三坐标测量机简介
海克斯康三坐标测量机
海克斯康三坐标测量机1. 简介海克斯康三坐标测量机（Hexacon CMM）是一种广泛用于工业制造领域的高精度测量设备。
它通过测量物体在三维空间中的坐标位置来确定其几何形状，从而实现对产品质量的检测和控制。
海克斯康三坐标测量机具有精度高、测量范围广、自动化程度高等特点，在汽车、航空航天等行业得到了广泛应用。
2. 原理海克斯康三坐标测量机采用了多种传感器和测量方法来实现高精度的测量。
其基本原理是利用激光干涉、接触探测或视觉识别等方式获取待测物体的坐标信息，并通过与测量机本体上的坐标系统比对，得出物体的三维坐标位置和尺寸数据。
2.1 激光干涉测量激光干涉测量是海克斯康三坐标测量机常用的非接触测量方法之一。
它利用激光的相干性原理，通过比较光波的相位差来确定物体表面的高度差。
海克斯康测量机上的激光干涉传感器可以快速获取物体表面的点云数据，并以此计算出物体的三维坐标。
2.2 接触式测量接触式测量是海克斯康三坐标测量机的另一种常用测量方式。
通过在测量机上安装触发式探针或测量针，可以对待测物体进行接触测量。
当探针接触到物体表面时，测量机会自动记录相应的坐标数据，并通过相关的软件算法计算出物体的三维坐标。
2.3 视觉识别测量视觉识别测量是海克斯康三坐标测量机的另一个重要测量方式。
通过在测量机上安装摄像头或激光扫描仪，可以快速获取物体表面的图像或点云数据。
测量机上的软件可以实现对图像或点云数据的处理和分析，从而得到物体的三维坐标等相关信息。
3. 应用领域海克斯康三坐标测量机在工业制造领域有着广泛的应用。
以下是一些典型的应用领域：3.1 汽车制造在汽车制造过程中，海克斯康三坐标测量机可以用于测量汽车零部件的尺寸和形状，以确保它们符合设计要求。
例如，可以测量引擎零部件的几何尺寸和表面形状，以确保其与其他零部件的配合精度。
3.2 航空航天在航空航天行业中，海克斯康三坐标测量机可以用于测量航空发动机部件、飞机机身等关键部件的几何尺寸和形状。
三坐标测量机介绍
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。
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领域三坐标测量机（Coordinate Measuring Machine，简称CMM）是一种精密测量工具，它利用电子传感器和计算机技术，能够测量出物体各个位置的坐标，并实现对各种尺寸、形状和位置精度的测量。
三坐标测量机主要由三个坐标轴、测量头、测量软件和计算机系统组成。
它的工作原理是通过测量头的移动和定位，来测量物体上的点坐标，并将所测得的数据转化为三维坐标系内的测量结果。
三坐标测量机精度高、可重复性好，能够测量出物体的形状、尺寸、位置精度等多个参数，广泛应用于各个行业。
1.制造业：三坐标测量机可用于各种工件的质量检测、尺寸测量、表面形状检测等。
在汽车、航空、航天、机械等制造业中，三坐标测量机被广泛应用于产品研发、生产过程中的质量控制，以及维修和维护过程中的精度检测。
2.电子业：在电子产业中，三坐标测量机可用于PCB板的尺寸测量、焊接质量检测、组件的形状测量等。
它能够帮助生产商确保电子器件的准确精度和符合设计要求。
3.医疗器械：三坐标测量机可用于医疗器械的尺寸检测、表面光洁度评估、零件的装配精度检测等。
它在医疗器械的设计、生产和质量控制过程中起到了重要的作用。
4.船舶工程：三坐标测量机可用于船舶工程中的船体建模、尺寸测量、异形零件与装配件的测量等。
它能提供精确的数据支持，确保船舶工程的质量和安全。
5.航空航天业：在航空航天业中，三坐标测量机可用于飞机部件的复杂曲面测量、形状偏差分析等。
它帮助制造商确保飞机组件精度达到要求，提高航空器的安全性。
6.运动器械：三坐标测量机在运动器械行业中可用于测量设备的尺寸、角度精度、平整度等。
它对于保证运动器材的性能和安全起到了关键作用。
总之，三坐标测量机在制造业、电子业、航空航天、医疗器械、船舶工程、运动器械等领域有着广泛的应用。
它的高精度、高可靠性和高效率为各个行业提供了重要的支持和保障，能够提高产品质量、提升生产效率，为技术研发和产品改进提供了可靠的测量数据。
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。
三坐标测量机的基本操作
三坐标测量机的基本操作
三坐标测量机（CMM）是一种用于测量物体三维几何形状的
机器。
它通过测量物体表面上的点坐标，来计算出物体的尺寸、位置和形状等信息。
