三坐标测量仪初步知识
第九章 三坐标测量机
第一节 概述
一、三坐标测量机的产生
三坐标测量机（Coordinate Measuring Machining ，简称CMM ）是20世纪60年代发展起来的一种新型高效的精密测量仪器。它的出现，一方面是由于自动机床、数控机床高效率加工以及越来越多复杂形状零件加工需要有快速可靠的测量设备与之配套；另一方面是由于电子技术、计算机技术、数字控制技术以及精密加工技术的发展为三坐标测量机的产生提供了技术基础。1960年，英国FERRANTI 公司研制成功世界上第一台三坐标测量机，到20世纪60年代末，已有近十个国家的三十多家公司在生产CMM ，不过这一时期的CMM 尚处于初级阶段。进入20世纪80年代后，以ZEISS 、LEITZ 、DEA 、LK 、三丰、SIP 、FERRANTI 、MOORE 等为代表的众多公司不断推出新产品，使得CMM 的发展速度加快。现代CMM 不仅能在计算机控制下完成各种复杂测量，而且可以通过与数控机床交换信息，实现对加工的控制，并且还可以根据测量数据，实现反求工程。目前，CMM 已广泛用于机械制造业、汽车工业、电子工业、航空航天工业和国防工业等各部门，成为现代工业检测和质量控制不可缺少的万能测量设备。
图9-1 三坐标测量机的组成
1—工作台 2—移动桥架 3—中央滑架 4—Z 轴 5—测头 6—电子系统
二、三坐标测量机的组成及工作原理
4 3
6
1
5
X
2
Y Z
（一）CMM 的组成
三坐标测量机是典型的机电一体化设备，它由机械系统和电子系统两大部分组成。
（1）机械系统：一般由三个正交的直线运动轴构成。如图9-1所示结构中，X 向导轨系统装在工作台上，移动桥架横梁是Y 向导轨系统，Z 向导轨系统装在中央滑架内。三个方向轴上均装有光栅尺用以度量各轴位移值。人工驱动的手轮及机动、数控驱动的电机一般都在各轴附近。用来触测被检测零件表面的测头装在Z 轴端部。
（2）电子系统：一般由光栅计数系统、测头信号接口和计算机等组成，用于获得被测坐标点数据，并对数据进行处理。
（二）CMM 的工作原理
三坐标测量机是基于坐标测量的通用化数字测量设备。它首先将各被测几何元素的测量转化为对这些几何元素上一些点集坐标位置的测量，在测得这些点的坐标位置后，再根据这些点的空间坐标值，经过数学运算求出其尺寸和形位误差。如图9-2所示，要测量工件上一圆柱孔的直径，可以在垂直于孔轴线的截面I 内，触测内孔壁上三个点（点1、2、3），则根据这三点的坐标值就可计算出孔的直径及圆心坐标O I ；如果在该截面内触测更多的点（点1，2，…，n ，n 为测点数），则可根据最小二乘法或最小条件法计算出该截面圆的圆度误差；如果对多个垂直于孔轴线的截面圆（I ，II ，…，m ，m 为测量的截面圆数）进行测量，则根据测得点的坐标值可计算出孔的圆柱度误差以及各截面圆的圆心坐标，再根据各圆心坐标值又可计算出孔轴线位置；如果再在孔端面A 上触测三点，则可计算出孔轴线对端面的位置度误差。由此可见，CMM 的这一工作原理使得其具有很大的通用性与柔性。从原理上说，它可以测量任何工件的任何几何元素的任何参数。
图9-2 坐标测量原理
三、三坐标测量机的分类
（一）按CMM 的技术水平分类
1．数字显示及打印型
2
1 Z
Y X
3
O I
A
O I
这类CMM主要用于几何尺寸测量，可显示并打印出测得点的坐标数据，但要获得所需的几何尺寸形位误差，还需进行人工运算，其技术水平较低，目前已基本被陶汰。
2．带有计算机进行数据处理型
这类CMM技术水平略高，目前应用较多。其测量仍为手动或机动，但用计算机处理测量数据，可完成诸如工件安装倾斜的自动校正计算、坐标变换、孔心距计算、偏差值计算等数据处理工作。
3．计算机数字控制型
这类CMM技术水平较高，可像数控机床一样，按照编制好的程序自动测量。
（二）按CMM的测量范围分类
1．小型坐标测量机
这类CMM在其最长一个坐标轴方向（一般为X轴方向）上的测量范围小于500mm，主要用于小型精密模具、工具和刀具等的测量。
2．中型坐标测量机
这类CMM在其最长一个坐标轴方向上的测量范围为500～2000mm，是应用最多的机型，主要用于箱体、模具类零件的测量。
3．大型坐标测量机
这类CMM在其最长一个坐标轴方向上的测量范围大于2000mm，主要用于汽车与发动机外壳、航空发动机叶片等大型零件的测量。
（三）按CMM的精度分类
1．精密型CMM
其单轴最大测量不确定度小于1×10－6L（L为最大量程，单位为mm），空间最大测量不确定度小于（2～3）×10－6L，一般放在具有恒温条件的计量室内，用于精密测量。
2．中、低精度CMM
低精度CMM的单轴最大测量不确定度大体在1×10－4L左右，空间最大测量不确定度为（2～3）×10－4L，中等精度CMM的单轴最大测量不确定度约为1×10－5L，空间最大测量不确定度为（2～3）×10－5L。这类CMM一般放在生产车间内，用于生产过程检测。
（四）按CMM的结构形式分类
按照结构形式，CMM可分为移动桥式、固定桥式、龙门式、悬臂式、立柱式等，见下节。
第二节三坐标测量机的机械结构
一、结构形式
三坐标测量机是由三个正交的直线运动轴构成的，这三个坐标轴的相互配置位置（即总体结构形式）对测量机的精度以及对被测工件的适用性影响较大。图9-3是目前常见的几种CMM结构形式，下面对其结构特点和应用范围作简要介绍。
图9-3 三坐标测量机的结构形式 (a) 移动桥式 (b)固定桥式 (c)中心门移动式 (d) 龙门式 (e)悬臂式
(f) 单柱移动式 (g) 单柱固定式 (h) 横臂立柱式 (i) 横臂工作台移动式
图9-3a 为移动桥式结构，它是目前应用最广泛的一种结构形式，其结构简单，敞开性好，工件安装在固定工作台上，承载能力强。但这种结构的X 向驱动位于桥框一侧，桥框移动时易产生绕Z 轴偏摆，而该结构的X 向标尺也位于桥框一侧，在Y 向存在较大的阿贝臂，这种偏摆会引起较大的阿贝误差，因而该结构主要用于中等精度的中小机型。
图9-3b 为固定桥式结构，其桥框固定不动，X 向标尺和驱动机构可安装在工作台下方中部，阿贝臂及工作台绕Z 轴偏摆小，其主要部件的运动稳定性好，运动误差小，适用于高
(a) (g) (c)
(h)
(d) (e) (i)
(f)
(b) X Z
Y
X
Z Y X Z Y
X Z Y
X Z
Y X Z
Y
X Z
Y X Z
Y
X
Z
Y
精度测量，但工作台负载能力小，结构敞开性不好，主要用于高精度的中小机型。
图9-3c为中心门移动式结构，结构比较复杂，敞开性一般，兼具移动桥式结构承载能力强和固定桥式结构精度高的优点，适用于高精度、中型尺寸以下机型。
图9-3d为龙门式结构，它与移动桥式结构的主要区别是它的移动部分只是横梁，移动部分质量小，整个结构刚性好，三个坐标测量范围较大时也可保证测量精度，适用于大机型，缺点是立柱限制了工件装卸，单侧驱动时仍会带来较大的阿贝误差，而双侧驱动方式在技术上较为复杂，只有Y向跨距很大、对精度要求较高的大型测量机才采用。
图9-3e为悬臂式结构，结构简单，具有很好的敞开性，但当滑架在悬臂上作Y向运动时，会使悬臂的变形发生变化，故测量精度不高，一般用于测量精度要求不太高的小型测量机。
图9-3f为单柱移动式结构，也称为仪器台式结构，它是在工具显微镜的结构基础上发展起来的。其优点是操作方便、测量精度高，但结构复杂，测量范围小，适用于高精度的小型数控机型。
图9-3g为单柱固定式结构，它是在坐标镗的基础上发展起来的。其结构牢靠、敞开性较好，但工件的重量对工作台运动有影响，同时两维平动工作台行程不可能太大，因此仅用于测量精度中等的中小型测量机。
图9-3h为横臂立柱式结构，也称为水平臂式结构，在汽车工业中有广泛应用。其结构简单、敞开性好，尺寸也可以较大，但因横臂前后伸出时会产生较大变形，故测量精度不高，用于中、大型机型。
图9-3i为横臂工作台移动式结构，其敞开性较好，横臂部件质量较小，但工作台承载有限，在两个方向上运动范围较小，适用于中等精度的中小机型。
二、工作台
早期的三坐标测量机的工作台一般是由铸铁或铸钢制成的，但近年来，各生产厂家已广泛采用花岗岩来制造工作台，这是因为花岗岩变形小、稳定性好、耐磨损、不生锈，且价格低廉、易于加工。有些测量机装有可升降的工作台，以扩大Z轴的测量范围，还有些测量机备有旋转工作台，以扩大测量功能。
三、导轨
导轨是测量机的导向装置，直接影响测量机的精度，因而要求其具有较高的直线性精度。在三坐标测量机上使用的导轨有滑动导轨、滚动导轨和气浮导轨，但常用的为滑动导轨和气浮导轨，滚动导轨应用较少，因为滚动导轨的耐磨性较差，刚度也较滑动导轨低。在早期的三坐标测量机中，许多机型采用的是滑动导轨。滑动导轨精度高，承载能力强，但摩擦阻力大，易磨损，低速运行时易产生爬行，也不易在高速下运行，有逐步被气浮导轨取代的趋势。目前，多数三坐标测量机已采用空气静压导轨（又称为气浮导轨、气垫导轨），它具有许多
优点，如制造简单、精度高、摩擦力极小、工作平稳等。
图9-4给出的是一移动桥式结构CMM 气浮导轨的结构示意图，其结构中有六个气垫2（水平面四个，侧面两个），使得整个桥架浮起。滚轮3受压缩弹簧4的压力作用而与导向块5紧贴，由弹簧力保证气垫在工作状态下与导轨导向面之间的间隙。当桥架6移动时，若产生扭动，则使气垫与导轨面之间的间隙量发生变化，其压力也随之变化，从而造成瞬时的不平衡状态，但在弹簧力的作用下会重新达到平衡，使之稳定地保持10μm 的间隙量，以保证桥架的运动精度。气浮导轨的进气压力一般为3～6个大气压，要求有稳压装置。
图9-4 三坐标测量机气浮导轨的结构
1—工作台 2—气垫 3— 滚轮 4— 压缩弹簧 5—导向块 6—桥架
