三坐标测量机的机械结构设计

毕业设计（论文）题目：三坐标测量机的机械结构设计及应用

系别

专业名称

班级学号

学生姓名

指导教师

二O一* 年六月

毕业设计（论文）任务书

I、毕业设计(论文)题目：

三坐标测量机的机械结构设计及应用

II、毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求

三坐标测量机Coordinate Measuring Machine, CMM是一类可获得被测物体各测点坐位置，并能根据这些点的空间坐标值，经计算求出被测物体形状与位置的精密测量机械，在工程上具有广泛的应用。本课题旨在设计移动桥架式CMM，其技术特性参数如下：（1）CMM的工作台面尺寸（长×宽×高）：1000×800×40；

（2）CMM的纵向工作行程、横向工作行程、垂直方向工作行程均为150mm。

（3）工进速度：1~1500mm/min，快进速度：12m/min；

（4）传动精度：0.1mm-0.5mm；

（5）测量工件最大体积：120mm×120mm×120mm，最小高度为：20mm；

（6）进给运动的总阻力15 N

≤。

∑

（7）给定某飞行零件，利用CMM进行测量和建模。

I I I、毕业设计(论文)工作内容及完成时间：

（1）查阅文献、熟悉相关软件使用，撰写开题报告；2周

（2）相关外文文献阅读与翻译（6000字符以上）；1周

（3）三坐标测量机总体方案设计；2周

（4）三坐标测量机传动系统设计计算；2周

（5）三坐标测量机总体装配图设计；4周

（6）三坐标测量机零部件工作图设计；4周

（7）基于三坐标测量机的异形零件三维建模1周

（8）毕业设计说明撰写2周

（9）答辩准备及毕业答辩1周

Ⅳ、主要参考资料：

[1] 徐灏等. 机械设计手册（第5卷）[M]. 北京：机械工业出版社,2003

[2] 郭慧明, 谈世椿. 三坐标测量机[M]. 北京：国防工业出版社，1984

[3] 张国雄. 三坐标测量机[M]. 天津：天津大学出版社，1999

[4] 梁荣茗. 三坐标测量机的设计、使用维修和检定[M]. 北京：中国计量出版社，2001

[5] 张国雄. 三坐标测量机的发展趋势[J]. 中国机械工程， 2000（1）

[6] Gyula Hermann. The design of a submicron precision co-ordinate measuring machine.

[7] Tomasz Kedzierski . The method of workpiece exactude evalution on the basis CAD model by means of coordinate measuring machine. 1th international workshop “A dvanced methods and trends in production engineering.

学院专业类班

学生（签名）：

日期：自 20* 年 3 月 1 日至 20** 年 6 月 2 日

指导教师（签名）：

助理指导教师(并指出所负责的部分)：

机械设计系（室）主任（签名）：

业设计开题报告

2）选题的依据

1、合理的测量精度

坐标测量机是检测工件尺寸与形位误差的仪器，首要的是精度指标应满足用户要求。选用时，一般可根据被测工件要求的检测精度与测量机给定的测量不确定度相对比，看测量机精度是否符合要求。

精度比对不是一个简单的比较过程。测量机的技术规范中一般只给出单轴测长和空间测长的两个不确定度公式及重复精度值。但在具体测件时需要将被测参数的测量不确定度限制在一定范围内。一般测量时，要测量很多测点。在形位测量时，更有大量测点参与并带来测量误差，精确计算是很难的。因此从经验出发，在一般测量中，测量不确定度应为被测工件尺寸公差带的1/5～1/3。例如某一被测箱体上二孔的孔距为500mm，公差带为15um，则所选用的测量机在500mm 长度上的测量不确定度应不大于3um～5um。对于精密测量及复杂的形位测量要求还高，一般应为被测尺寸公差带的1/10～1/5。重要的是重复精度必须满足要求，因为系统误差还可以通过一定方法补偿，而重复精度应由测量机本身保证。

总之，用户应选用精度（包括重复精度）高一些的测量机。这不仅由于测量复杂件时，测点可能带入的误差比预想的要大（由于测头测杆变化或加长会引入更大的误差），而且测量机的精度会随使用次数增多而有所下降。

2、合乎要求的测量范围

测量范围的选择时选择测量机时的最基本参数。因为在测量范围内才能获得精确的测量值，超出了范围，测量就难于进行。选择测量范围时，应考虑以下几个方面。

（1）、工件的所需测量的部分，不一定是整个工件。如要测的部分集中在工件的某个局部，除了测量机的测量范围能覆盖被测参数之外，还要考虑整个工件能在测量机上安置，要求工件重量对测量精度不带来显著影响。为了把工件放入测量机中，应根据工件大小选择测量机。

（2）、Z轴与Z向空间高度的关系。Z轴行程是Z轴的测量范围，而Z向空间高度是工件能放得下的高度。

（3）、接长杆的问题。有的测头上有星形探针，这些探针在测量时往往要求超出工件的被测部分。一般工件尺寸为l时，要求测量范围L=l+2C，C为探针

的长度。因此测量范围等于工件被测的最大尺寸再加上两倍的探针长度。

3、合适的测量机类型

测量机按自动化程度分为手动（或机动）与CNC自控两大类。选用时，应根据检测对象的批量大小、自动化程度、操作人员技术水平及资金投入大小去权衡。当然CNC测量机水平高、测速快，但测量的准备时间长、技术要求高、资金投入大。故应从经济效益的角度进行比较判定。

一般说，对于中等尺寸的工件，多采用移动桥式；对于小型工件，多采用悬臂式、仪器台式与移动桥式等；对于大型工件，则多采用龙门式；对于需回转测量的工件，可选用带分度台的测量机。

4、丰富的测量软件

对复杂的测量对象进行测量，测量机应有丰富的测量软件支持，以完成测量任务。如缺少某些软件，可根据被测对象向生产厂家索取。如果厂方提供了编程方法（多数厂家不提供），也可自行开发。

5、符合要求的测量效率

测量机运行速度与采样速度既是测量机效率高低的重要指标，又与自动化生产的要求密切相关。用于生产线或柔性加工线上的测量机，检测的时间必须满足生产节拍的要求。

6、功能齐全的测量头

测量头是测量机上重要的传感器件。它不仅直接影响测量精度，而且是决定测量机功能和测量效率的重要因素。

7、满意的经济效益

作为检测仪器，测量机的经济效益是投资购买的一项重要指标。虽然它不像生产机床那样便于计算，也不如机床那样可以较快地收回成本并创造效益，但作为保证生产质量的手段和环节，检测仪器有着特殊的重要性。

测量机的使用费用，主要取决于测量机的折旧费K、检测人员的工资G、测量所用的时间T及辅助材料和设备等杂费Q，即测量总费用。

M=T（K+G）+Q

测量机效益的关键在于使用时间T。因此在考虑测量机资金的投入时，关键在于了解它的使用效率。如果使用效率高，则经济效益亦高。如果使用效率不很高，而又易于在当地解决测量问题，则应委托或协作检测。只付检测费，比购置一台测量机更经济。当然有的场所，测量对象极为精密，不适宜搬动，有的系军

工保密件等，此时配置一台坐标测量机具有特殊性，也是必须的。

二、国内外研究概况及发展趋势

从60年代初发明到现在，三坐标测量机（CMM）在制造业得到世界范围广泛应用，成为3D检测工业标准设备。三坐标测量技术得到迅速发展，而配套检测软件的发展，更是突飞猛进。最早的三坐标测量机只能显示XYZ坐标，而目前的各种检测软件几乎可以解决用户的绝大部分问题。软件日益成为影响用户使用好坏的关键所在。CMM测量软件发展趋势，对于传统的三坐标测量机检测来说，通常是设计部门提供二维图纸，检验部门根据图纸对工件进行尺寸及形位公差的检测。随着三维CAD软件的应用，越来越多的技术部门使用三维CAD建模技术进行设计。因此，各坐标机厂家纷纷推出了基于三维CAD技术的测量软件，直接将客户设计好的三维CAD模型导入测量软件进行检测。这样做的优点非常明显，不需要额外的图纸，理论值可以直接捕获，更可以进行测量仿真，测头干涉检查等，所以，受到用户的一致好评。基于CAD的测量成为目前三坐标测量软件的发展热点。

随着现代科学技术的飞速发展和对测量方法的深入研究，在机电行业中人们对三维坐标测量技术的要求也越来越高。物体的三维轮廓以及形位测量已被广泛应用于机械制造、航海、航空航天、反求工程等领域。目前物体三维轮廓测量的主要方法有导轨式三坐标机的高精度接触测量、激光点扫描和激光线扫描式三坐标轮廓测量、激光散斑物体轮廓高精度显微全场测量。在这些诸多的测量方法中，激光散斑物体轮廓测量法测量精度最高，属非接触和全场测量，测量速度高，但其测量范围小。此外，三坐标机的测量精度高，已被广泛采用。但它只能进行接触测量，并且测量速度很慢。目前，三坐标机主要有两种:导轨式三坐标测量机和无导轨式三坐标仪，无导轨式三坐标测量仪在国内尚无同类产品问世。三坐标测量机的多功能测量台是一种高精度测量台。可同时装夹两只测量表或传感器对工件进行多参数测量。三坐标测量机广泛的应用于机械零件加工，模具制造等个方面。CLY系列单臂三为测量仪是一款具有较大测量范围的高精度测量设备，在设计时充分考虑了使用者对冲压件、仪表板件、塑料件、中型模具件的测量要求。由于采用开放式测量，从而保证了在现场、在模具制造和仿型、在部件检测和设计室里都可以方便的使用。特点： 1、 X轴移动方向的导轨采用天然花岗岩，并配备进口双直线导轨，三轴位移传感器采用进口金属反射光栅和读数头，结合空间误差修正技术，使用中处处体现高精度的3D测量。 2、配件万向电子测头，

并通过各种测头配件，既可以对远程和深孔进行数据采点，也能完成中、小型零部件的测量 3、本测量仪具有方便的现场自校定功能，用户可根据实际情况进行精度校正，保证在不同环境温度下测量数据的真实可靠。

三、研究内容及实验方案

目标：采用单臂实现三个方向的动作。

研究内容：单臂实现三维测量，其中涉及的各种器件的选择原则。

拟解决的关键问题：传动方式、电动机、传感器的选择。

设计方案（须有文字和示意简图说明）

一、初步设定采用单臂完成三维空间的测量，采用接触式测量。

二、对电动机进行选择，完成三个坐标的动作需选用三个电动机实现。

三、传动方式的确定。

四、传感器的选择应用。

题目的可行性分析：

现代技术发展的今天，对产品的质量和精度的要求越来越高，那么对检测装置的需求量越来越大，对其质量精度要求也非常高。零件的检测和误差分析都需要测量装置来完成。

本项目的创新之处

进给系统采用气动，很大程度上减少了再进给过程中的摩擦阻力，提高了测量精度。

四、目标、主要特色及工作进度

坐标测量机是一种具有很强柔性的尺寸测量设备，CMM在工业界的应用开始于对棱柱零件的快速、精确测量。但随着CMM各方面技术的发展（如回转工作触发式测头的产生），特别是计算机的CMM的出现，目前，CMM已广泛应用于对各

类零件的自动检测。与投影仪、轮廓测量仪、圆度测量仪、激光测量仪等比较，CMM具有适应性强，功能完善等特点。坐标测量机的出现，不仅提高了检测设备的水平，而且在自动化检测中也是一个生重要的突破。

CMM在自动化程度方面有很大的差别。计算机控制的CMM具有自动执行检测、分析检测数据和输出检测结果的功能，而一般的CMM仅有手动控制功能或手动控制加示教功能。目前，随着计算机硬件性能的提高和价格降低，绝大部分CMM均配有计算机，利用计算机可对测量所得的数据进行在线分析，以判别被控件是否合格。同时也可以使用统计技术来确定工艺能力是否满足，分析误差等来源。

除了再质量检测方面使用CMM外，CMM还可以用于对实物的仿物的信制加工中，即所谓逆向工程。在这种情况下，由CMM测量实际工件，并将测量所得的数据传到系统中，由CAD/CAM系统对这些数据进行加工处理，建立CAD模型，并进一步生成加工指令来指导加工。

毕业设计(论文)工作内容及完成时间：

（1）查阅文献、熟悉相关软件使用，撰写开题报告；2周

（2）相关外文文献阅读与翻译（6000字符以上）；1周

（3）三坐标测量机总体方案设计；2周

（4）三坐标测量机传动系统设计计算；2周

（5）三坐标测量机总体装配图设计；4周

（6）三坐标测量机零部件工作图设计；4周

（7）基于三坐标测量机的异形零件三维建模1周

（8）毕业设计说明撰写2周

（9）答辩准备及毕业答辩1周

五、参考文献

1成大先《机械设计手册》。北京：化学工业出版社。 1997

2东北重型机械学院等，《机床夹具设计手册》。上海：上海科学技术出版社，1998

3王启平《机械制造工艺学》。第三版，黑龙江：哈尔滨工业大学出版社，1994

4徐立华《机械制造工程学》。北京：兵器工业出版社， 1997

5程耀东《机械制造学》北京：中央广播电视大学出版社，1994

6韩秋时《机械制造技术基础》，武汉：华中理工大学出版社，1999 7凌振邦《机械制造工程基础》，北京：轻工业出版社，1988

8卢秉恒《机械制造技术基础》，北京：机械工业出版社，1999

9朱正心《机械制造技术》，北京：机械工业出版社，1999

10炽盛等《机械制造工程学》，广州：华南理工大学出版社，1997

三坐标测量机的机械结构设计及应用

摘要：从60年代初发明到现在，三坐标测量机（CMM）在制造业得到世界范围广泛应用，成为3D检测工业标准设备。三坐标测量技术得到迅速发展，而配套检测软件的发展，更是突飞猛进。最早的三坐标测量机只能显示XYZ坐标，而目前的各种检测软件几乎可以解决用户的绝大部分问题。软件日益成为影响用户使用好坏的关键所在。CMM测量软件发展趋势，对于传统的三坐标测量机检测来说，通常是设计部门提供二维图纸，检验部门根据图纸对工件进行尺寸及形位公差的检测。随着三维CAD软件的应用，越来越多的技术部门使用三维CAD 建模技术进行设计。因此，各坐标机厂家纷纷推出了基于三维CAD技术的测量软件，直接将客户设计好的三维CAD模型导入测量软件进行检测。这样做的优点非常明显，不需要额外的图纸，理论值可以直接捕获，更可以进行测量仿真，测头干涉检查等，所以，受到用户的一致好评。基于CAD的测量成为目前三坐标测量软件的发展热点。

关键词三坐标测量机传感器三维传动装置

指导老师签名：

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;

西安爱德华三坐标操作规范

西安爱德华MQ8106三坐标操作指导书点检项目1（目视）导轨与台面是否用酒精清洁，无障碍物点检项目2（目视）拉开防尘布，检查导轨与台面是否用酒精清洁，无障碍物点检项目3（目视）检查气源压力是否足够（气压表显示≥）点检项目4（目视）冷冻式干燥机是否正常工作点检项目5（目视）空气过滤器是否完好，有无漏气点检项目6（操作） 1.操纵杆是否失灵 2.按钮是否灵活 3.各指示灯是否正常显示点检项目7（目视）侧头测座是否完整，是否损坏且无杂质点检项目8（目视）检查滤芯是否需要更换点检项目9（目视）检查各线路接头是否良好，无灰尘点检项目10（目视）检查X、Y、Z三轴光栅是否脱落、无杂物；检查X、Y、Z三轴零位片是否脱落编制：张黄杰审核：方招英

西安爱德华MQ8106三坐标操作指导书一、开机前的准备 1.三坐标测量机对环境要求比较严格，应按合同要求严格控制温度及湿度； 2.三坐标测量机使用气浮轴承，理论上是永不磨损结构，但是如果气源不干净，有油，水或杂质，就会造成气浮轴承阻塞，严重时会造成气浮轴承和气浮导轨划伤，后果严重。所以每天要检查机床气源，放水放油。定期清洗过滤器及油水分离器。还应注意机床气源前级空气来源，（空气压缩机或集中供气的储气罐）也要定期检查； 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，如果导轨上面有灰尘或其他杂质，就容易造成气浮轴承和导轨划伤。所以每次开机前应清洁机器的导轨，花岗岩导轨用无水乙醇擦拭。 4.切记在保养过程中不能给任何导轨上任何性质的油脂； 5.在长时间没有使用三坐标时，在开机前应做好准备工作：控制室内的温度和湿度（24小时以上），在南方湿润的环境中还应定期把电控柜打开，使电路板也得到充分的干燥，避免电控系统由于受潮后突然加电后损坏。然后检查气源、电源是否正常； 6.开机前检查电源，一定要配置UPS稳压电源，定期检查接地，接地电阻小于4欧姆。 7.经常检查光栅尺表面是否有水滴（尤其是开关空调后），如果有水，一定要用干棉花擦拭干净。二、工作过程中 8.被测零件在放到工作台上检测之前，应先清洗去毛刺，防止再加工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使用寿命； 9.被测零件在测量之前应室内恒温，如果温度相差过大就会影响测量精度； 10.大型及重型零件在放置到工作台上的过程中应轻放，以避免造成剧烈碰撞，致使工作台或零件损伤。必要时可以在工作台上放置一块厚橡胶以防止碰撞； 11.小型及轻型零件放到工作台后,应紧固后再进行测量，否则会影响精度； 12.在工作过程中，测座在转动时（特别是带有加长杆的情况下）一定要远离零件，以避免碰撞； 13.在工作过程中如果发生异常响声或突然应急，且勿自行拆卸及维修，请及时与我公司联系，本公司会安排经过严格培训的人前往，并承诺以最快的速度帮助客户解决问题。三、操作结束后 14.请将Z轴移动到下方，但应避免测尖撞倒工作台； 15.工作完成后要清洁工作台面； 16.检查导轨，如有水印请及时检查过滤器。如有划伤或碰撞也请与本公司联系，避免造成更大损失； 17.工作结束后将机器总气源关闭。四、精度校验 18.每次更换探针之后，都需要重新标定测针。如果没有更换测针，一周（或根据需要）之内重新标定测针。 19.测量机精度根据需要每年可复检一次。测量机的工作环境要求温度测量机黄精温度的变化主要包括：温度范围、温度时间梯度、温度空间梯度温度范围：20℃±2℃ 温度时间梯度：≤1℃/小时&2℃/24小时湿度空气相对湿度：25-75%（推荐40%-60%）振动电源一般配电要求如下：电压：交流220V±10% 独立专用接地线：接地电阻≤4Ω 气源要求无水、无油、无杂质，供气压力：＞（一般在~都能正常运行）注意工件的清洁和恒温编制：张黄杰审核：方招英

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。

三坐标测量机测量原理

三坐标测量机测量原理 sally 2010-2-11 12:11:54 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；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）；

三坐标测量机操作规范

三坐标测量仪操作规范 1范围本操作规范规定了三坐标测量的准备、测量机的操作步骤、注意事项及维护保养的要求。本操作规范适用于公司三坐标测量机的操作。 2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改）适用于本文件。 GB/T 16857.1:2002 产品几何量技术规范（GPS）词汇 3术语和定义 3.1三坐标测量机通过运转探测系统测量工件表面空间坐标的测量系统。（源自GB/T 16857.1:2002 ，2.1） 3.2EHS EHS是环境Environment、健康Health、安全Safety的缩写。 4职责 4.1三坐标技术员负责测量程序的编辑，操作员的测量培训，仪器的使用与维护保养，备品备件的申请、选型。 4.2操作员负责测量程序的编辑，仪器的使用与维护保养，备品备件工装的申请、选型。 4.3计量员负责仪器的周期校准工作。 5过程描述 5.1 测量前准备本标准文件为上海万泽精密铸造有限公司所有，内部使用，拥有著作权及法律规定的任何权益。未经授权, 任何个人或组织

均不得以任何方式发行、披露或使用，否则其行为将受到法律许可范围内的起诉。 5.1.1开机前应用蘸有无水乙醇的无尘布擦拭机器导轨，导轨擦拭禁用任何性质的油脂。 5.1.2开机前检查是否有阻碍机器运行的障碍物。 5.1.3零件检测时应满足下列环境要求： 1）室内温度：20C± 2C; 2）相对湿度：35 %?75 %; 3）气压要求：大于0.45Mpa,小于0.75Mpa。 5.1.4检查空压气管是否接好，气管是否漏气。气压低于规定值时，不准操作，否则会严重损坏机器。 5.1.5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头的使用寿命。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。 5.1.6设备确认性能完好方可作业。 5.2三坐标测量仪的操作 5.2.1开机操作： A.接通系统总电源； B.接通控制系统电源； C.首先将空压气管开关打开； D.待气压正常后，先打开控制柜然后打开计算机电源开关； E.启动PC-DMIS软件，打开操作盒上的急停按钮； F.按软件提示进行”回零”。 5.2.2测量： A.进入测量系统，依操作顺序及相关测量方法进行测量； B.选择合适的测量探头，测量标准球直径； C.建立新的测量项目，放置测量工件； D.进行工件尺寸测量，记录测量数值； E.保存测量报告，完成测量工作并确认； F.退出测量系统； G.取走工件。 5.2.3关机步骤： A.将测头座A角转到90度，B角转到180度； B.将Z轴运行至安全位置（不易被触碰的位置）； C.按下操作盒上的急停按钮，关断电源； D.退出测试软件的操作界面； E.关闭计算机； F.关闭电源。 5.3 注意事项 5.3.1请勿在计算机内安装其他应用软件，以免三坐标操作软件不能正常运行。 5.3.2在开机前必须检查计算机与主机的连接线、电源插头插座是否正确，有无松动，确认正确后，方可开机。 5.3.3防止计算机被病毒感染。 5.3.4严禁用脱脂棉清洗导轨，以防止棉绒进入气浮块中。 5.3.5保养过程中不能给任何导轨加任何性质的油脂。 536禁止在工作台导轨面上放置任何物品，不要用手直接接触导轨工作面。 537为保持室内湿度，不要用湿拖把拖地。

三坐标测量机设计文档

三坐标测量机设计文档姓名：文少轩班级：****** 学号：******

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第一章概论 1.1三坐标测量机的发展现状三坐标测量机是近些年来发展起来的一种高效的新型精密测量仪器。它广泛地用于机械制造、电子、汽车和航空航天等工业中。它可以进行零件和部件的尺寸、形状及相互位置的检测，例如箱体、导轨、涡轮和叶片、缸体、凸轮、齿轮、形体等空间型面的测量。此外，还可用于划线、定中心孔、光刻集成线路等，并可对连续曲面进行扫描及制备数控机床的加工程序等。由于它的通用性强、测量范围大、精度高、效率高、性能好、能与柔性制造系统相连接，已成为一类大型精密仪器，故有“测量中心”之称。进入60年代以来，工业生产有了很大的发展，特别是机床、机械、汽车、航空航天和电子工业兴起后，各种复杂零件的研制和生产需要先进的检测技术与仪器，因而体现三维测量技术的三坐标测量机应运而生，并迅速发展和日趋完善。三坐标测量机的出现是标志计量仪器从古典的手动方式向现代化自动测试技术过渡的一个里程碑。三坐标测量机在生产的各个方面对三维测量技术有着重要作用。三坐标测量机作为现代大型精密仪器，已越来越显示出它的重要性和广阔的发展前景。它可方便地进行空间三维尺寸的测量，可以实现在线检测及自动化测量。它的优点是：①通用性强，可实现空间坐标点的测量，方便地测量出各种零件的三维轮廓尺寸和位置精度；②测量精确可靠；③可方便地进行数据处理与程序控制。因而它可纳入自动化衙门和柔性加工线中，并成为一个重要的组成部分。三坐标测量机基于坐标测量原理。坐标测量机的发展与其它事物一样，是由简单到复杂逐步形成的。早期出现的测长机可在一个坐标方向上进行工件长度的测量，即是单坐标测量机，仅完成一维测量。后来出现的万能工具显微镜具有X与Y两个坐标方向移动的工作台，可测量平面上各测点的坐标位置。因此，从理论上讲，三维测量可对空间任意处的点、线、面及相