三坐标测量机的基本操作包括以下几个步骤：
1. 定位和固定物体：将被测物体固定在三坐标测量机的测量平台上，并使用夹具、夹具角或软夹等方式使其稳定。
2. 选择测量程序：根据被测物体的形状和尺寸选择相应的测量程序。
测量程序是事先编程好的，包括测量路径、测量点的分布和测量方法等。
3. 校准和参考点：使用已知尺寸和位置的参考物体或标定球进行校准，确保测量机的测量结果准确可靠。
在测量之前，还需要定义被测物体上的一些参考点或基准面。
4. 进行测量：启动测量程序，三坐标测量机会自动进行测量。
它会按照预定的测量路径，在被测物体上通过探针探测点的坐标，并记录下来。
根据测量路径和测量点的坐标，可以计算出物体的尺寸、位置和形状等信息。
5. 数据分析和处理：根据测量结果，进行数据分析和处理。
可以使用专业的测量软件进行数据处理，例如计算物体的圆度、直径、角度等。
还可以将测量结果与设计图进行比对，检测出偏差和误差。
6. 结果输出：将测量结果输出，可以以数据表格、图形、图像或报告等形式进行展示和记录。
测量结果可以用于质量控制、产品改进、工艺改进等方面。
在进行三坐标测量机的基本操作时，需要注意操作规范和注意事项，比如保持测量环境的清洁和稳定，避免人为误差，及时进行维护和校准等。
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
论述三坐标测量机的重要作用
论述三坐标测量机的重要作用一、三坐标测量机简介。
三坐标测量机，简称CMM，是由三个相互垂直的运动轴X、Y、Z建立起一个直角坐标系，测头的一切运动都在这个坐标系中进行，测头的运动轨迹由测球中心点来表示。
测量时，把被测零件放在工作台上，测头与零件表面接触，三坐标测量机的检测系统可以随时给出测球中心点在坐标系中的精确位置。
当测球沿着工件的几何型面移动时，就可以得出被测几何型面上各点的坐标值。
将这些数据送入计算机，通过相应的软件进行处理，就可以精确地计算出被测工件的几何尺寸、形状和位置公差等。
它广泛应用于机械制造、仪器制造、电子工业、航空工业等各领域。
二、三坐标测量机的引进提高了检测效率和精度、加速了公司产品质量的提高。
三坐标测量机使用以前的检测设备大部分都是基于手工检测，检测结果受人为因素的影响较大，同时也严重的影响了工作效率。
由于以前缺少先进的检测手段，有些形状和位置公差无法检测，而采用专用检具检测又往往难以正确反映产品的加工精度，引进三坐标测量机后这些已不在是问题，全都轻松实现，大大的提高了检测精度。
原来需做工装才能完成测量的工件在三坐标测量机上直接就可以测量，节省大量的工装制作费用和存放空间，降低了产品成本费用。
对产品质量进行了预防控制，通过对重点关键零部件进行定期、定量抽检，形成了固定的检测程序，节省了大量的时间，提高了检测效率的同时，还提供了大量的可以对比分析的数据。
同时还对生产现场的质量问题时时测量跟踪，对于检测不合格的产品及时进行工艺、工装、设计等方面的改进，使产品质量不断的获得提高，产品的合格率越来越高。
三、三坐标测量机为提高公司生产工艺水平作出了贡献。
三坐标测量机使用以前的检测设备大部分缺少三维检测手段，影响了各公司生产工艺水平的提高，是企业长期难以解决的问题。
汽车车身主要由冲压件焊接而成，因此模具的好坏直接影响到钣金件以至于整车质量，而汽车的完美特性使得模具曲面更加复杂，如果用常规的检测方法很难实现对模具的检测，因此通过三坐标测量机测量冲压件，能够生成精确到微米级的三维数据偏差和图形报告，可以直接看到某一位置的质量优劣，给模具的修改带来前所未有的便捷。
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。
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• Drive Systems
• Displacement Transducers
• Counter Balance Mechanism
Basic Principle of Structure Design
Abbe Principle
If the scale is not exactly along the measurement axis the angle errors produce measurement errors called Abbe errors. For many instruments the Abbe offset is not near zero and significant errors can be made.