气浮技术的发展使三坐标测量机在加工周期和精度方面均有很大的突破。目前不少生产厂在寻找高强度轻型材料作为导轨材料，有些生产厂已选用陶瓷或高膜量型的碳素纤维作为移动桥架和横梁上运动部件的材料。另外，为了加速热传导，减少热变形，ZEISS 公司采用带涂层的抗时效合金来制造导轨，使其时效变形极小且使其各部分的温度更加趋于均匀一致，从而使整机的测量精度得到了提高，而对环境温度的要求却又可以放宽些。
第三节 三坐标测量机的测量系统
三坐标测量机的测量系统由标尺系统和测头系统构成，它们是三坐标测量机的关键组成部分，决定着CMM 测量精度的高低。
一、标尺系统
标尺系统是用来度量各轴的坐标数值的，目前三坐标测量机上使用的标尺系统种类很多，它们与在各种机床和仪器上使用的标尺系统大致相同，按其性质可以分为机械式标尺系统（如精密丝杠加微分鼓轮，精密齿条及齿轮，滚动直尺）、光学式标尺系统（如光学读数刻线尺，光学编码器，光栅，激光干涉仪）和电气式标尺系统（如感应同步器，磁栅）。根
1
2 3
4
5
6
A-A
A A
据对国内外生产CMM所使用的标尺系统的统计分析可知，使用最多的是光栅，其次是感应同步器和光学编码器。有些高精度CMM的标尺系统采用了激光干涉仪。
二、测头系统
（一）测头
三坐标测量机是用测头来拾取信号的，因而测头的性能直接影响测量精度和测量效率，没有先进的测头就无法充分发挥测量机的功能。在三坐标测量机上使用的测头，按结构原理可分为机械式、光学式和电气式等；而按测量方法又可分为接触式和非接触式两类。
1．机械接触式测头
机械接触式测头为刚性测头，根据其触测部位的形状，可以分为圆锥形测头、圆柱形测头、球形测头、半圆形测头、点测头、V型块测头等（如图9-5所示）。这类测头的形状简单，制造容易，但是测量力的大小取决于操作者的经验和技能，因此测量精度差、效率低。目前除少数手动测量机还采用此种测头外，绝大多数测量机已不再使用这类测头。
(a) (b) (c) (d) (e) (f)
图9-5 机械接触式测头
(a) 圆锥形测头 (b) 圆柱形测头 (c) 球形测头 (d) 半圆形测头 (e) 点测头 (f) V型块测头
2．电气接触式测头
电气接触式测头目前已为绝大部分坐标测量机所采用，按其工作原理可分为动态测头和静态测头。
（1）动态测头
常用动态测头的结构如图9-6所示。测杆安装在芯体上，而芯体则通过三个沿圆周1200分布的钢球安放在三对触点上，当测杆没有受到测量力时，芯体上的钢球与三对触点均保持接触，当测杆的球状端部与工件接触时，不论受到X、Y、Z哪个方向的接触力，至少会引起一个钢球与触点脱离接触，从而引起电路的断开，产生阶跃信号，直接或通过计算机控制采样电路，将沿三个轴方向的坐标数据送至存储器，供数据处理用。
可见，测头是在触测工件表面的运动过程中，瞬间进行测量采样的，故称为动态测头，也称为触发式测头。动态测头结构简单、成本低，可用于高速测量，但精度稍低，而且动态
测头不能以接触状态停留在工件表面，因而只能对工件表面作离散的逐点测量，不能作连续的扫描测量。目前，绝大多数生产厂选用英国RENISHAW 公司生产的触发式测头。
图9-6 电气式动态测头
1—弹簧 2—芯体 3—测杆 4—钢球 5—触点
（2）静态测头
静态测头除具备触发式测头的触发采样功能外，还相当于一台超小型三坐标测量机。测头中有三维几何量传感器，在测头与工件表面接触时，在X 、Y 、Z 三个方向均有相应的位移量输出，从而驱动伺服系统进行自动调整，使测头停在规定的位移量上，在测头接近静止的状态下采集三维坐标数据，故称为静态测头。静态测头沿工件表面移动时，可始终保持接触状态，进行扫描测量，因而也称为扫描测头。其主要特点是精度高，可以作连续扫描，但制造技术难度大，采样速度慢，价格昂贵，适合于高精度测量机使用。目前由LEITZ 、ZEISS 和KERRY 等厂家生产的静态测头均采用电感式位移传感器，此时也将静态测头称为三向电感测头。图9-7为ZEISS 公司生产的双片簧层叠式三维电感测头的结构。
测头采用三层片簧导轨形式，三个方向共有三层，每层由两个片簧悬吊。转接座17借助两个X 向片簧16构成的平行四边形机构可作X 向运动。该平行四边形机构固定在由Y 向片簧1构成的平行四边形机构的下方，借助片簧1，转接座可作Y 向运动。Y 向平行四边形机构固定在由Z 向片簧3构成的平行四边形机构的下方，依靠它的片簧，转接座可作Z 向运动。为了增强片簧的刚度和稳定性，片簧中间为金属夹板。为保证测量灵敏、精确，片簧不能太厚，一般取0.1mm 。由于Z 向导轨是水平安装，故用三组弹簧2、14、15加以平衡。可调弹簧14的上方有一螺纹调节机构，通过平衡力调节微电机10转动平衡力调节螺杆11，使平衡力调节螺母套13产生升降来自动调整平衡力的大小。为了减小Z 向弹簧片受剪切力而产生变位，设置了弹簧2和15，分别用于平衡测头Y 向和X 向部件的自重。
在每一层导轨中各设置有三个部件：①锁紧机构：如图9-7b 所示，在其定位块24上有一凹槽，与锁紧杠杆22上的锁紧钢球23精确配合，以确定导轨的“零位”。在需打开时，可让电机20反转一角度，则此时该向导轨处于自由状态。需锁紧时，再使电机正转一角度
1
2
5
3 4
即可。②位移传感器：用以测量位移量的大小，如图9-7c 所示，在两层导轨上，一面固定磁芯27，另一面固定线圈26和线圈支架25。③阻尼机构：用以减小高分辨率测量时外界振动的影响。如图9-7d 所示，在作相对运动的上阻尼支架28和下阻尼支架31上各固定阻尼片29和30，在两阻尼片间形成毛细间隙，中间放入粘性硅油，使两层导轨在运动时，产生阻尼力，避免由于片簧机构过于灵敏而产生振荡。
该测头加力机构工作原理如图9-7a 所示，其中X 向加力机构和Y 向加力机构相同（图中只表示出了X 向）。X 向加力机构是利用电磁铁6推动杠杆5，使其绕十字片簧8的回转中心转动而推动中间传力杆7围绕波纹管4组成的多向回转中心旋转，由于中间传力杆与转接座17用片簧相连，因而推动测头在X 方向“预偏置”。Z 向加力机构是利用电磁铁9产生的，当电磁铁作用时，在Z 向产生的上升或下降会通过顶杆12推动被悬挂的Z 向的活动导轨板，从而推动测头在Z 方向“预偏置”。
图9-7 加力式三向电感测头
(a)总体结构 (b)锁紧机构 (c)位移传感器 (d)阻尼机构
1—Y 向片簧 2—平衡弹簧 3—Z 向片簧 4—波纹管 5—杠杆 6—电磁铁 7—中间传力杆
8—十字片簧 9—电磁铁 10—平衡力调节微电机 11—平衡力调节螺杆 12—顶杆
13—平衡力调节螺母套 14—平衡弹簧 15—平衡弹簧 16—X 向片簧 17—转接座 18—测杆 19—拔销 20—电机 21—弹簧 22—杠杆 23—锁紧钢球 24—定位块 25—线圈支架 26—线圈 27—磁芯 28—上阻尼支架 29—阻尼片 30—阻尼片 31—下阻尼支架 1 2
3
14 4
5
7
8 9 13
15
16
17
18 6 10
11
12 30 31 29 28
22 25 26 27 23 21 20 19
24 (d) (c)
(b) (a)
Z
X
（3）光学测头
在多数情况下，光学测头与被测物体没有机械接触，这种非接触式测量具有一些突出优点，主要体现在：1）由于不存在测量力，因而适合于测量各种软的和薄的工件；2）由于是非接触测量，可以对工件表面进行快速扫描测量；3）多数光学测头具有比较大的量程，这是一般接触式测头难以达到的；4）可以探测工件上一般机械测头难以探测到的部位。近年来，光学测头发展较快，目前在坐标测量机上应用的光学测头的种类也较多，如三角法测头、激光聚集测头、光纤测头、体视式三维测头、接触式光栅测头等。下面简要介绍一下三角法测头的工作原理。
如图9-8所示，由激光器2发出的光，经聚光镜3形成很细的平行光束，照射到被测工件4上（工件表面反射回来的光可能是镜面反射光，也可能是漫反射光，三角法测头是利用漫反射光进行探测的），其漫反射回来的光经成像镜5在光电检测器1上成像。照明光轴与成像光轴间有一夹角，称为三角成像角。当被测表面处于不同位置时，漫反射光斑按照一定三角关系成像于光电检测器件的不同位置，从而探测出被测表面的位置。这种测头的突出优点是工作距离大，在离工件表面很远的地方（如40mm ～100mm ）也可对工件进行测量，且测头的测量范围也较大（如±5mm ～±10mm）。不过三角法测头的测量精度不是很高，其测量不确定度大致在几十至几百微米左右。
图9-8 激光非接触式测头工作原理
1—光电检测器 2—激光器 3—聚光镜 4—工件 5—成像镜
（二）测头附件
为了扩大测头功能、提高测量效率以及探测各种零件的不同部位，常需为测头配置各种附件，如测端、探针、连接器、测头回转附件等。
1．测端
对于接触式测头，测端是与被测工件表面直接接触的部分。对于不同形状的表面需要采用不同的测端。图9-9为一些常见的测端形状。
图9-9a 为球形测端，是最常用的测端。它具有制造简单、便于从各个方向触测工件表面、接触变形小等优点。
图9-9b 为盘形测端，用于测量狭槽的深度和直径。
5 2
3
1
4
图9-9c 为尖锥形测端，用于测量凹槽、凹坑、螺纹底部和其它一些细微部位。
图9-9d 为半球形测端，其直径较大，用于测量粗糙表面。
图9-9e 为圆柱形测端，用于测量螺纹外径和薄板。
图9-9 测端的形状 (a)球形测端 (b)盘形测端 (c)尖锥形测端 (d)半球形测端 (e)圆柱形测端
2．探针
探针是指可更换的测杆。在有些情况下，为了便于测量，需选用不同的探针。探针对测量能力和测量精度有较大影响，在选用时应注意：1）在满足测量要求的前提下，探针应尽量短；2）探针直径必须小于测端直径，在不发生干涉条件下，应尽量选大直径探针；3）在需要长探针时，可选用硬质合金探针，以提高刚度。若需要特别长的探针，可选用质量较轻的陶瓷探针。
3．连接器
为了将探针连接到测头上、测头连接到回转体上或测量机主轴上，需采用各种连接器。常用的有星形探针连接器、连接轴、星形测头座等。
图9-10为星形测头座示意图，其上可以安装若干不同的测头，并通过测头座连接到测量机主轴上。测量时，根据需要可由不同的测头交替工作。
图9-10 激光非接触式测头工作原理
1—星形测头座 2—测头 3—回转接头座 4—测头 5—星形探针连接器 6—测头 7—测头
4．回转附件
(a) (c)
(d) (b) (e)
5
1 2
6
4
3 7
对于有些工件表面的检测，比如一些倾斜表面、整体叶轮叶片表面等，仅用与工作台垂直的探针探测将无法完成要求的测量，这时就需要借助一定的回转附件，使探针或整个测头回转一定角度再进行测量，从而扩大测头的功能。
常用的回转附件为如图9-11a 所示的测头回转体。它可以绕水平轴A 和垂直轴B 回转，在它的回转机构中有精密的分度机构，其分度原理类似于多齿分度盘。在静盘中有48根沿圆周均匀分布的圆柱，而在动盘中有与之相应的48个钢球，从而可实现以7.5o
为步距的转位。它绕垂直轴的转动范围为360o ，共48个位置，绕水平轴的转动范围为0o ～105o ，共15个位置。由于在绕水平轴转角为0o （即测头垂直向下）时，绕垂直轴转动不改变测端位置，这样测端在空间一共可有48×14＋1＝673个位置。能使测头改变姿态，以扩展从各个方向接近工件的能力。目前在测量机上使用较多的测头回转体为RENISHAW 公司生产的各种测头回转体，图9-11b 为其实物照片。
图9-11 可分度测头回转体 (a) 二维测头回转体示意图 (b) PH10M 测头回转体实物照片
1—测头 2—测头回转体
第四节 三坐标测量机的控制系统
一、控制系统的功能
控制系统是三坐标测量机的关键组成部分之一。其主要功能是：读取空间坐标值，控制测量瞄准系统对测头信号进行实时响应与处理，控制机械系统实现测量所必需的运动，实时监控坐标测量机的状态以保障整个系统的安全性与可靠性等。
二、控制系统的结构
按自动化程度分类，坐标测量机分为手动型、机动型和CNC 型。早期的坐标测量机以手动型和机动型为主，其测量是由操作者直接手动或通过操纵杆完成各个点的采样，
然后在
B
2 2 1 1
A (b)
(a)
计算机中进行数据处理。随着计算机技术及数控技术的发展，CNC型控制系统变得日益普及，它是通过程序来控制坐标测量机自动进给和进行数据采样，同时在计算机中完成数据处理。
1．手动型与机动型控制系统
这类控制系统结构简单，操作方便，价格低廉，在车间中应用较广。这两类坐标测量机的标尺系统通常为光栅，测头一般采用触发式测头。其工作过程是：每当触发式测头接触工件时，测头发出触发信号，通过测头控制接口向CPU发出一个中断信号，CPU则执行相应的中断服务程序，实时地读出计数接口单元的数值，计算出相应的空间长度，形成采样坐标值X、Y和Z，并将其送入采样数据缓冲区，供后续的数据处理使用。
2．CNC型控制系统
CNC型控制系统的测量进给是计算机控制的。它可以通过程序对测量机各轴的运动进行控制以及对测量机运行状态进行实时监测，从而实现自动测量。另外，它也可以通过操纵杆进行手工测量。CNC型控制系统又可分为集中控制与分布控制两类。
（1）集中控制
集中控制由一个主CPU实现监测与坐标值的采样，完成主计算机命令的接收、解释与执行、状态信息及数据的回送与实时显示、控制命令的键盘输入及安全监测等任务。它的运动控制是由一个独立模块完成的，该模块是一个相对独立的计算机系统，完成单轴的伺服控制、三轴联动以及运动状态的监测。从功能上看，运动控制CPU既要完成数字调节器的运算，又要进行插补运算，运算量大，其实时性与测量进给速度取决于CPU的速度。
（2）分布式控制
分布式控制是指系统中使用多个CPU，每个CPU完成特定的控制，同时这些CPU协调工作，共同完成测量任务，因而速度快，提高了控制系统的实时性。另外，分布式控制的特点是多CPU并行处理，由于它是单元式的，故维修方便、便于扩充。如要增加一个转台只需在系统中再扩充一个单轴控制单元，并定义它在总线上的地址和增加相应的软件就可以了。
三、测量进给控制
手动型以外的坐标测量机是通过操纵杆或CNC程序对伺服电机进行速度控制，以此来控制测头和测量工作台按设定的轨迹作相对运动，从而实现对工件的测量。三坐标测量机的测量进给与数控机床的加工进给基本相同，但其对运动精度、运动平稳性及响应速度的要求更高。三坐标测量机的运动控制包括单轴伺服控制和多轴联动控制。单轴伺服控制较为简单，各轴的运动控制由各自的单轴伺服控制器完成。但当要求测头在三维空间按预定的轨迹相对于工件运动时，则需要CPU控制三轴按一定的算法联动来实现测头的空间运动，这样的控制由上述单轴伺服控制及插补器共同完成。在三坐标测量机控制系统中，插补器由CPU程序控制来实现。根据设定的轨迹，CPU不断地向三轴伺服控制系统提供坐标轴的位置命令，单轴伺服控制系统则不断地跟踪，从而使测头一步一步地从起始点向终点运动。
四、控制系统的通信
控制系统的通信包括内通信和外通信。内通信是指主计算机与控制系统两者之间相互传送命令、参数、状态与数据等，这些是通过联接主计算机与控制系统的通信总线实现的。外通信则是指当CMM作为FMS系统或CIMS系统中的组成部分时，控制系统与其它设备间的通信。目前用于坐标测量机通信的主要有串行RS－232标准与并行IEEE－488标准。
第五节三坐标测量机的软件系统
现代三坐标测量机都配备有计算机，由计算机来采集数据，通过运算输出所需的测量结果。其软件系统功能的强弱直接影响到测量机的功能。因此各坐标测量机生产厂家都非常重视软件系统的研究与开发，在这方面投入的人力和财力的比例在不断增加。下面对在三坐标测量机中使用的软件作简要介绍。
一、编程软件
为了使三坐标测量机能实现自动测量，需要事前编制好相应的测量程序。而这些测量程序的编制有以下几种方式。
（一）图示及窗口编程方式
图示及窗口编程是最简单的方式，它是通过图形菜单选择被测元素，建立坐标系，并通过“窗口”提示选择操作过程及输入参数，编制测量程序。该方式仅适用于比较简单的单项几何元素测量的程序编制。
（二）自学习编程方式
这种编程方式是在CNC测量机上，由操作者引导测量过程，并键入相应指令，直到完成测量，而由计算机自动记录下操作者手动操作的过程及相关信息，并自动生成相应的测量程序，若要重复测量同种零件，只需调用该测量程序，便可自动完成以前记录的全部测量过程。该方式适合于批量检测，也属于比较简单的编程方式。
（三）脱机编程
这种方式是采用三坐标测量机生产厂家提供的专用测量机语言在其它通用计算机上预先编制好测量程序，它与坐标测量机的开启无关。编制好程序后再到测量机上试运行，若发现错误则进行修改。其优点是能解决很复杂的测量工作，缺点是容易出错。
（四）自动编程
在计算机集成制造系统中，通常由CAD/CAM系统自动生成测量程序。三坐标测量机一方面读取由CAD系统生成的设计图纸数据文件，自动构造虚拟工件，另一方面接受由CAM加工出的实际工件，并根据虚拟工件自动生成测量路径，实现无人自动测量。这一过程中的测量程序是完全由系统自动生成的。
二、测量软件包
测量软件包可含有许多种类的数据处理程序，以满足各种工程需要。一般将三坐标测量机的测量软件包分为通用测量软件包和专用测量软件包。通用测量软件包主要是指针对点、线、面、圆、圆柱、圆锥、球等基本几何元素及其形位误差、相互关系进行测量的软件包。通常各三坐标测量机都配置有这类软件包。专用测量软件包是指坐标测量机生产厂家为了提高对一些特定测量对象进行测量的测量效率和测量精度而开发的各类测量软件包。如有不少三坐标测量机配备有针对齿轮、凸轮与凸轮轴、螺纹、曲线、曲面等常见零件和表面测量的专用测量软件包。在有的测量机中，还配备有测量汽车车身、发动机叶片等零件的专用测量软件包。
三、系统调试软件
用于调试测量机及其控制系统，一般具有以下软件。
（1）自检及故障分析软件包：用于检查系统故障并自动显示故障类别；
（2）误差补偿软件包：用于对三坐标测量机的几何误差进行检测，在三坐标测量机工作时，按检测结果对测量机误差进行修正；
（3）系统参数识别及控制参数优化软件包：用于CMM控制系统的总调试，并生成具有优化参数的用户运行文件；
（4）精度测试及验收测量软件包：用于按验收标准测量检具。
四、系统工作软件
测量软件系统必须配置一些属于协调和辅助性质的工作软件，其中有些是必备的，有些用于扩充功能。
（1）测头管理软件：用于测头校准、测头旋转控制等；
（2）数控运行软件：用于测头运动控制；
（3）系统监控软件：用于对系统进行监控（如监控电源、气源等）；
（4）编译系统软件：用此程序编译，生成运行目标码；
（5）DMIS接口软件：用于翻译DMIS格式文件；
（6）数据文件管理软件：用于各类文件管理；
（7）联网通讯软件：用于与其他计算机实现双向或单向通讯。
第六节MISTRAL070705型三坐标测量机简介
一、结构形式及主要技术指标
MISTRAL070705型三坐标测量机是意大利DEA公司生产的，其结构如图9-12所示。它为移动桥式结构，横梁采用独特的精密三角梁设计，具有良好的刚性质量比；采用轻型铝
合金桥架、气浮导轨及伺服电机驱动，重量轻，惯性小，运行轻便；采用的标尺为高分辨率的光栅尺。
测量机主要性能参数如下：
行程范围：710×660×460mm
测量精度： 3.5＋4×L／1000μm
分辨率：0.5μm
4
3 5
2
1
6
图9-12 MISTRAL070705型三坐标测量机
1—花岗岩工作台 2—移动桥架 3—Z轴 4—中央滑架 5—横梁 6—底座
二、测量机主要功能
1．几何尺寸测量：可完成点、线、面、孔、球、圆柱、圆锥、槽、抛物面、环的几何尺寸测量，同时可测出相关的形状误差。
2．几何元素构造：通过测量相关尺寸，可构造出未知的点、线、面、孔、球、圆柱、圆锥、槽、抛物面、环等，并计算出它们的几何尺寸和形状误差。
3．计算元素间的关系：通过测量一些相关尺寸，可计算出元素间的距离、相交、对称、投影、角度等关系。
4．位置误差检测：可完成平行度、垂直度、同轴度、位置度等位置误差的测量。
5．几何形状扫描：用DEA公司提供的SCAN3D软件包可对工件进行扫描测量。
三、测量机所具有的测量方式
1．手动测量：在TUTOR测量环境下，利用手控盒手动控制测头进行测量。
2．自动测量：在CNC测量模式下，用DEAPPL语言脱机编制测量程序，经WTCOMP 编译器编译生成TEC执行文件，用其控制测量机自动检测。
3．自学习测量：在TUTOR测量环境下，可采用自学习测量方式。
四、测量机控制系统
该测量机的控制系统安装在测量机后面的金属盒内，是测量机与计算机的接口电路，它通过RS-232串行口与计算机连接。它由电源板、逻辑运算板（LOG186卡）、电机驱动器卡（PWZ4卡）、故障检测板（PILZ 卡）等组成，如图9-13所示。
（1）电源板：为伺服驱动电机和逻辑电路供电。
（2）LOG186卡：用于调整和控制三坐标测量机的三个坐标轴，接收测头信号及采集光栅数据，并处理系统的紧急情况。
（3）PWM24卡：为伺服驱动卡，用于驱动坐标测量机的三个坐标轴。
（4）PILZ 卡：用于系统的故障诊断。
图9-13 MISTRAL070705三坐标测量机的控制系统
控制系统的工作过程为：①计算机分析零件程序指令或操作者的命令，定义将要执行的基本操作，并把它传输到数控装置的逻辑卡；②逻辑卡计算运动的路径，传送参考值到伺服控制卡并检查运动的精度，再把这些值与各轴输出值进行比较；③当测头与工件接触时，逻辑卡读出测量点的位置坐标并传送到计算机，计算机按照测量程序发出的指令来进行处理；④测量结果以选定的格式输出，也可存储起来供以后处理。
五、测头
MISTRAL070705三坐标测量机采用英国RENISHAW 公司生产的测头及其附件。常用
手控盒 计算机
PWM24卡 Y LOG186卡
测头
Z
应急按钮 测量机电缆 电源板
XYZ 驱动电机状态
X 驱动电机 PILZ 卡
光栅 ~220V
的有PH9、PH10M等二维测头回转体和TP2、TP6等触发式测头。PH10M是功能强大的可分度机动测头回转体，能够携带加长杆和各种测头，具备高度可重复性的动态连接，允许快速的测头或加长杆更换而不需要重新校正，它可在垂直方向（A向）旋转0o～105o，在水平方向（B向）旋转-180o～+180o，步进角为7.5o。PH10M测座采用RENISHAW的专利技术“自动铰接”可直接连接TP6等测头，加长杆可达300mm。其重复定位精度高，转位后不需重新标定测头。
六、测量软件
MISTRAL070705三坐标测量机使用的主要软件为DEA公司的TUTOR通用测量软件，它是采用基于特征测量方法的数据处理及控制软件，为用户提供了一个非常容易学习的图形界面（图9-14为测量操作页面），并有100多种已编好的程序来加速工件的检测。它具有如下一些特点：
（1）操作简便，通过简单的鼠标点击完成所有操作。
（2）具有标准操作员界面（如图9-14）。在该环境下，测量机可完成：一些不需要测量机的辅助操作，如激活在线帮助、显示WINDOWS文件管理窗；启动一些不需要测量机的应用软件；接通或断开测量机；执行零件程序；调用数据文件；启动测量功能。
图9-14 TUTOR的标准操作员界面
（3）具备基于结果和基于过程的测量模式，通过选择按钮或调用存储程序，快速完成测量过程。
（4）具有完善的数据输出功能。
（5）在单页测量屏幕菜单上，包括了完成各几何元素测量所须的信息和命令（如图9- 15所示)。且测量指令图形化显示，可利用鼠标激活。
（6）可以自学习方式创建零件程序，用于批量工件的检测。
（7）软件中嵌入了一个称之为MAESTRO的专用教师软件包，操作者可利用它自学控制功能的使用方法。
图9-15 TUTOR的测量操作界面
思考题
1 为什么说三坐标测量机是万能测量设备？
2 三坐标测量机的机械结构有哪些形式，各有何优缺点？
3 在三坐标测量机上使用的导轨有哪些种类，各有何特点？
4 三坐标测量机的标尺系统的种类有哪些，最常用的是哪种，它有什么优点？
5 静态测头和动态测头各有什么特点，分别应用于什么场合？
6 三坐标测量机有哪些测量软件？
参考文献
[1] 张国雄．三坐标测量机．天津：天津大学出版社，1999
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[5] 杨桂珍．三维测量技术实验指导书．南京：南航机电学院中心实验室，2002
三坐标测量仪应用浅谈
三坐标测量仪应用浅谈-机械制造论文 三坐标测量仪应用浅谈 思瑞测量技术(深圳)有限公司 1 三坐标测量房间温度、湿度要求 在工业生产领域，我们会经常的碰到这种各样的问题，其中测量问题应该是最大的问题，因此人们为了能够提高工业产品的精度，研发出了一些先进的测量工具，这些工业测量工具能够有助于我们制造的工业产品更加符合标准，同时也是未来工业领域发展的必然要求。目前三坐标在工业生产中应用的范围非常的广泛，因为能够解决高精度的几何零件和曲面测量问题，同时在工业生产中一些比较复杂的零件也可以借助三坐标进行测量，同时还能够进行接触与非接触的连续扫描，能够在最大限度上提供最精准的数据。在国内三坐标品牌中，思瑞测量生产的三坐标已连续五年生产和销量第一。 我们都知道高精尖的测量仪器，对于测量室的温度、湿度要求比较高，因此我们在进行测量的时候，必须能够保证测量室的温度、适度符合相关的需求，只有这样才能发挥测量仪器的最大功用。 首先，如果是温度或者湿度与要求的值相差太大的话，可能直接影响测量的结果。目前三坐标测量仪使用的温度一般控制在20℃±2℃，因此我们尽可能的保证我们测量室内的温度控制在这个范围内，这样才能提高测量的精准度。 其次，湿度也要控制在50%±10%的范围内。湿度如果太大，一方面影响测量的准确度，另一方面也能影响测量机的使用寿命，如果我们的测量室在南方，那么在夏季（即使在冬季），我们对于测量室内的湿度更应该进行严格的控制，需要抽湿机或者其它的除湿设备保证室内湿度符合规定范围。湿度的增加也
能够直接锈蚀三坐标测量仪的某些关键核心部件，直接损害仪器。 湿度相比较温度对于三坐标测量仪的影响会更大，因此必须将湿度控制在50%±10%的范围内，避免湿度、温度过高或者过低对于仪器产生影响，三坐标本身仪器的价格比较贵，最好能够妥善的保护，最好能设立专门的测量室。 2 三坐标测量仪构成及功能简介 工业现代化水平的不断提高，要求必须有先进的仪器作为支撑，因为本身工业生产领域需要大量的测量工作，因此先进的测量仪器成为了关键性的工具，很多实力比较强的工业生产厂家，都有自己专门的测量部门，同时为了提高测量的精度和准确度，购买了大量的先进的测量仪器，目的就是能够保证工业产品的质量，这里我们简单介绍一种应用范围比较广泛的测量仪器——三坐标测量仪。 目前在工业测量领域发挥重大的作用，如：在汽车零部件测量、模具测量、齿轮测量、五金测量、电子测量、叶片测量、机械制造等方面均发挥了极为重要作用的仪器，那就是三坐标测量仪。在国内品牌中主要生产三坐标测量仪的厂家——思瑞测量，近年来生产和销量排名连续五年第一。三坐标测量仪在测量方面发挥着重要的作用，它是怎样构成的呢？这也是目前很多想了解此设备的人关注的问题。 三坐标测量仪的构成及功能如下： 1、工作台（一般采用花岗石），用于摆放零件支撑桥架；工作台放置零件时，一般要根据零件的形状和检测要求，选择适合的夹具或支撑。要求零件固定要可靠，不使零件受外力变形或其位置发生变化。大零件可在工作台上垫等高块，小零件可以放在固定在工作台上的方箱上固定后测量。 2、桥架，支撑Z 滑架，形成互相垂直的三轴；桥架是测量机的重要组成
三坐标测量机操作规程
三坐标测量机操作规程 一、启动前的准备 1.确保实验室温度在20±2℃，湿度在25%--75%RH； 2.确保电路、气路连接正常，机器导轨无障碍物； 3.用酒精擦拭导轨，由内向外依次擦拭（严禁用酒精擦洗光栅）； 4.检查电压、地线等是否正常，对前置过滤器、冷干机等进行放水 检查，查看三坐标测量机上的三联过滤器是否干净； 5.打开UPS，再依次打开气源开关（总气阀开关—冷干机开关—三坐 标气源开关），保证气压在0.4MPa—0.6MPa（一般为0.48MPa），调节气压时，将压力表下的黑色旋钮拉下，左右旋转即可调节气压，调好气压后，将黑色旋钮按回原位。 二、测量机系统启动 1.启动计算机，打开测头控制器开关（黑色）； 2.打开控制柜电源开关，系统进入自检状态（操纵盒指示全亮），若
系统稳定，则控制柜里的数字为“7”不变，若系统不稳定，则控制柜里的数字在乱变，那就需要重新启动一次系统（重新关开控制柜电源开关即可，时间间隔需20秒以上）； 3.自检完后，点击PC-DMIS软件图标，启动软件系统； 4.冷启动时，软件窗口会提示进行及其回零操作。此时将操纵盒的 “加电”键(SERYO PWR ON)按下，再按下“自动”键（AUTO），再在软件窗口中点击确定，机器将自动回到零位； 5.待机器回到零位后（零位是系统默认的坐标原点），PC-DMIS进入 正常工作界面。 三、测量机系统关闭 1.关闭系统时，先将测头移到安全高度； 2.退出PC-DMIS系统，关闭控制柜电源和测座控制器电源； 3.反顺序关闭气源开关（三坐标气源开关—冷干机开关—总气阀开 关），并对过滤器进行放水处理； 4.关闭计算机、UPS等电源。 四、软件界面 在软件窗口中点击“文件—打开/新建”（快捷键：打开CTRL+O,新建：CTRL+N），“新建”文件时需要在“新建零件程序”窗口中的“零件名”处输入名称（名称不能用中文）其余项不管；“打开”文件则只要找到所需文件的路径并双击，PC-DMIS进入正常工作界面。 视图窗口：点击“视图——图形显示窗口/编辑窗口/报告窗口”，按快捷键CTRL+TAB可用来切换“图形显示窗口”和“报告窗口”。“编
