三坐标测量机介绍
三坐标测量仪
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。
(完整版)三坐标测量机
三坐标测量机三坐标测量机，也称为CMM，是典型的现代化仪器设备，它由机械系统和电子系统两大部分组成。
涵盖了几乎所有的普通尺寸测量，数据处理，外形分析等现代测量任务。
三坐标测量机的测量过程是由测头通过三个坐标轴导轨在三个空间方向自由移动实现的，在测量范围内可到达任意一个测点。
三个轴的测量系统可以测出测点在X，Y，Z三个方向上的精确坐标位置。
根据被测几何型面上若干个测点的坐标值即可计算出待测的几何尺寸和形位误差。
另外，在测量工作台上，还可以配置绕Z 轴旋转的分度转台和绕X 轴旋转的带顶尖座的分度头，以方便螺纹、齿轮、凸轮等的测量。
1、三坐标测量机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，经过数学处理方法求出其尺寸和形位误差。
如图所示，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O1；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。
2、三坐标测量机系统的硬件构成和功能三坐标测量机系统的硬件主要有三部分组成：⑴终端控制计算机和打印机：在三坐标测量机系统的硬件结构中，计算机是整个测量系统的管理者。
计算机实现与操作者对话、控制程序的执行和结果处理、与外设的通讯等功能。
三坐标测量机校准规范介绍
提高产品质量
高精度的三坐标测量机是保证产品质量的关键因素之一，通过校准规范对设备进 行校准，可以确保产品在制造过程中得到准确的测量，从而提高产品的合格率。
校准规范有助于企业建立完善的质量管理体系，确保产品质量的稳定性和可靠性 ，增强企业的市场竞争力。
结果评估与反馈
对校准结果进行评估，确定三坐标测量机的 性能状态，并根据评估结果提出相应的改进 建议和措施。
05
三坐标测量机校准中的常见 问题及解决方案
设备故障排除
总结词
设备故障排除是校准过程中的重要环节，针对不同类型的故障采取相应的措施，确保设 备正常运行。
详细描述
三坐标测量机在使用过程中可能会出现各种故障，如传感器故障、电气系统故障、机械 系统故障等。针对不同类型的故障，校准人员需要具备相应的专业知识和技能，能够准 确判断故障原因，并采取相应的措施进行修复。在故障排除过程中，应遵循安全操作规
远程校准技术可以降低校准成本和时间，提高校准的准确性和可靠性，同时还可以实现跨地区、跨行 业的校准服务，是未来校准行业发展的重要趋势。
THANKS
延长设备使用寿命
三坐标测量机的使用寿命与其维护和保养密切相关，而校 准规范是设备保养的重要环节之一。通过定期校准，可以 及时发现设备潜在的问题和故障，避免因设备损坏而导致 停机和维护成本的增加。
校准规范通常包括设备使用和维护的建议和指导，有助于 操作人员正确使用和维护设备，延长其使用寿命。
03
三坐标测量机校准规范内容
将校准工具按照要求安装在三坐标测量机上。
运行校准程序
根据校准计划运行相应的校准程序，进行各项参 数的校准。
4 三坐标测量机概述(1)
三坐标测量机---功能
• • • • 测量高精度的几何零件和曲面； 测量复杂形状的机械零部件； 检测自由曲面； 可选用接触式或 非接触式测头进 行连续扫描。
三坐标测量机---应用
• 主要用于机械、汽车、航空、军工、家具、工具原型、 机器等中小型配件、模具等行业中的箱体、机架、齿轮、 凸轮、蜗轮、蜗杆、叶片、 • 曲线、曲面等的测量，还可 • 用于电子、五金、塑胶等行 • 业中，可以对工件的尺寸、 • 形状和形位公差进行精密检 • 测，从而完成零件检测、外 • 形测量、过程控制等任务。
优点： 1. 结构简单、紧凑，刚度好，具有 较开阔的空间。 2. 工作台固定，承载能力强，工件 质量对测量机的动态性能没有影 响。
缺点： 1. Y轴光栅尺在工作台一侧，X向阿 贝误差大。 2. Y轴传动在一侧，造成较大的绕Z 轴偏摆。 3. 移动部件质量大，运动惯量大。
三坐标测量机---机械结构
固定桥式:
小型测量机：<500mm 中型测量机: 500～200mm 大型测量机: >2000mm
三坐标测量机---分类
• • • • • 按自动化程度分 按测量范围分 按测量精度分 按测量方式分 按结构形式与运 动关系分
生产型：7µ m/m
精密型：4.5µ m/m
计量型：2µ m/m 车间型：20 µ m/m
优点：Y轴上移，减小移动部件质 量，适宜大型测量机。
缺点： 1. 结构复杂。 2. 双边高架需双驱动双光栅。
三坐标测量机---机械结构
关节式: 悬臂式: NHL
三坐标测量机---材料
• • • • • 铸铁 钢 花岗岩 陶瓷 铝
三坐标测量机---材料
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三坐标测量机介绍
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三坐标测量机的工作原理
三坐标测量机的工作原理
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三坐标测量机的工作原理基于"触针"和"感应器"的配合
当测头上的触针接触到被测物体时，会根据接触点的位置产生信号， 这个信号会被感应器接收并转化为电信号
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然后，电信号被传送到控制系统，控制系统根据这些信号控制移动 平台和测头的运动，以实现对被测物体的精确测量
测量
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三坐标测量机的应用
三坐标测量机的应用
制造业：在制造业中， 三坐标测量机被广泛应 用于工件的质量检测， 如汽车零部件、精密机 械零件等。通过对工件 的尺寸、形状、表面粗 糙度等进行精确测量， 可以确保产品的质量符 合要求
计量学：在计量学中 ，三坐标测量机被用 于建立和维护测量基 准，为各种计量工作 提供准确的数据
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三坐标测量机的结构
三坐标测量机的结构
三坐标测量机主要由 以下几个部分组成
三坐标测量机的结构
主机框架：这是测量机的骨架，它支撑并固定 着其他组成部分
移动平台：这个平台可以沿着三个坐标轴移动， 从而实现空间中任意点的定位
测头系统：测头是测量机的核心部分，它能够 根据需要测量物体的尺寸和形状
控制系统：控制系统负责整个测量机的运行， 包括移动平台的控制、测头的控制等
断和治疗方案的制定
艺术修复：在艺术修复中， 三坐标测量机被用于对艺术 品进行精确的尺寸和形状测 量，以帮助修复师进行艺术
品的修复和保护工作
质量控制：在质量控制领域， 三坐标测量机被用于对生产 过程中的产品进行实时监控， 以确保产品的质量符合预期
虚拟现实与仿真技术：在虚 拟现实与仿真技术中，三坐 标测量机被用于获取精确的 实物数据，以构建高度逼真
三坐标测量机的简介
第一章三坐标测量机的概述一、三坐标测量机的发展历史世界上第一台测量机是英国FERRANTI公司于1956年研制成功，当时的测量方式是测头接触工件后，靠脚踏板来记录当前坐标值，然后使用计算器来计算元素间的位置关系。
1962年菲亚特汽车公司一位质量工程师在意大利都灵创建了世界上第一家专业制造坐标测量设备的公司，即先在仍然知名的DEA（Digital Electronic Automation）公司。
随后，DEA公司先后推出了手动、机动并首先使用气浮导轨技术的测量机，也相应配备了各种测头和软件，使之成为世界上最大的测量机供应商之一。
1964年，瑞士SIP公司开始使用软件来计算两点间的距离，开始了利用软件进行测量数据计算的时代。
随后的国ZEISS公司使用计算机辅助工件坐标系代替机械对准，从此测量机具备了对工件基本几何元素尺寸、形位公差的检测功能。
随着计算机的飞速发展，测量机技术进入了CNC控制机时代，完成了复杂机械零件的测量和空间自由曲线曲面的测量，测量模式增加和完善了自学习功能，改善了人机界面，使用专门测量语言，提高了测量程序的开发效率。
从90年代开始，随着工业制造行业向集成化、柔性化和信息化发展，产品的设计、制造和检测趋向一体化，这就对作为检测设备的三坐标测量机提出了更高的要求，从而提出了新一代测量机的概念。
其特点是：1、具有与外界设备通讯的功能；2、具有与CAD系统直接对话的标准数据协议格式；3、硬件电路趋于集成化,并以计算机扩展卡的形式,成为计算机的大型外部设备。
到1992年全球就拥有三坐标测量机46100台，工业发达的欧美、日韩每6-7台机床配备一台三坐标测量机，我国三坐标测量机生产始于20世纪70年代，现在已被广泛应用在机械制造、汽车、家电、电子、模具和航空航天等制造领域，并保持快速增长。
国内外生产三坐标的厂家较多如：德国的蔡司、意大利的Cord3、日本的三丰、美国的谢菲尔德，国内的海克斯康、青岛雷顿、西安爱德华、北京航空精密机械研究所（303所）、上海机床厂、上海第三机床厂、北京二机床、北京机床研究所、天津大学和新天光学仪器厂。
2024年三坐标培训教程
三坐标培训教程引言：三坐标测量机（CMM）是一种高精度、高效率的测量设备，广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造等领域。
为了更好地掌握三坐标测量机的操作和应用，本文将为您介绍三坐标培训教程，帮助您快速上手并熟练使用三坐标测量机。
第一章：三坐标测量机概述1.1三坐标测量机的定义三坐标测量机是一种通过测量物体在三个坐标轴上的坐标值来确定其形状、尺寸和位置的测量设备。
它主要由测量系统、控制系统、数据处理系统和机械结构组成。
1.2三坐标测量机的分类根据测量范围和测量方式的不同，三坐标测量机可以分为桥式三坐标测量机、龙门式三坐标测量机、水平臂式三坐标测量机等。
1.3三坐标测量机的应用领域三坐标测量机广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造、模具制造、电子制造等行业，用于检测工件的尺寸、形状、位置误差等。
第二章：三坐标测量机的操作流程2.1开机准备（1）检查设备是否正常，包括电源、气源、水源等。
（2）开启设备，进行预热。
（3）检查测量系统的探头、测针等是否完好。
2.2编程与测量（1）根据工件的特点和测量要求，编写测量程序。
（2）将工件放置在测量机的工作台上，并调整工件位置。
（3）运行测量程序，进行自动测量。
2.3数据处理与分析（1）测量完成后，对测量数据进行处理，包括滤波、平滑等。
（2）分析测量数据，得出工件的尺寸、形状、位置误差等。
（3）根据测量结果，判断工件是否符合要求。
2.4关闭设备测量完成后，关闭设备，清理工作台，整理测量工具。
第三章：三坐标测量机的维护与保养3.1设备的日常维护（1）保持设备清洁，定期清理工作台和测量系统。
（2）检查设备的各个部件，如导轨、丝杠、探头等，确保其正常工作。
（3）定期检查设备的电源、气源、水源等，确保其稳定供应。
3.2设备的定期保养（1）定期对设备进行校准，确保测量精度。
（2）定期对设备的机械结构进行润滑，延长设备使用寿命。
（3）定期对设备的控制系统和数据处理系统进行升级和维护。
三坐标机的结构及原理
三坐标机的结构及原理三坐标机是一种用于精确测量物体位置和形状的仪器，广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天等领域。
本文将介绍三坐标机的结构及原理，包括坐标系建立、探测系统、数据处理、机器运动、控制系统和测量结果输出等方面。
1.坐标系建立在三坐标机中，坐标系的建立是测量过程的基础。
通常采用右手直角坐标系作为基准坐标系，由X、Y、Z三个轴组成。
建立步骤如下：（1）选择一个平滑且稳定的平面作为基准面，将其确定为X-Y 平面；（2）设定测量零点，即X和Y轴的正方向交汇点，称为原点；（3）根据实际测量需求，确定测量范围和分辨率。
2.探测系统三坐标机的探测系统包括探针、传感器和图像识别等组成部分。
探针用于接触被测物体并获取数据，传感器则用于将探针采集到的信号转化为电信号，再由图像识别技术对数据进行处理和分析。
（1）探针：通常采用红宝石或钢针作为探针头部，可实现精确的测量；（2）传感器：主要有电容、光学、光电等多种类型，根据实际需求进行选择；（3）图像识别：通过对采集到的图像进行处理和分析，提取出物体的轮廓和特征。
3.数据处理三坐标机中的数据处理系统包括机械臂的控制、数据的采集和处理等。
具体过程如下：（1）机械臂控制：通过计算机程序控制机械臂的移动，实现自动化测量；（2）数据采集：通过探针和传感器采集物体表面的坐标值；（3）数据处理：将采集到的数据进行格式转换、滤波、插值等处理，以提高测量精度。
4.机器运动三坐标机的机器运动部分包括机械臂、工作台等。
机械臂通常采用滚动丝杠、伺服电机等机构，实现X、Y、Z三个轴向的运动。
工作台则用于支撑被测物体，并在机械臂的带动下实现联动运动。
机器运动的方式和原理主要基于精密机械设计和电机控制技术，实现高精度的位置控制和速度调节。
5.控制系统三坐标机的控制系统包括电路控制和PLC控制等。
电路控制主要指各种电子元件和芯片组成的电路系统，用于实现信号的转换和放大，以及电机的驱动和控制等功能。
三坐标测量机的工作原理及适用范围
三坐标测量机的工作原理及适用范围三坐标测量机，也称为CMM ，是典型的现代化仪器设备，它由机械系统和电子系统两大部分组成。
涵盖了几乎所有的普通尺寸测量，数据处理，外形分析等现代测量任务。
1、三坐标测量机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，经过数学处理方法求出其尺寸和形位误差。
如图所示，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。
21 ZY X3OIAO I2、三坐标测量机的使用范围2.1．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。
2.2．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。
2.3．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。
2.4．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。
2.5．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。
三坐标测量仪工作原理
三坐标测量仪工作原理
三坐标测量仪是一种用于测量物体三维形状和尺寸的精密测量设备。
它能够实现对物体的长度、宽度、高度、角度、半径等参数的测量，并能够生成与物体表面形状一致的三维模型。
三坐标测量仪的工作原理基于三个相互垂直的坐标轴，分别为X 轴、Y轴和Z轴，通过测量某一点与基准点的坐标差值，从而确定该点在三维空间中的位置。
三坐标测量仪内部包含一个高精度的测量传感器，用于探测物体表面的形状并输出其坐标数据。
当测量仪启动时，探针会移动到起点位置，并记录下该点的坐标。
随后，探针会按照预设的路径移动到待测点，并将其坐标数据与起点坐标进行比较，得出两点之间的坐标差值。
为了提高测量的准确性和稳定性，三坐标测量仪通常采用多点测量、多角度测量和多次测量的方法。
通过对同一点进行多次测量，测量仪可以减小由于传感器精度、机械系统误差等原因带来的测量误差，提高测量的可靠性。
同时，三坐标测量仪还内置了计算机系统，用于处理和分析采集到的数据。
通过对测量数据的分析和计算，三坐标测量仪可以生成物体的三维坐标数据和表面模型，并可将其转化为CAD文件或其他格式的数据输出。
总之，三坐标测量仪通过测量传感器和坐标轴的协同工作，实现对物体三维形状和尺寸的精确测量，并可生成与物体表面形
状相一致的三维模型。
它因其高精度、高效率的测量能力，被广泛应用于制造业领域的零部件测量、装配质量检验等方面。
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三坐标测量机介绍
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。
三坐标测量仪三轴均有气源制动开关及微动装置，可实现单轴的精密传动,数据采集系统采用高性能手动三坐标专用系统，可靠性好。
应用于产品设计、模具装备、齿轮测量、叶片测量机械制造、工装夹具、汽摩配件、电子电器。