Structure Characteristics:
1. Worktable (movable in Xaxis, along the guide in bed) 2. Bridge-frame (mounted on the bed, unmovable) 3. Carriage moves in Y-axis 4. Probe shaft moves in Zaxis
Considerations
Chap. 6 Non-Cartesian CMMs
Fundamentals of CMMs
• Coordinate Metrology & Advantage of CMMs
• Basic Principle of Structure Design
• Basic CMM Configurations
• Structural Materials
• Guideways and Air Bearings
• Drive Systems
• Displacement Transducers
• Counter Balance Mechanism
Fundamentals of CMMs
• Coordinate Metrology & Advantage of CMMs
Disdvantages of Fixed Bridge CMMs
One side scale -> Big Abbe offset
Basic CMM Configurations
Fixed Bridge CMMs
Suitable for ultra-high accuracy CMMs
• Moving Bridge CMMs • Cantilever CMMs • L-shaped Bridge CMMs
• Fixed Bridge CMMs
• Gantry CMMs • Horizontal Arm CMMs
Basic CMM Configurations
Moving Bridge CMMs
Basic CMM Configurations
L-shaped Bridge CMM
Structure Characteristics:
1. Worktable (optional) 2. L-shaped bridge (movable in Xaxis) 3. Carriage (movable in Y-axis) 4. Probe shaft (movable in Z-axis)
The Nature of Coordinate Metrology
• Calculating the relevant substitute geometric elements in terms of parameters specifying size, form, location and orientation. • Evaluating the required workpiece features.
Basic Principle oHale Waihona Puke Structure Design
Drive Offset
The distance from the center of gravity of the moving part to the line of driving force should be as small as possible to eliminate the twist.
Fundamentals of CMMs
• Coordinate Metrology & Advantage of CMMs
• Basic Principle of Structure Design
• Basic CMM Configurations
• Structural Materials
• Guideways and Air Bearings
Basic CMM Configurations
Variant Designs of Moving Bridge CMMs
Basic CMM Configurations
Moving Ring Bridge CMM
Advantages
• High rigidity • Less Abbe offset • Central drive
Disadvantages of Moving Bridge CMMs
One side scale in X-axis -> big Abbe-error; One side driving system of X-axis -> creeping & yaw around Z-axis; Unsuitable for large CMMs.
• Basic Principle of Structure Design
• Basic CMM Configurations
• Structural Materials
• Guideways and Air Bearings
• Drive Systems
• Displacement Transducers
Basic CMM Configurations
Advantages of Fixed Bridge CMMs
Good accessibility Mass of the workpiece does not influence CMM’s dynamic behavior Lower center of gravity than moving bridge CMMs -> Less creeping, suitable for big CMMs
• Counter Balance Mechanism
The Nature of Coordinate Metrology
• Using 3D Cartesian coordinate system invented by the famous French philosopher and mathematician René Descartes in the early 1600's to describe the movements of a measuring machine. • Generating the measured point sets on the actual workpiece with a CMM. Each point is unique to the machine coordinate system.
Basic CMM Configurations
Cantilever CMMs Structure Characteristics:
1. Worktable (fixed, workpieces are loaded on it) 2. Cantilever beam (movable in X-axis) 3. Carriage (movable in Yaxis) 4. Probe shaft (movable in Z-axis)
Basic CMM Configurations
Advantages of Moving Bridge CMMs
Easy to manufacture; Good accessibility, big working space; Mass of workpiece does not influence CMM’s dynamic behaviour.
Low rigidity, low system natural frequency; One side scale in X-axis -> Big Abbe offset; One side drive in X-axis -> Creeping; unsuitable for big CMMs (long, thin design is OK).
The most widely used …
Structure Characteristics:
1. Worktable (fixed, workpieces are loaded on it) 2. Bridge-frame (movable in X-axis) 3. Carriage (movable in Yaxis) 4. Probe shaft (movable in Zaxis)
• Drive Systems
• Displacement Transducers
• Counter Balance Mechanism
Structural Elements of CMMs
CMM Configurations
• CMM configurations play an important role in meeting measurement requirement like accuracy, flexibility, time and cost. • Typical configurations: