點(diǎn)。
5.有誰(shuí)有“三坐標測量設備”的知識,拜讀、、、
三坐標即三坐標測量機，英文Coordinate Measuring Machining，縮寫(xiě)CMM，它是指在三維可測的空間范圍內，能夠根據測頭系統返回的點(diǎn)數據，通過(guò)三坐標的軟件系統計算各類(lèi)幾何形狀、尺寸等測量能力的儀器，又稱(chēng)為三坐標測量?jì)x或三坐標量床。
坐標測量機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(diǎn)在空間三個(gè)坐標位置的數值，將這些點(diǎn)的坐標數值經(jīng)過(guò)計算機數據處理，擬合形成測量元素，如圓、球、圓柱、圓錐、曲面等，經(jīng)過(guò)數學(xué)計算的方法得出其形狀、位置公差及其他幾何量數據。
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，革命性的把尺寸信息數字化，不但可以進(jìn)行數字顯示，而且為幾何量測量的計算機處理，進(jìn)而用于控制打下基礎。
三坐標測量?jì)x可定義為“一種具有可作三個(gè)方向移動(dòng)的探測器，可在三個(gè)相互垂直的導軌上移動(dòng)，此探測器以接觸或非接觸等方式傳送訊號，三個(gè)軸的位移測量系統 （ 如光學(xué)尺 ） 經(jīng)數據處理器或計算機等計算出工件的各點(diǎn)坐標（X、Y、Z）及各項功能測量的儀器”。三坐標測量?jì)x的測量功能應包括尺寸精度、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(diǎn)、線(xiàn)、面、圓、球、圓柱、圓錐等等；
曲線(xiàn)、曲面掃描，支持點(diǎn)位掃描功能，IGES文件的數據輸出，CAD 名義數據定義、ASCII 文本數據輸入、名義曲線(xiàn)掃描、符合公差定義的輪廓分析。
形位公差的計算，包括直線(xiàn)度、平面度、圓度、圓柱度、垂直度、傾斜度、平行度、位置度、對稱(chēng)度、同心度等等；
? 支持傳統的數據輸出報告、圖形化檢測報告、圖形數據附注、數據標簽輸出等多種輸出方式。
上更詳細
6.請介紹一下三坐標測量機的知識,應用領(lǐng)域,范圍,及效益分析
三坐標測量機：前沿技術(shù)“巧奪天功” 三坐標測量機作為大型空間幾何量檢測設備，在推動(dòng)我國制造業(yè)的發(fā)展方面起到越來(lái)越重要的作用。
尤其是我國汽車(chē)工業(yè)逐步走上核心技術(shù)自主開(kāi)發(fā)，模具、摩托車(chē)行業(yè)走出國門(mén)，造船工業(yè)做大做強趕超世界一流的今天，三坐標測量更是相關(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?jì)x器研究所專(zhuān)業(yè)從事三坐標技術(shù)的研究、開(kāi)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技術(shù)依托單位。
近幾年，通過(guò)行業(yè)推動(dòng)、同行激勵和國際合作，研究所始終站在國內三坐標測量技術(shù)的前沿，其產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢得到了新的發(fā)展。 在三坐標測量機機械結構上，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(zhuān)業(yè)務(wù)實(shí)力和基礎，運用測量?jì)x器研究所多年的開(kāi)發(fā)基礎和成果，優(yōu)化設計的三坐標測量機的機械結構其可靠性和穩定性已經(jīng)達到國際先進(jìn)水平。
在三坐標測量機主體材料的應用上，測量?jì)x器研究所生產(chǎn)的三坐標測量機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、機加工、時(shí)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)的國內領(lǐng)先的工藝流程。
測量?jì)x器研究所生產(chǎn)的三坐標測量機，在大范圍測量方面具有獨特的優(yōu)勢。目前，國內測量高度在2500mm以上的三坐標測量機，有80%是中國測試技術(shù)研究院測量?jì)x器研究所提供的；國內測量高度在3000mm以上的三坐標測量機，有95%由本所提供。
目前我們生產(chǎn)的三坐標測量機已經(jīng)形成不直角坐標和極柱坐標兩大系列產(chǎn)品，可以滿(mǎn)足精度劃線(xiàn)、測量、測繪、設計等多種使用要求。極柱坐標測量技術(shù)在我國是獨家擁有，填補了國內空白。
在配套產(chǎn)品方面，測量?jì)x器研究所生產(chǎn)的三坐標測量機配套產(chǎn)品齊全，軟件、測頭、自定心測針、精密回轉工作臺、可調支撐、微調手輪、劃針頭等均可自行研發(fā)生產(chǎn)。 三坐標測量機在運動(dòng)性能方面可分別實(shí)現手動(dòng)、電動(dòng)、數控和全自動(dòng)測量，在使用性能方面可根據不同要求提供點(diǎn)接觸式和線(xiàn)性非接觸式及激光掃描和數字成像測量功能。
CAM / CAD一體化是三坐標測量機發(fā)展的一個(gè)特點(diǎn)。為滿(mǎn)足汽車(chē)等行業(yè)自主開(kāi)發(fā)的需要，中國測試技術(shù)研究院測量?jì)x器研究所已首家推出CAM / CAD一體化三坐標測量切削機，市場(chǎng)反映情況良好。
生產(chǎn)三坐標測量機還需要個(gè)性支持。中國測試技術(shù)研究院測量?jì)x器研究所有一支20 多年三坐標測量機研發(fā)經(jīng)驗的科研隊伍，能為眾多客戶(hù)提供多方面的個(gè)性化技術(shù)支持和服務(wù)。
有各工種工序齊全的機加工隊伍和設備，95%以上的三坐機加工零件的加工制造由自行加工完成。 測量?jì)x器研究所是國內同行中唯一通ISO9001質(zhì)量體系認證的企業(yè)。
三坐標測量機的選用及其經(jīng)濟效益漫談 目前，三坐標測量機的市場(chǎng)需求大、產(chǎn)品種類(lèi)多。各廠(chǎng)家為滿(mǎn)足用戶(hù)需要，贏(yíng)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(mǎn)足用戶(hù)一些特殊檢測任務(wù)的測量機。
尤其是軟件開(kāi)發(fā)越來(lái)越快，測量機自動(dòng)化程度越來(lái)越高，市場(chǎng)競爭日趨激烈。但從坐標測量機的使用角度上看，如何選用適合的測量機以滿(mǎn)足檢測要求，又能達到最佳的性能價(jià)格比，并產(chǎn)生較高的經(jīng)濟效益，是廣大用戶(hù)關(guān)心的重要課題。
下面介紹三坐標測量機的選用原則。 一、合理的測量精度 坐標測量機是檢測工件尺寸與形位誤差的儀器，首要的是精度指標應滿(mǎn)足用戶(hù)要求。
選用時(shí)，一般可根據被測工件要求的檢測精度與測量機給定的測量不確定度相對比，看測量機精度是否符合要求。 精度比對不是一個(gè)簡(jiǎn)單的比較過(guò)程。
測量機的技術(shù)規范中一般只給出單軸測長(cháng)和空間測長(cháng)的兩個(gè)不確定度公式及重復精度值。但在具體測件時(shí)需要將被測參數的測量不確定度限制在一定范圍內。
一般測量時(shí)，要測量很多測點(diǎn)。在形位測量時(shí)，更有大量測點(diǎn)參與并帶來(lái)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，則所選用的測量機在500mm長(cháng)度上的測量不確定度應不大于3um~5um。
對于精密測量及復雜的形位測量要求還高，一般應為被測尺寸公差帶的1/10~1/5。重要的是重復精度必須滿(mǎn)足要求，因為系統誤差還可以通過(guò)一定方法補償，而重復精度應由測量機本身保證。
總之，用戶(hù)應選用精度（包括重復精度）高一些的測量機。這不僅由于測量復雜件時(shí)，測點(diǎn)可能帶入的誤差比預想的要大（由于測頭測桿變化或加長(cháng)會(huì )引入更大的誤差），而且測量機的精度會(huì )隨使用次數增多而有所下降。
二、合乎要求的測量范圍 測量范圍的選擇時(shí)選擇測量機時(shí)的最基本參數。因為在測量范圍內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(shí)，應考慮以下幾個(gè)方面。 1、工件的所需測量的部分，不一定是整個(gè)工件。
如要測的部分集中在工件的某個(gè)局部，除了測量機的測量范圍能覆蓋被測參數之外，還要考慮整個(gè)工件能在測量機上安置，要求工件重量。