三坐标测量技术基础
金工实习讲稿 三座标测量技术基础 三坐标测量技术基础 、教学目标 1、了解三坐标测量机基本结构 2、了解三坐标测量机基本原理 3、了解三坐标测量机维护保养方法 4、了解测量软件的基本使用 5、掌握运用测量软件进行孔和轴的测量
6、掌握运用测量软件输出检验报告、教学安排
双驱动等技术，提高精度。 从理论上讲，三坐标测量机的特点是：高精度、高效率、万能性。因而多用于工业质量保证，如产品测绘、检验，复杂型面检测，工夹具测量，研制过程中间测量，CNC机床或柔性生产线在线测量等方面。一台坐标测量机综合应用了电子技术、计算机技术、数控技术、光栅测量技术（激光技术）、精密机械（包括新工艺、新材料和气浮技术） 第一章三坐标测量机的结构简介 三坐标测量机的主要结构为工作台、桥架、测头、计算机控制系统等组成 图1.1三坐标测量机结构图 航空、航天、造船行龙门桥式测量机适合于大型 业的大型零件或大型模具的测量。一般都采用双光栅、
图1.2龙门式三坐标测量机 1.2、桥式 桥式测量机是使用最为广泛的一种机构形式。特点是开敞性比较好，视野开阔，上下零件方便。运动速度快，精度比较高。用于复杂零部件的质量检测、产品开发。 图1.3桥式三坐标测量机 1.3、悬臂式 悬臂式测量机开敞性好，测量范围大，可以由两台机器共同组成双臂测量机，尤其适合汽车工业钣金件的测量。主要用于车间划线、简单零件的测量，精
度比较低 图1.4悬臂式三坐标测量机 二、按驱动方式，三坐标测量机可分为以下几种： 手动型一一手工使其三轴运动来实现采点，价格低廉,但测量精度差； 机动型通过电机驱动来实现采点，但不能实现编程自动测量；自动型由计算机控制测量机自动采点，通过编程实现零件自动测量, 且精度咼。
传感器在三坐标测量仪中应用
传感器在三坐标测量仪中的应用 三坐标测量机是一类大型精密测量仪器。它具有空间二个相互垂直的运动导轨 和祁应的二个坐标的位移测量装置，并配有不同性能的测量头、实现对空间点、线、面及其相互 位置呐测量。 一、三坐标测量仪的传感检测系统 二：坐标测量仪的种类较多，性能各异，但其构成框图大多如图15—11所示。 三坐标测量仪由机械部分、ATMEL代理商计算机和二坐标测量仪系统软件部分、测量系统、测量头(探 头)及附件构成。其中测量系统对三坐标测量仅的测量精度、成本影响较大。测量系统种类很 多，按其性质可分为机械式测量系统、光学式测量系统和电学式测星系统。 ‘1)机械式测量系统机械式测量系统在现代坐标测量仪上／、V用已经很少。 (2)光学式测旦系统最常见的是光栅测量系统。它是利用美尔条纹原理检测坐你的移 动量。由于光栅精度高，信号样易纫分，因此，现代二坐标测量仪，持别足计量型测量仪，更多 采用这种测量系统。使用令箭保持清洁的工作环境。除光栅测量系统外，其他光学式测量系 统尚有光学读数刻线尺、光电显微镜和光学编码器、激光下涉仪等， (3)电学式测星系统最常见的是感应同步器测量系统和磁尺测量系统。感府同枣器的
特点足成本低，对环境的适应性强、个伯灰尘和油污，精度在Lm内通常可达l o Mm，常用十少 产型三坐标测量仪。舷尺也心容易制造、成本低品安装等优点．其精度略低3：感应向步器，在 600 n，m内约为主10 J1”，在中、高精度三坐标测旦仪L应用较少。 二、三坐标测量仪的测量探头 ；坐标测量探头安装在各轴的下端。被侧物不同v测旦探头的形式也不向v阁懒—12为常 用的儿种形式。 三坐标测量仪的测量探头按测量方法分为接触式和非接触式购大类。单片机接触式测头应用比 较厂没，非接触式测头多用于一些特殊场合的测量。接触式测头可分为硬测头和软测头两类。 硬测头多为机械测头．主要用于手动测里和精度要求不高的场合，现代三坐标测量仪(特别是 L’N(”三坐标测量仪)牧少使用这种测量头。软测头是目前三坐标测量仪普遍使用的测量头。
三坐标测量机技术规格书1
“三坐标测量仪”技术规格书 一、设备需求 1.设备名称：三坐标测量仪 2.技术要求： 2.1 技术参数： *2.1.1 测量范围: x≥1200mm, y≥600mm, z≥500mm *2.1.2 探测球精度MPEp ≤2.5μm *2.1.3 长度精度MPEe ≤2.2+L/400 (μm) *2.1.4 3D移动速度≥560mm/sec 2.1.5 3D加速度≥1700mm/ sec2 *2.1.6工作台承重≥700Kg 2.1.7 扫描精度≤+/-1μm 2.2 测量功能： 2.2.1 进行完整的几何元素测量； 2.2.2 形位公差测量； 2.2.3 金属钣金和塑料薄壁件测量； 2.2.4 曲线曲面测量； 2.2.5 模具测量； 2.2.6 激光扫描； 2.2.7 模型自动拼接； 2.2.8 可快速、完整、反复测量结构复杂的工件。 2.3 软件功能： 2.3.1 支持完整的几何元素测量； 2.3.2 尺寸和公差报告； 2.3.3 自动校正测头并自动生成测头路径； 2.3.4 CAD数模的导入导出；； 2.3.6 完整的扫描与数字化逆向功能； 2.3.7 支持测针自动更换； 2.3.8 PTB完全认证。 2.4 控制系统： 2.4.1能够实现真正的实时控制； 2.4.2 获欧洲CE认证或美国UL认证。 2.5 其它： 2.5.1 减震结构； 2.5.2 防碰撞装置； * 2.5.3气压调节阀数量≥8个和空气轴承数量≥25个。 3. 主机、附件详细清单 3. 1 标准配置： 3.1.1主机1套； 3.1.2计算机系统1套； ●P4处理器≥3GHz ●内存DDR≥1G
三坐标测量仪
三坐标测量仪 三坐标测量仪是指在一个六面体的空间范围内，能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器，又称为三坐标测量机或三坐标量床。三坐标测量仪又可定义“一种具有可作三个方向移动的探测器，可在三个相互垂直的导轨上移动，此探测器以接触或非接触等方式传递讯号，三个轴的位移测量系统（如光栅尺）经数据处理器或计算机等计算出工件的各点（x，y，z）及各项功能测量的仪器”。三坐标测量仪的测量功能应包括尺寸精度、定位精度、几何精度及轮廓精度等。 机型介绍 结构型式：三轴花岗岩、四面全环抱的德式活动桥式结构 传动方式：直流伺服系统+预载荷高精度空气轴承 长度测量系统：RENISHAW开放式光栅尺，分辨率为0.1μm 测头系统：雷尼绍控制器、雷尼绍测头、雷尼绍测针 机台：高精度（00级）花岗岩平台 使用环境：温度(20±2)℃，湿度40%-70%，温度梯度1℃/m，温度变化1℃/h 空气压力：0.4MPa-0.6Mpa 空气流量：25L/min 长度精度MPEe：≤2.1+L/350(μm) 探测球精度MPEp：≤2.1μm 主要特征
三轴采用天然高精密花岗岩导轨，保证了整体具有相同的热力学性能，避免由于三轴材质不同热膨胀系数不同所造成的机器精度误差。 花岗岩与航空铝合金的比较 1.铝合金材料热膨胀系数大。一般使用航空铝合金材料的横梁和Z轴在使用几年之后，三坐标的测量基准——光栅尺就会受损，精度改变。 2.由于三坐标的平台是花岗岩结构，这样三坐标的主轴也是花岗岩材质。主轴采用花岗岩而横梁和Z轴采用铝合金等其他材质，在温度变化时会因为三轴的热膨胀系数不均同而引起测量精度的失真和稳定。 三轴导轨采用全天然花岗岩四面全环抱式矩形结构，配上高精度自洁式预应力气浮轴承，是确保机器精度长期稳定的基础，同时轴承受力沿轴向方向，受力稳定均衡，有利于保证机器硬件寿命。 3.采用小孔出气专利技术，耗气量为30L/Min，在轴承间隙形成冷凝区域，抵消轴承运动摩擦带来的热量，增加设备整体热稳定性。仔细研究各厂家的技术指标，会发现：欧潼精密的耗气量为30L/Min，而其他的厂家在50-150L/MIN之间.按照物理学理论，当气体以一定的压力通过圆孔的时候，会因为气体摩擦产生热量，在高精密测量中，微小的热量也会影响精度的稳定性，而当出气孔的孔径小于一定的直径的时候，却会相反的会在出气孔的周围形成冷凝效应!正是利用这一物理学原理，采用欧潼小孔出气的技术，使得冷凝效应恰恰抵消测
三坐标测量机的介绍及应用领域
三坐标测量机的介绍及应用
摘要：我公司是专业提供机械测量解决方案的服务提供商，包括三坐标测量、径向跳动测量等。根据我们多年为客户提供服务的实战经验，本文就三坐标测量机的定义，测量原理，测量方法，以及应用等内容进行详细的讲解。 一、三坐标测量机的介绍 三坐标测量机(Coordinate Measuring Machine, CMM) 是指在一个六面体的空间范围内，能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器，又称为三坐标测量仪或三次元。 二、三坐标测量机测量原理 三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，因为它可以代替多种表面测量工具及昂贵的组合量规，并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟。三坐标测量机的功能是快速准确地评价尺寸数据，为操作者提供关于生产过程状况的有用信息，这与所有的手动测量设备有很大的区别。将被测物体置于
