三坐标测量
三坐标最大允许误差
三坐标最大允许误差摘要：1.三坐标测量机的概述2.三坐标允许误差的定义3.三坐标测量机的最大允许误差标准4.三坐标测量机的应用领域正文：1.三坐标测量机的概述三坐标测量机，又称为三坐标测量仪，是一种高精度的测量设备，主要用于测量物体的三维空间尺寸，包括长度、高度和深度等。
它具有高精度、高效率和操作简便等特点，被广泛应用于机械制造、航空航天、汽车制造等领域。
2.三坐标允许误差的定义三坐标允许误差是指三坐标测量机在测量过程中，测量结果与实际值之间的差异。
通常情况下，三坐标测量机的允许误差包括绝对误差和相对误差两种。
3.三坐标测量机的最大允许误差标准我国对三坐标测量机的最大允许误差有严格的标准。
根据GB/T 13850-2019《三坐标测量机》标准规定，三坐标测量机的最大允许误差应满足以下要求：（1）长度测量的最大允许误差：±(5+L/1000)μm，其中L 为测量长度（mm）；（2）高度测量的最大允许误差：±(5+H/1000)μm，其中H 为测量高度（mm）；（3）深度测量的最大允许误差：±(5+D/1000)μm，其中D 为测量深度（mm）。
4.三坐标测量机的应用领域三坐标测量机在多个领域具有广泛的应用，如：（1）机械制造：用于测量各种机械零件的尺寸，以确保其符合设计要求；（2）航空航天：用于测量航空航天器的零部件，以确保其满足高精度、高可靠性的要求；（3）汽车制造：用于测量汽车零部件的尺寸，以确保汽车的性能和安全性；（4）电子行业：用于测量电子元器件的尺寸，以确保其符合电子产品的设计要求。
总之，三坐标测量机是一种高精度的测量设备，具有重要的应用价值。
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。
三坐标最大允许误差
三坐标最大允许误差
一、三坐标测量机的概述
三坐标测量机，作为一种高精度的测量设备，广泛应用于工业生产、航空航天、汽车制造等领域。
它通过对物体三个坐标轴（X、Y、Z）的精确测量，为产品质量控制、工艺改进提供重要依据。
二、三坐标最大允许误差的定义和意义
三坐标最大允许误差，是指在测量过程中，测量设备在三个坐标轴上所允许的最大误差值。
它直接影响着测量结果的准确性和可靠性。
最大允许误差越小，测量设备的精度越高，对生产过程的把控能力越强。
三、三坐标最大允许误差的影响因素
1.测量设备的精度：测量设备的精度越高，最大允许误差越小。
2.测量环境：温度、湿度等环境因素对测量设备的精度有较大影响，进而影响最大允许误差。
3.测量操作技巧：操作人员的技术水平和经验，直接关系到测量结果的准确性。
四、提高三坐标测量精度的方法
1.选择高精度测量设备：选购时注意了解设备的分辨率、测量范围等技术参数，确保设备精度满足需求。
2.定期校准和维护：定期对三坐标测量机进行校准，确保测量结果的准确性。
同时，定期维护设备，保证设备处于良好的工作状态。
3.控制环境因素：确保测量环境温湿度稳定，避免对测量设备造成影响。
4.提高操作技能：加强操作人员的技术培训，提高测量操作水平。
五、总结与展望
三坐标测量机在现代制造业中具有重要地位，其最大允许误差直接关系到测量结果的准确性。
通过选购高精度设备、定期校准维护、控制环境因素和提高操作技能等方法，可以有效提高三坐标测量精度，为我国制造业的发展提供有力支持。
三坐标测量机介绍
2
三坐标测量机的工作原理
三坐标测量机的工作原理
1
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
2
3
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
4
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
1
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
三坐标测量知识点总结
三坐标测量知识点总结
一、坐标系
坐标系是指用来定位一个点位置的参考系统。
常见的坐标系有直角坐标系、极坐标系、三维坐标系等。
在三坐标测量中，通常使用的是三维坐标系。
三维坐标系由三个相互垂直的坐标轴构成，分别是x轴、y轴和z轴。
x轴和y轴在平面上，z轴垂直于平面。
二、坐标变换
在实际测量中，常常需要把一个点的坐标从一个坐标系转换到另一个坐标系。
这就涉及到坐标变换的问题。
坐标变换的基本原理是通过旋转、平移和缩放等方法将一个点在不同坐标系下的表示相互转换。
在三坐标测量中，常见的坐标变换方法有欧拉角、四元数、矩阵变换等。
三、测量仪器
在三坐标测量中，常用的测量仪器有全站仪、GPS、测距仪等。
全站仪是一种多功能的测量仪器，它可以同时测量水平角、垂直角和斜距，并且可以通过计算得出点的三维坐标。
GPS可以通过卫星信号定位确定点的三维坐标。
测距仪可以测得点到测量仪器的距离，结合水平角和垂直角可以计算出点的三维坐标。
四、误差分析
在三坐标测量中，测量误差是不可避免的。
误差的产生可能源于仪器精度、环境条件、人为因素等。
对误差进行分析和控制是保证测量精度的重要环节。
常见的误差分析方法有残差分析、最小二乘法等。
综上所述，这四个方面是三坐标测量中的重要知识点。
通过学习这些知识点，可以掌握三坐标测量的基本原理和方法，为实际工程测量提供技术支持。
三坐标检测方法
三坐标检测方法三坐标检测是检验工件的一种精密测量方法，广泛应用于机械制造业、汽车工业等现代工业中。
具体来说，它通过运用三坐标测量机对工件进行形位公差的检验和测量，判断该工件的误差是否在公差范围之内。
三坐标检测方法的标准步骤如下：1. 校验测头：将测头的直径误差和形状误差分别控制在-3个微米和正负3个微米以内，然后进入测量模式画面。
2. 设定基准：先测工件的一个平面，设为基准平面A；再测一条线，设为基准B；再测一个点作为基准C。
3. 测量工件所需尺寸：通过关系转换得出结果。
测量工件的外形尺寸，可以通过点与点之间的距离，在“构造”窗口里，选择“构造-条线”按钮来得出结果。
4. 找基准原点C：可用工作分中的相交点作为C基准。
具体方法是先测工件的四条线，在“构造”窗口中，选择“构造对称线”按钮，再选择对称两条线之间的关系。
这两条对称线之间的中心线就出来了，另外两条线方法一样。
完成之后，在“关系”里，选择两条中心线，交点会显示出来，选这个交点作为基准 C。
其中任意一条中心线还可以作为基准B。
5. 查看形位公差：注意先选基准再选被测。
此外，三坐标检测有时也运用到逆向工程设计中，即对一个物体的空间几何形状以及三维数据进行采集和测绘，提供点数据，再用软件进行三维模型构建的过程。
在垂直轴上的探测系统记录测量点任一时刻的位置。
在测量过程中，坐标测量机将工件的各种几何元素的测量转化为这些几何元素上点的坐标位置，再由软件根据相应几何形状的数学模型计算出这些几何元素的尺寸、形状、相对位置等参数。
以上内容仅供参考，如需获取更多信息，建议查阅三坐标检测方法的有关资料或咨询专业人士。
三坐标测量基础知识
向。X、Y、Z表示三坐标测量机的坐标位置，矢量I、J、K
表示了三坐标测量机三轴正确的测量方向。
在三坐标测量中矢量准确指明测头垂直触测被测特征的
方向，即测头触测后的回退方向。
I = 0.707
Z
(+K ) Y (+J )
J = 0.707
K=0
45度方向矢量
45
°
X
(+I )
余弦误差
不正确的矢量测量产生余弦误差
A
30
形位公差实例
位置度 Ø20±0.2 0.15 M A
A 40
Dia Bonus MMC
19.80 19.90 20.00 20.10 20.20
0 0.15 0.10 0.25 0.20 0.35 0.30 0.45 0.40 0.55
最大实体条件
位置公差解析
以下图显示了为什么两个点距离一样但不是每个都在公差之内 。
Z+
X-
Y+
Y-
X+
Z-
工作平面
例：XY工作平面测量圆元素
135 deg
90 deg
45 deg
180 deg
0 deg
+Y +X
225 deg 270 deg
315 deg
工作平面 例：平面元素做工作平面测量圆
工作平面
RationalDMIS工作平面
RationalDMIS在“工作平面”选项里可以选择所需 的面，作为当前的工作平面。“最近的CRD平面”这 个窗口承受从元素数据区拖放平面元素。以下几种种 状况下平面元素用来做计算和探头补偿：
根本几何元素
圆锥
最小点数: 6
三坐标测量报告
三坐标测量报告引言三坐标测量是一种先进的精密测量技术，广泛应用于工业制造中。
它通过测量物体的三维坐标数据，可以精确地描述物体的形状、尺寸及其与设计要求之间的差异。
本报告将介绍三坐标测量的基本原理、应用范围以及样例分析。
一、三坐标测量原理三坐标测量系统由测量机、测头及软件组成。
测量机通过精密的导轨系统实现运动，测头则通过接触或非接触方式获取物体的坐标数据。
软件则通过数据处理和分析，提供测量结果。
三坐标测量的原理基于数学几何学和激光测距等技术，能够实现高精度的测量。
二、三坐标测量的应用1. 制造业三坐标测量在制造业中具有重要的应用价值。
它可以用于检测零部件的尺寸是否符合设计要求，以及表面质量是否达到标准。
通过三坐标测量，制造商可以及时发现产品的问题，保证产品质量，提高生产效率。
2. 航空航天在航空航天工业中，三坐标测量可用于检测飞机零部件的尺寸和形状。
通过与CAD模型的比对，可以及时发现制造过程中的误差，确保零部件的精确度。
三坐标测量还可用于测量飞机表面的曲率，以评估飞机的空气动力学性能。
3. 汽车工业在汽车制造过程中，三坐标测量可以帮助检测车身零部件的质量。
通过精确测量车身结构的尺寸，制造商可以确保车身的合理结构，提高车辆的安全性和乘坐舒适度。
同时，三坐标测量还可用于汽车外观件的检测，确保外观质量符合设计要求。
三、三坐标测量报告示例分析以某汽车零部件的三坐标测量为例，以下是报告中的关键内容：1. 尺寸测量报告详细记录了零部件的各个尺寸参数，如长度、宽度、高度等。
将测量结果与设计要求进行对比，评估尺寸差异，以判断零部件的质量是否符合标准。
2. 形状测量通过各个点的坐标数据，报告描述了零部件的形状特征，如曲率、曲面度，以及边缘的平直度等。
这些数据可以帮助制造商判断零部件的加工精度和几何形状，及时发现问题并进行调整。
3. 表面质量测量报告还包括了零部件表面质量的评估。
通过测量点的位置和表面均方差等数据，可以判断零部件的光洁度、表面平整度等质量指标，以确保零部件表面符合设计要求。
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三座标测量机主要测量功能
（几何元素测量与评价）
常规测量：点、直线、平面、圆、园柱、园锥、球 空间测量：空间点、空间曲面、空间曲线 分析计算：拟合、计算 测量评价：尺寸公差、形位公差
坐标测量机的技术特点
• 一次装夹完成 尽可能多的复杂 测量
• 完成人工无法 胜任的测量工作， 并保持测量结果 的一致性
坐标测量机形式－－多关节式
坐标测量机形式－－多关节式
• 应用灵活 • 测量精度较低 • 测量现场应有 座标设定装置
坐标测量机形式－－多关节式
坐标测量机形式－－多关节式
坐标测量机形式－－多关节式
坐标测量机形式－－多关节式
坐标测量机形式－－多关节式
坐标测量机形式－－多关节式
坐标测量机形式－－多关节式
对测量机的控制 测量探针组合定义与校验 测量手动操作控制 被测几何元素定义 测量结果的显示与输出 测量坐标系确定 自动测量程序编辑与调试运行 基于CAD测量程序脱机编制
一般测量操作流程
测头校正 系统启动 启动MeasureMax+ 安装被测工件 建立工件坐标系 进行测量 结果输出 退出MeasureMax+ 关闭系统图4.57.
三座标测量机平面曲线测量原理
•在测量平面内测量 •探头中心数据获取 •二维曲线还原计算 •曲线偏置计算 •曲线测量评价
关于坐标测量的一个简单问题讨论
C1
C2
C3
L1 ? L2 ?
测量要求？
坐标测量基准建立－－测量坐标系
3
2
1
3－2－1
坐标测量基准建立－－测量坐标系
1。确定空间平面 2。确定平面轴线 3。设置原点
三座标测量机触发式探头系统
三座标测量机触发式探头系统
三座标测量机回转式探头系统
• 探测灵活 • 组合方便 • 回转定位有步距
三座标测量机探头系统参数
三座标测量机探针系列
三座标测量机的组合式探针系统
•有限的探针接长 • 灵活的多向组合 • 探针的自动交换
三座标测量机探针系统
• 满足零件测量要求 • 满足零件测量过程要求
坐标测量典型零件－－箱体零件
坐标测量典型零件－－箱体零件
坐标测量典型零件－－压铸零件
压铸零件测量特点
• 空间虚拟测量座标系 • 空间点三维测量
坐标测量典型零件－－压铸零件
坐标测量典型零件－－钣金零件
• 精密测量工装辅助 • 间接测量方式 • 空间曲线曲面测量
坐标测量典型零件－－塑料零件
114
测量操作流程
115
坐标测量软件界面
图4.59 CMM Control Center主窗口
坐标测量软件界面
图4.60. Quick Teach窗口
坐标测量软件界面
图4.61 Measure Window
坐标测量软件界面
坐标测量软件界面
1。确定空间平面 （尺寸投影平面）
2。确定平面轴线 （尺寸投影方向）
Manua l
User
DME Pre CAD Pos DME Pre CAD Pos DME Pre CAD Pos
CAD Pre DME Pos
CAD Pre DME Pos CAD Pre DME Pos
DME Pre CAD Pos DME Pre CAD Pos DME Pre CAD Pos DME Pre QIS Post
本章主要内容
座标测量机工作原理与组成 数字测量技术与应用方法 基于CAD的数字测量技术 基于座标数字测量的质量控制 数字测量技术及其发展
三座标测量机
• 测量精度高 • 工作适应性强
三座标测量机工作对象
世界上第一台三座标测量机
（1960）
传统测量与坐标测量的比较
传统测量技术
坐标测量技术
对工件需要进行人工的调整
三座标测量机测量精度的定义方法
单轴测量精度＝基本测量精度＋被测量空间长度/单轴精度基数
三维测量精度＝基本测量精度＋被测量空间长度/空间精度基数
测量分辩率
测量重复精度
空间测量精度
三坐标测量机的特点在于能在一次装夹工件 的情况下对复杂零件进行空间的测量，但由于 目前还没有用于检验三坐标测量机空间精度的 专用标准检验装置，因此各三坐标测量机制造 厂商对各自的三坐标测量机的空间测量精度都 有自已的定义，但其具体形式基本与单轴测量 精度的定义一致
• 示教再现方式:即一边手动测量，一边由 计算机将该过程记录下来，然后经过调试 后完成自动测量程序的编制工作。
• 脱机编程:这将建立在相应的脱机编制软 件以及被测零件的CAD模型基础之上。
在线示教编程
几何元素的测量
几何元素测量
件在测量机上的 定位应该是非常精确的，就如同在数控上进么加 工时定位那样。然而在三坐标测量机的实际应用 中，这种定位却根本不用十分精确，这是因为三 坐标测量机是一种测量仪器，它能够通过自身的 测量，得到零件在其测量机世界坐标系的方位， 然后通过一定的计算换算，得出相应的控制与测 量方位，在这种情况下，实际上完成了软件方面 的方位找正，这是测量机不同于加工机床定位的 最大之处。
复杂零件CAD辅助三座标精密测量
复杂零件CAD辅助三座标精密测量
复杂零件CAD辅助三座标精密测量
空间曲面三座标精密测量
复杂零件CAD辅助三座标精密测量
坐标测量机形式－－悬臂式
坐标测量机形式－－悬臂式
坐标测量机形式－－悬臂式
坐标测量机形式－－悬臂式
坐标测量机形式－－龙门式
坐标测量机形式－－多关节式
坐标测量软件界面
设 置 完 毕 ， 开 始 扫 描
坐标测量软件界面
显 示 结 果
图4.68 圆度误差
基于CAD的坐标测量
特殊零件的坐标测量
特殊零件的坐标测量
CAD模型转换与接口
传统的三座标测量系统数据传输方法
CAD A CAD B CAD C
CAD Pre DME Pos
CAD Pre DME Pos CAD Pre DME Pos
CAD Pre DME Pos
CAD Pre DME Pos CAD Pre DME Pos
QIS
DME Pre CAD Pos
DME Pre CAD Pos DME Pre CAD Pos DME Pre QIS Post
DME Ⅰ DME Ⅱ DME Ⅲ
DMIS格式三座标控制数据传输
CAD A Pre Pro
坐标测量基准建立－－测量坐标系
1
2
3
坐标测量基准建立－－测量坐标系
1。确定空间平面 （尺寸投影平面） 2。确定平面轴线 （尺寸投影方向）
3。设置原点
坐标测量软件操作过程
图4.58. MeasureMax+测量软件
测量软件基本功能
MeasureMax+是一款基于CAD和几何量测量 数据接口规范的三坐标测测量软件，主要功能如 下：
组合式测量夹具
组合式测量夹具
测量零件装夹
测量零件装夹
测量零件装夹
测量零件装夹
测量零件装夹
测量零件装夹
测量零件装夹
三座标测量系统
• 三座标测量机 • 探针系统 • 测量夹具 • 工件装夹辅助系统 • 系统联锁与保护
三座标测量系统应用
三座标测量机的操作与程序编制
• 手动测量:完全手工操作
配备了T-Probe附件后，跟踪仪 将成为一台能测量各种隐藏点的走动 式坐标测量机。同时还能跟踪测量移 动物体的空间位置与空间方位。
数字投影测量仪
三座标测量机总体结构
•基础支承 •运动支承 •驱动及检测系统 •探头系统 •控制与操作系统
三座标测量机轴线支承体系布局
•空气轴承支承 •最小的运动磨擦 •良好的精度保持性
坐标测量机形式－－多关节式扫描
FarS系列激光扫描系 统不仅功能强大、一机多 用，而且测量柔性极好， 对使用环境和操作技能无 特别要求（几乎无测量死 角），可用于生产车间和 一般设计室，可将边界测 量（接触式）和复杂曲面 测量（激光扫描）结果方 便地结合起来，是目前市 场上性能价格比最好的三 坐标测量和检测系统之一 。
坐标测量机形式－－多关节式扫描
FarS系列激光扫描系统不 仅是一台可移动的三坐标测量 机，也是一部三维激光扫描系 统，其功能集合了三坐标测量 机的对物体特征量（如边界、 孔位、位置度等）的测量能力， 还具备了激光扫描对复杂曲面 的快速、非接触的测量能力
坐标测量机形式－－多关节式扫描
激光三座标测量机原理
几何量数字测量的概念
• 几何定义 • 数字控制 • 离散检测 • 数学计算 • 计量评估
三座标测量机基本工作原理
通过探测传感器（探头）与测量空 间轴线运动的配合，对被测几何元素进 行离散的空间点位置的获取，然后通过 一定的数学计算，完成对所测得点（点 群）的分析拟合，最终还原出被测的几 何元素，并在此基础上计算其与理论值 （名义值）之间的偏差与评估，从而完 成对被测零件的检验工作。
三座标测量机空气轴承结构示意
三座标测量机横梁结构示意
三座标测量机总体控制框图
三座标测量机温度补偿系统
•温度状态检测 •测量补偿计算
温度对三座标测量的影响
三座标测量机误差分布
三座标测量机固定式探头系统
• 测量精度高 •精度保持性好 • 探针组合量大
三座标测量机固定式探头系统
三座标测量机固定式探头系统
坐标测量机形式－－多关节式扫描
机械式与激光测量的精度比较
球坐标测量仪－－激光跟踪仪
激光跟踪仪工作原理
激光跟踪仪是一种可移动的大 尺寸几何量测量装置，其工作原理如 下图所示。它通过跟踪仪上α、θ角配 合激光束R对测量反射球的跟踪运动， 构成一个球坐标的测量体系，从而能 够完成空间几何元素测点信息的获取， 并通过测量软件完成对空间几何元素 尺寸、尺寸公差与形位公差、空间曲 面曲线的分析计算工作。