三坐标测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置。 三、三坐标使用方法： CMM按测量方式可分为接触测量和非接触测量以及接触和非接触并用式测量，接触测量常于测量机械加工产品以及压制成型品、金属膜等。本文以接触式测量机为例来说明几种扫描物体表面，以获取数据点的几种方法，数据点结果可用于加工数据分析，也可为逆向工程技术提供原始信息。扫描指借助测量机应用PC- DMIS软件在被测物体表面特定区域内进行数据点采集。此区域可以是一条线、一个面片、零件的一个截面、零件的曲线或距边缘一定距离的周线。扫描类型与测量模式、测头类型及是否有CAD文件等有关，状态按纽（手动/DCC）决定了屏幕上可选用的“扫描”（SCAN）选项。若用DCC方式测量，又具有CAD 文件，那么扫描方式有“开线”（OPEN LINEAR）、“闭线”（CLOSED LINEAR）、“面片”（PATCH）、“截面”（SECTION）及“周线”（PERIMETER）扫描。若用DCC方式测量，而只有线框型CAD文件，那么可选用“开线”（OPEN LINEAR）、“闭线”（CLOSED LINEAR）和“面片”（PATCH）扫描方式。若用手动测量模式，那么只能用基本的“手动触发扫描”（MANUL TTP SCAN）方式。若在手动测量方式，测头为刚性测头，那么可用选项为“固定间隔”（FIXED DELTA）、“变化间隔”（VARIABLE DELTA）、“时间间隔”（TIME DELTA）和“主体轴向扫描”（BODY AXIS SCAN）方式。 注意事项： 正确使用三坐标测量仪对其使用寿命、精度起到关键作用，应注意以下几个问题： 1、工件吊装前，要将探针退回坐标原点，为吊装位置预留较大的空间；工件吊 装要平稳，不可撞击三坐标测量仪的任何构件。 2、正确安装零件，安装前确保符合零件与测量机的等温要求。 3、建立正确的坐标系，保证所建的坐标系符合图纸的要求，才能确保所测数据 准确。 4、当编好程序自动运行时，要防止探针与工件的干涉，故需注意要增加拐点。
三坐标测量仪构成及功能简介
三坐标测量仪构成及功能简介 工业现代化水平的不断提高，要求必须有先进的仪器作为支撑，因为本身工业生产领域需要大量的测量工作，因此先进的测量仪器成为了关键性的工具，很多实力比较强的工业生产厂家，都有自己专门的测量部门，同时为了提高测量的精度和准确度，购买了大量的先进的测量仪器，目的就是能够保证工业产品的质量，下面思瑞测量为大家简单介绍一种应用范围比较广泛的测量仪器——三坐标测量仪。 1、工作台（一般采用花岗石），用于摆放零件支撑桥架；工作台放置零件时，一般要根据零件的形状和检测要求，选择适合的夹具或支撑。要求零件固定要可靠，不使零件受外力变形或其位置发生变化。大零件可在工作台上垫等高块，小零件可以放在固定在工作台上的方箱上固定后测量。 2、桥架，支撑Z 滑架，形成互相垂直的三轴；桥架是测量机的重要组成部分，由主、附腿和横梁、滑架等组成。桥架的驱动部分和光栅基本都在主腿一侧，附腿主要起辅助支撑的作用。滑架使横梁与有平衡装置的Z 轴连接；滑架连接横梁和Z 轴，其上有两轴的全部气浮块和光栅的读数头、分气座。 3、导轨，具有精度要求的运动导向轨道，是测量基准。导轨是气浮块运动的轨道，是测量机的基准之一。压缩空气中的油和水及空气中的灰尘会污染导轨，造成导轨道直线度误差变大，使测量机的系统误差增大，影响测量精度。要保持导轨道完好，避免对导轨磕碰，定期清洁导轨。 4、光栅系统（光栅、读数头、零位片），是测量基准。光栅系统是测量机的测长基准。光栅是刻有细密等距离刻线的金属或玻璃，读数头使用光学的方法读取这些刻线计算长度。另外在光栅尺座预置有温度传感器，便于有温度补偿功能的系统进行自动温度补偿。例如思瑞Croma系列的三坐标测量仪采用了欧洲进口的光栅尺，系统分辨率可达0.078μm。 5、驱动系统（伺服电机、传动带）。驱动系统由直流伺服电机、减速器、传动带、带轮等组成。驱动系统的状态会影响控制系统的参数，不能随便调整。 6、空气轴承和空气轴承气路系统（过滤器、开关、传感器、气浮块、气管）。空气轴承（又称气浮块）是测量机的重要部件，主要功能是保持测量机的各运动轴相互无摩擦，由于气浮块的浮起高度有限而且气孔很小，要求压缩空气压力稳定且其中不能含有杂质、油，也不能有水。过滤器系统是气路中的最后一道关卡，由于其过滤精度高，非常容易被压缩空气中的油污染，所以一定要有前置过滤装置和管道进行前置过滤处理。气路中连接的空气开关和空气传感器都具有保护功能，不能随便调整。 目前思瑞三坐标测量仪在工业测量领域行业中，如：在汽车零部件测量、模具测量、齿轮测量、五金测量、电子测量、叶片测量、机械制造等方面均发挥了极为重要的作用。
三坐标测量机的设计概述
目录 第1章绪论 (1) 1.1三坐标测量机的应用与发展 (1) 1.2三坐标测量机测量原理 (4) 1.2.1三坐标测量机的组成： (5) 1.2.2三坐标测量机的结构特点： (5) 1.3设计要求 (6) 1.4主要参数的设定 (6) 第2章三坐标测量进给系统的设计计算 (7) 2.1进给系统电动机的容量的选择 (7) 2.1.1电动机容量的选择原则 (7) 2.1.2步进电动机的概述 (7) 2.1.3步进电动机的容量的计算 (7) 2.2轴概述 (8) 2.2.1轴的用途 (8) 2.2.2轴设计的主要内容 (8) 2.2.3轴的材料 (8) 2.3轴的结构设计 (8) 2.3.1拟定轴上零件的装配方案 (9) 2.3.2轴上零件的定位 (9) 2.3.3轴的结构设计 (9) 2.3.4初步设计轴的最小直径 (10) 2.3.5拟定轴上零件的装配方案 (11) 2.3.6根据轴向定位的要求确定轴的个段直径和长度 (11) 2.3.7轴上零件的轴向定位 (12) 2.3.8确定轴上圆角和倒角尺寸 (12) 2.4丝杠螺母副的选用计算 (12) 2.4.1丝杠螺母的导程的确定 (12) 2.4.2.确定丝杠的等效转速 (12) 2.4.3丝杠的等效负载 (13) 2.4.4确定丝杠所受的最大动载荷 (13) 2.4.5临界压缩负荷 (13) 2.4.6临界转速验算 (14) 2.4.7计算轴承动载荷 (14) 2.4.8丝杠拉压振动和扭转振动的固有频率验算 (15)
2.5丝杠的扭转刚度 (15) 2.6传动精度计算 (16) 2.7导轨的选型及计算 (16) 2.7.1滚动导轨的结构及配置 (16) 2.7.2滚动导轨副的预紧 (17) 2.7.3滚动导轨副润滑防护 (17) 第3章夹具的初步设计 (18) 3.1夹具介绍 (18) 3.2机床夹具的基本要求 (18) 3.3机床夹具概述 (19) 3.3.1夹具的作用： (19) 3.3.2夹具的组成 (19) 第4章三坐标测量机的测头装置 (20) 4.1传感器的原理 (20) 4.2电感传感器 (20) 结论 (22) 参考文献 (23) 致谢 (24)
三坐标测量仪操作规程
无锡市唯尔得塑业有限公司文件编号WERD-IM-29 版本/修订A/0 生效日期2013.01.18 三坐标测量仪操作规程 页码1/2 分发号 为了保障三坐标测量仪的良好运转和使用，按照三坐标测量系统使用要求，特编制本操作规程。 一、三坐标测量仪为精密测试设备，测试人员必须进行上岗培训并取得上岗证方可上岗操作。 二、三坐标测量仪使用前准备 1、开启压力空气干燥机，使冷干压力空气温度达到5℃。 2、开机前应用无水乙醇擦拭机器导轨，导轨擦拭禁用任何性质的油脂。 3、开机前必须检查气源：气压0.40Mpa-0.45Mpa并保持有持续气源供应，电压电流应符合：交流电压220V±10%、电流15A、接地电阻≦5Ω。 4、零件检测时应满足下列环境要求： 室内温度：20℃±2℃ 相对湿度：25﹪—75﹪ 气压要求：=0.43Mpa±0.01 Mpa 5、检查空压气管是否接好，气管是否漏气。气压低于规定值时，不准移动桥、滑架或Z导轨，否则会严重损坏机器。 6、被测零件在检测之前，应先清洗去毛刺，防止在加工完成后零件表面残留的冷却液及加工残留物影响测量机的测量精度及测尖的使用寿命。被测零件在测量之前应在室内恒温，如果温度相差过大就会影响测量精度。根据零件的大小、材料、结构及精度等特点，适当选择恒温时间，以适应测量仪室内温度，减少冷热对零件尺寸的影响。 7、设备和工件确认性能完好方可作业。
三、三坐标测量仪的操作 本系统由空压进气系统、主机、电脑软件系统、整机标准附件四部分组成。开机操作： 1、首先将空压气管开关打开； 2、待气压正常后，打开计算机电源开关； 3、进入操作模式； 4、注意事项： 4-1、大理石平台上摆放工件应轻拿轻放，不可碰撞、划伤，平台、凹槽处经常用吸尘器清扫灰尘。工作台和导轨上不能放置任何无关的东西。 4-2、大型及重型零件在放置到工作台上过程中应轻放，以避免剧烈碰撞造成工作台或零件受损。必要时可以在工作台上放置一块厚橡胶垫以防止碰撞。小型及轻型零件放在工作台上，应固定后再进行测量，否则会影响测量精度。 4-3、使用、安装测头时，螺母要锁紧，在测量中原则上右手不能脱离，以免测头系统掉下碰坏。在工作过程中，如要旋转测座，在转动时（特别是带有加长杆的情况下）一定要远离工件，并保证有足够的空间，以避免发生碰撞。注意保护测头，每次测量后，首先将立轴（Z轴）抬高至工件碰不到处。 无锡市唯尔得塑业有限公司文件编号WERD-IM-29 版本/修订A/0 生效日期2013.01.18 三坐标测量仪操作规程 页码2/2 分发号
三坐标测量机安全操作规程
编号：SM-ZD-65004 三坐标测量机安全操作规 程 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改
三坐标测量机安全操作规程 简介：该规程资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 1、零件检测时应满足下列环境要求： 室内温度：20℃±2℃ 室温变化：0.5℃/ h，2℃/ d 水平0.5℃/ m，垂直0.5℃/ m 空气相对湿度：55﹪-65﹪ 2、因Mistral测量机使用气浮轴承，而压缩空气的质量会造成气浮轴承和气浮导轨的划伤，每天要检查机床气压，定期清洗油水分离器。 3、开机前应用无水乙醇擦拭机器导轨，不能给导轨上擦拭任何性质的油脂。 4、开机前应检查气源，电源是否正常，检查接地，接地电阻应小于4欧姆。 5、被测零件在检测之前，应先清洗去毛刺，防止在加工完成后零件表面残留的冷却液及加工残留物影响测量机的
测量精度及测尖的使用寿命。 6、被测零件在测量之前应在室内恒温，如果温度相差过大就会影响测量精度。根据零件的大小、材料、结构及精度等特点，恒温时间一般在8-24小时。 7、大型及重型零件在放置到工作台上过程中应轻放，以避免剧烈碰撞造成工作台或零件受损。必要时可以在工作台上放置一块厚橡胶垫以防止碰撞。 8、小型及轻型零件放在工作台上，应固定后再进行测量，否则会影响测量精度。 9、在工作过程中，如要旋转测座，在转动时（特别是带有加长杆的情况下）一定要远离工件，并保证有足够的空间，以避免发生碰撞。 10、在工作过程中如有异常情况，应立即停机断电，并及时与厂家联系。 11、工作完成后，要清洗工作面。， 12、工作结束后，关闭电源，关闭机器总气源。 这里填写您的企业名字 Name of an enterprise
三坐标培训小结
三坐标培训小结 一、三坐标的功能 1、形状反求 2、表面粗糙度测量 3、形位公差测量 二、三坐标的结构 1、三坐标的三轴方向如下图所示 z x y 2、三坐标每根轴的机械结构
基本组成为大致为：步进电机、皮带轮、齿形同步带、光栅尺、气浮轴承等组成 其中齿形同步带精度并不是很高，精度主要由光栅尺来保证。 气浮轴承使每根轴悬空，减小了阻力。 驱动的要求： 1）驱动气浮轴承需要60Mpa的气压。 2）湿度为55%~65%，当湿度低于55%的时候可以使用，但高于65%的时候就会出现问题导致不能驱动。 3）温度保持在20~22℃左右 3、三坐标的其他附件 1）安装有配套软件的电脑 2）控制柜 3）空气干冷机、空气压缩机 4）配套的实验物品 5）空调 6）手柄，前后移动可以控制y轴方向移动，左右移动可以控制x轴，左旋控制下降，又旋控制上升。手柄上有急停开关，关机的时候需拍下。还有一个断电保护键，每隔一分钟会是手柄断电，需重新按下后才可以启动。 三、三坐标的操作过程 1、擦灰 三坐标是精密仪器，一点点灰尘颗粒就会造成他的不能正常驱动，所以要擦灰 三坐标需要擦灰的地方主要为大理石质地的导轨，擦拭的工具为脱脂棉沾无水酒精， 擦拭方法为以一条线为方向，朝一个方向擦拭 特别注意！！！！！！！ 由于无水酒精对金属哟腐蚀，所以一定不能让究竟接触三坐标上面的金属部件，尤其是光栅尺，一旦沾了酒精，光栅尺就废了。
2、开空气干燥机和空气压缩机 顺序为 1）关掉电闸，插空气压缩机的插头 2）关闭空气压缩机的排气阀（红色、小阀门）和与空气干燥机相连的阀（黑色、大阀门）3）打开电闸，空气压缩机启动，观察压力表读数，当气压升高到0.2Mpa的时候，关闭电闸，拧开压缩缸下面的排水口进行排水，然后拧开排气阀排气（如果不排气后果很严重），排气之后关掉 4）拔出空气压缩缸的三相电源，插进空气干燥机的电源，打开电闸，让空气干燥机冷却一分钟，关掉电闸 5）插进空气压缩机的三相插头，打开与干燥剂相连的通气阀，打开电闸 6）OK 3、开机 1）观察压力表读数，当气浮轴承压力停止到0.6Mpa的时候， 2）连接电源，一般将电脑电源、三坐标的电源连接到UPS（不间断电源）上。 3）打开控制柜，先将钥匙顺时针拧开，然后拧开急停开关。 4、触碰式探头的操作 1）将触碰式探头安装到位，接上信号线和电源线 2）打开安装有配套软件的电脑，打开CMMManager软件，并不选择脱机操作。 3）将物体放到测量的台子上，例如一个圆柱体，控制手柄，在圆柱体侧面取三个点，碰到圆柱面后探头会自动弹回，此时按空格键使软件采集点。 4）剩下的就是软件操作了，相间CMMManager操作手册。要插铁质的加密狗 5、激光式探头 1）在链接激光式探头的时候首先要将信号线的2、4两根。。短接 2）连好激光探头之后，就可以开机了（注意在安装探头之前一定要保证三坐标关机，两个急停开关（控制柜和控制手柄的）是关闭的） 3）标定：标定用的是一个白色磨砂球，标定指定用球。 4）剩下的就是软件操作了、详见一个操作手册。要插紫色的加密狗 6、关机 关控制柜，拔电源，关空气压缩机，空气干燥机。
三坐标测量机测量原理
三坐标测量机测量原理 三坐标测量机测量原理三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，因为它可以代替多种表面测量工具及昂贵的组合量规，并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟。三坐标测量机的功能是快速准确地评价尺寸数据，为操作者提供关于生产过程状况的有用信息，这与所有的手动测量设备有很大的区别。将被测物体置于三坐标测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置。 三坐标测量机的组成： 1，主机机械系统(X、Y、Z三轴或其它); 2，测头系统; 3，电气控制硬件系统; 4，数据处理软件系统(测量软件); 三坐标测量机在现代设计制造流程中的应用逆向工程定义：将实物转变为C AD模型相关的数字化技术，几何模型重建技术和产品制造技术的总称。广义逆向工程：包括几何逆向，工艺逆向，材料逆向，管理逆向等诸多方面的系统工程。 正向工程：产品设计-->制造-->检验(三坐标测量机) 逆向工程：早期：美工设计-->手工模型(1：1)-->3 轴靠模铣床当今：工件(模型)-->3维测量(三坐标测量机)-->设计à制造逆向工程设备： 1，测量机：获得产品三维数字化数据(点云/特征); 2，曲面/实体反求软件：对测量数据进行处理，实现曲面重构，甚至实体重构; 3， CAD/CAE/CAM软件; 4，数控机床;逆向工程中的技术难点： 1，获得产品的数字化点云(测量扫描系统);
2，将点云数据构建成曲面及边界，甚至是实体(逆向工程软件); 3，与CAD/CAE/CAM系统的集成;(通用CAD/CAM/CAE软件) 4，为快速准确地完成以上工作，需要经验丰富的专业工程师(人员); 三坐标测量机测量原理三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，因为它可以代替多种表面测量工具及昂贵的组合量规，并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟。 三坐标测量机的功能是快速准确地评价尺寸数据，为操作者提供关于生产过程状况的有用信息，这与所有的手动测量设备有很大的区别。将被测物体置于三坐标测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置。 三坐标测量机的组成：1，主机机械系统(X、Y、Z三轴或其它); 2，测头系统; 3，电气控制硬件系统; 4，数据处理软件系统(测量软件);三坐标测量机在现代设计制造流程中的应 用逆向工程定义：将实物转变为CAD模型相关的数字化技术，几何模型重建技术和产品制造技术的总称。 广义逆向工程：包括几何逆向，工艺逆向，材料逆向，管理逆向等诸多方面的系统工程。 正向工程：产品设计-->制造-->检验(三坐标测量机) 逆向工程：早期：美工设计-->手工模型(1：1)-->3 轴靠模铣床当今：工件(模型)-->3维测量(三坐标测量机)--> 设计à制造逆向工程设备： 1，测量机：获得产品三维数字化数据(点云/特征); 2，曲面/实体反求软件：对测量数据进行处理，实现曲面重构，甚至实体重构; 3， CAD/CAE/CAM软件; 4，数控机床;
三坐标测量仪怎么用_三坐标使用教程_三坐标测量仪使用方法
三座标测量仪怎么用，三座标测量使用方法教程 三坐标测量机(CMM)的测量方式通常可分为接触式测量、非接触式测量和接触与非接触并用式测量。 其中，三坐标测量仪接触测量方式常用于机加工产品、压制成型产品、金属膜等的测量。为了分析工件加工数据，或为逆向工程提供工件原始信息，经常需要用三坐标测量机对被测工件表面进行数据点扫描。介绍三坐标测量机的几种常用使用方法及其操作步骤教程。三坐标测量仪为精密测试设备，测试人员必须进行上岗培训并取得上岗证方可上岗操作。 三坐标测量机的使用是应用PC DMIS程序在被测物体表面的特定区域内进行数据点采集，该区域可以是一条线、一个面片、零件的一个截面、零件的曲线或距边缘一定距离的周线等。扫描类型与测量模式、测头类型以及是否有CAD文件等有关，控制屏幕上的“扫描”(Scan)选项由状态按钮(手动/DCC)决定。若采用DCC方式测量，又有CAD 文件，则可供选用的扫描方式有“开线”(Open Linear)、“闭线”(Closed Linear)、“面片”(Patch)、“截面”(Section)和“周线”(Perimeter)扫描；若采用DCC方式测量，而只有线框型CAD文件，则可选用“开线”(Open Linear)、“闭线”(Closed Linear)和“面片”(Patch)扫描方式；若采用手动测量模式，则只能使用基本的“手动触发扫描”(Manul TTP Scan)方式；若采用手动测量方式并使用刚性测头，则可用选项为“固定间隔”(Fixed Delta)、“变化间隔”(Variable Delta)、“时间间隔”(Time Delta)和“主体轴向扫描”(Body Axis Scan)方式。
三坐标测量机操作规程发百度
1 目的 三坐标测量机是一种高精度的测量仪器，优良的使用环境，及时的维护和保养，能延长机器的使用寿命，并可保障精度，降低故障率，提高客户的使用效率。 2适用范围 适用于我公司质量部三坐标测量实验员。 3职责 3.1技术开发部： 3.1.1负责组织技术部人员及质量部人员进行培训。 3.1.2负责编制与提供三坐标测量机的操作规程、维护保养规定、检测产品的检测数 据、检测方法、等实验室应有的文件。 3.2质量部： 3.2.1体系管理员负责监督检查实验人员是否按操作规程、检测方法等标准化操作。 3.2.2负责使用三坐标测量机对模具、检具、产品等进行检测，并出具检测报告。 4程序 4.1、开机前的准备 4.1.1、三坐标测量机对环境要求比较严格，控制机房环境温度和温度（24小时以上） 温度范围：18-22℃温度变化：1℃/h 湿度范围：55%-65% 温度梯度：1℃/m 检测工件按规定时间提前放入测量机房进行恒温，三坐标测量机与检测工件的温差不超过0.3℃。 4.1.2、三坐标测量机使用空气轴承，开机前检查机床气源压力，放出过滤器中的油和水， 定期清洗过滤器及油水分离器。还应注意检查空气压缩机、储气罐和冷冻式空气干燥机。进入测量机的压缩空气要求： 空气压力：0.5-0.7Mpa 过滤精度：0.3μm 空气流量：0.3-0.46 m3/min 4.1.3、三坐标测量机的导轨加工精度很高，与空气轴承的间隙很小，开机前清洁测量机 的导轨和工作台表面，花岗岩导轨和工作台表面用无水乙醇擦拭。切记在保养过程中不能给任何导轨上任何性质的油脂。 4.1.4、开机前检查电源，在我国电源电压及频率的稳定性有待提高，所以雷顿三坐标必 须配置不间断稳压电源。设备必须有可靠的接地装置，接地电阻小于4Ω，当大于4Ω时，应补增接地装置长度。定期检查接地电阻，并注意日常维护。 4.1.5、在南方湿润的环境中还应该定期把电控柜打开，使电路板也得到充分的干燥，避 免电控系统由于受潮突然加电后损坏。经常检查光栅尺表面是否有水滴（尤其是开关
三坐标测量仪培训手册
三坐标讲义 第一节课学前知识 一．三坐标概况 1.三坐标组成 三坐标主要由以下几部分组成：测量机主机，控制系统，计算机（测量软件），测座、测头系统。 2.测量机主机 这是测量机的基本硬件，有多种结构形式： 移动桥式：活动桥式测量机是使用最为广泛的一种机构形式。特点是开敞性比较好，视野开阔，上下零件方便。运动速度快，精度比较高。有小型、中型、大型几种形式。 固定桥式：固定桥式测量机由于桥架固定，刚性好，动台中心驱动、中心光栅阿贝误差小，以上特点使这种结构的测量机精度非常高，是高精度和超高精度的测量机的首选结构。 高架桥式：高架桥式测量机适合于大型和超大型测量机，适合于航空、航天、造船行业的大型零件或大型模具的测量。一般都采用双光栅、双驱动等技术，提高精度。 水平臂式：水平臂式测量机开敞性好，测量范围大，可以由两台机器共同组成双臂测量机，尤其适合汽车工业钣金件的测量。 关节臂式：关节臂式测量机具有非常好的灵活性，适合携带到现场进行测量，对环境条件要求比较低。 各种结构三坐标“图” 以活动桥式测量机为例，介绍三坐标主要组成及功能： 工作台（一般采用花岗石），用于摆放零件支撑桥架；工作台放置零件时，一般要根据零件的形状和检测要求，选择适合的夹具或支撑。要求零件固定要可靠，不使零件受外力变形或其位置发生变化。大零件可在工作台上垫等高块，小零件可以放在固定在工作台上的方箱上固定后测量。 桥架，支撑 Z 滑架，形成互相垂直的三轴；桥架是测量机的重要组成部分，由主、附腿和横梁、滑架等组成。桥架的驱动部分和光栅基本都在主腿一侧，附腿主要起辅助支撑的作用。由于这个原因，一般桥式测量机的横梁长度不超过 2.5 米，超过这个长度就要使用双光栅等措施对附腿滞后的误差进行补偿，或采用其他机构形式。 滑架，使横梁与有平衡装置的 Z 轴连接；滑架连接横梁和 Z 轴，其上有两轴的全部气浮块和光栅的读数头、分气座。气浮块和读数头的调整比较复杂，直接影
三坐标测量机的测头
三坐标测量机的测头
触发式测头是对工件表面进行离散点数据的采集，扫描系统能够连续采集大量表面点的 数据，从而给出关于工件表面形状清晰描述。扫描是在需要描述工件形状或者是测量复杂形状工件时的理想选择。常用测头如下： PH10M可分度机动测座 产品综述： PH10M是功能强大的分度机动测座，能够携带长加长杆和各种测头。具备高度可重复性的动态连接，允许快速的测头或加长杆更换而不需要重新校正。 PH10M特点： - 自动关节固定，可重复测头定位 - 与所有M8螺纹的测头兼容 - 能够携带长达300mm的加长杆 - A 轴105度，B 轴360度，7.5度进位，共720个可重复定位 - 杆固定 PH10MQ/PH10MQH可分度机动测座 产品综述： PH10MQ/PH10MQH，具有紧凑的机构，能够固定在测量机Z轴内部，从而提高了Z向的行程，使得测量空间更大。 PH10MQ/PH10MQH可分度测座，功能强大。能够携带长加长杆和各种高性能测头，SP600M 或者是TP7M。 基于其高重复性和可自动连接，使得在运行过程中自动进行测头和探针的更换，而不需要重新校准(使用ACR1)。
产品特点： - 自动关节固定，可重复测头定位 - 与所有M8螺纹的测头兼容 - 能够携带长达300mm的加长杆 - A 轴105度，B 轴180度，7.5度进位，共720个可重复定位 - 杆固定 PH10T可分度机动测座 PH10T，属于通用的分度式测座。能够实现720个位置的重复定位，从而可完成对于任何工件特征的检测。所有M8螺纹的测头，都能够直接安装在PH10T自身的M8螺纹孔上。PH10T 是PH10系列测座的扩展，采用PHC 10-2控制器，并与其他许多RENSHAW产品兼容。PH10T特点： - 与所有M8螺纹的测头兼容 - 能够携带长达300mm的加长杆 - A 轴105度，B 轴180度，7.5度进位，共720个可重复定位 - 杆固定
浅谈三坐标测量应用
海克斯康测量技术(青岛) 有限公司
青岛市株洲路 188 号 邮编：266101 电话：86 532 8089 - 5188 传真：86 532 8870 - 3060 https://www.360docs.net/doc/f412971567.html,
HexMet Qingdao
188 Zhuzhou Road, Qingdao 266101, China t 86 532 8089 - 5188 f 86 532 8870 - 3060 https://www.360docs.net/doc/f412971567.html,
浅谈三坐标测量应用
无锡市蠡园开发区鹰普（中国）有限公司 李广飞
[摘要]：通过对三坐标测量机的实践编程操作，能有了自己一套方式的测量理念，而且不断 应用在产品开发当中，使得变为更为合理的简易可用,更能得到多数客户的认可，有效地完成 了产品开发周期和创新理念。 [关键词]：测量理念；简易可用；创新
前言 ：
三坐标作为本身，它的作用是用来完成对所有被测元素的一种数字和图形化输出。但在 实际测量过程中，其编制程序的理念各有所不同，虽然最终的目的也许都是一样的，但考虑 到对其结果会有争议性和不合理性，所以在这里我把自己的测量理念用举例的方式来做下比 较，也为了以后能更好的学习，希望对同行的能有点帮助。强调下：没有绝对上的测量理 念，只有完善的更合理的编程思路。 因为现在的测量机对软件的驱动要求很高，有了高端的测量软件模块才可以实现我们通 常所说的眼看即可测，当然，硬件也是不可忽视的，比如：机器配置的探测系统，控制系 统，所以有了它们作为前提才可以让我们的理念在测量中得到展示。
应用及方案：
当我们一开始就拿到工件与图纸的时候，首先是对图纸进行分析，分析的要素是有哪些 元素是被做为测量对象；选择被测工件需要用到的探测测针和根据前者考虑工件的合理装 夹。 测量元素：首先要知道图纸中的所有基准元素，这类被列为必测对象；其次是图纸中关
塑造测量的未来
三坐标测量机作业指导书(含表格)
三坐标测量机作业指导书 （ISO9001-2015） 1.0目的： 三坐标作为公司重要精密检测设备，为了维护测量机的使用精度以及安全，制定本操作维护规程。 2.0适用范围： 本公司三坐标测量室以及测量室人员 3.0参考文件 3.1《PC-DMI使用手册》、 3.2《Function Plus 用户手册(MSFP-03-1C)》 3.3《CROMA用户手册(MSC-03-2C)》 4.0技术参数 4.1测量行程：2000x3300x1000（X、Y、Z)(龙门式测量机) 4.2机台承重：1吨 4.3导轨:各轴均采用气浮轴承 4.4传动系统：X轴与Z轴采用同步带，Y轴为齿轮条传动 4.5光栅系统：HEIDENHAIN（镀金）线性光栅尺
4.6探测系统；测座TESASTARM-M8,测头TESASTAR-MP6A104/6BC 4.7测量软件:PC-DMISBASIC 4.8超控形式：手动/自动 5.0 检测前的准备工作 5.1测量机房的温度要保持在20±2℃，相对湿度25~75%； 5.2稳压电源的输出的电压为220±10V： 5.3气源的供气压力为≥0.9Mpa: 5.4用无水乙醇（酒精）与无尘纸擦拭机床的三轴导轨面与测针，标准球；5.5了解到要测量工件的生产编号，找到2D图纸查看基准角的位置，工件清理干净；不得有铁屑，毛刺，等其他。 5.6在摆放到工作台时工件的基准角的位置必须放在机床零点的位置,向下放时不得有太大的震动声； 5.7需要3D数据时，到UG软件里进行转换，打开文件→导出IGES→选中要导出的文件→输出保存的位置→点击应用； 5.8打开干燥机，注意需要先通气在通电源→打开三坐标处的气源，气源需达到0.4-0.6MPa,→开启电源，控制柜电源和测头控制器。 6.0工作程序 6.1新建测量零件文件架，打开PC-DMIS Premium 2011(Release)软件→弹出测