(完整word版)三坐标测量机检测实验报告

专业及班级：姓名：学号：实验二：三坐标测量机检测一、实验目的：通过观察三坐标测量机的检测过程，分析检测的基本原理，掌握三坐标测量机的日常操作过程。二、实验设备：西安爱德华MQ686三坐标测量仪及其辅助设备。设备简介：机械整体结构采用刚性结构好、质量轻的全封闭框架移动桥式结构。其结构简单、紧凑、承载能力大、运动性能好。固定优质花岗岩工作台：具有承载能力强、装卸空间宽阔、便捷的功能。 Y向导轨：采用燕尾式，定位精度高，稳定性能好。三轴采用优质花岗岩，热膨胀系数小，三轴具有相同的温度特性，因而具有良好的温度稳定性、抗实效变形能力，刚性好、动态几何误差变形小。三轴均采用自洁式预载荷高精度空气轴承组成的静压气浮式导轨，轴承跨距大，抗角摆能力强，阻力小、无磨损、运动更平稳。横梁采用精密斜梁设计技术（已获专利），重量轻、重心低、刚性强，动态误差小，确保了机器的稳定。 Z轴采用气缸平衡装置，极大的提高了Z轴的定位精度及稳定性。控制系统采用德国知名的SB专用三坐标数控系统，具有国际先进的上下位机式的双计算机系统，从而极大地提高系统的可靠性和抗干扰能力，降低了维护成本。三、实验原理：三坐标测量机：由三个运动导轨，按笛卡尔坐标系组成的具有测量功能的测量仪器，称为三坐标测量机，并且由计算机来分析处理数据（也可由计算机控制，实现全自动测量），是一种复杂程度很高的计量设备。三坐标测量机是一种高效、新颖的精密测量仪器。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。分类：按其精度分为两大类：计量型：（UMM）1.5 μm+2L/1000 一般放在有恒温条件的计量室内，用于精密测量分辨率为0.5μm，1或2μm，也有达0.2μm的；生产型：（CMM）一般放在生产车间，用于生产过程的检测，并可进行末道工序的精加工，分辨率为5μm或10μm，小型生产测量机也有1μm或2μm的。按结构分为：悬臂式、龙门式、桥式、铣床式按控制方式分为：手动式、自控式

三坐标测量机操作规范标准[详]

三坐标测量仪操作规 1 围本操作规规定了三坐标测量的准备、测量机的操作步骤、注意事项及维护保养的要求。本操作规适用于公司三坐标测量机的操作。 2 规性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改）适用于本文件。 GB/T 16857.1:2002 产品几何量技术规(GPS) 词汇 3 术语和定义 3.1 三坐标测量机通过运转探测系统测量工件表面空间坐标的测量系统。（源自GB/T 16857.1:2002，2.1） 3.2 EHS EHS是环境 Environment、健康Health、安全Safety的缩写。 4 职责 4.1 三坐标技术员负责测量程序的编辑,操作员的测量培训, 仪器的使用与维护保养，备品备件的申请、选型。 4.2 操作员负责测量程序的编辑,仪器的使用与维护保养,备品备件工装的申请、选型。 4.3 计量员负责仪器的周期校准工作。 5 过程描述 5.1 测量前准备 5.1.1 开机前应用蘸有无水乙醇的无尘布擦拭机器导轨，导轨擦拭禁用任何性质的油脂。本标准文件为上海万泽精密铸造有限公司所有，内部使用，拥有著作权及法律规定的任何权益。未经授权，任何个人或组织均不得以任何方式发行、披露或使用，否则其行为将受到法律许可范围内的起诉。 1 / 1

5.1.2 开机前检查是否有阻碍机器运行的障碍物。 5.1.3 零件检测时应满足下列环境要求： 1) 室温度：20℃±2℃； 2) 相对湿度：35﹪～75﹪； 3) 气压要求：大于0.45Mpa，小于0.75Mpa。 5.1.4 检查空压气管是否接好，气管是否漏气。气压低于规定值时，不准操作，否则会严重损坏机器。 5.1.5 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头的使用寿命。被测零件在测量之前应在室恒温，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，以适应测量仪室温度，减少冷热对零件尺寸的影响。 5.1.6 设备确认性能完好方可作业。 5.2 三坐标测量仪的操作 5.2.1 开机操作： A. 接通系统总电源； B. 接通控制系统电源； C. 首先将空压气管开关打开； D. 待气压正常后，先打开控制柜然后打开计算机电源开关； E. 启动PC-DMIS软件，打开操作盒上的急停按钮； F. 按软件提示进行”回零”。 5.2.2 测量： A. 进入测量系统，依操作顺序及相关测量方法进行测量； B. 选择合适的测量探头，测量标准球直径； C. 建立新的测量项目，放置测量工件； D. 进行工件尺寸测量，记录测量数值； E. 保存测量报告，完成测量工作并确认； F. 退出测量系统； G. 取走工件。 5.2.3 关机步骤： A. 将测头座A角转到90度，B角转到180度； B. 将Z轴运行至安全位置（不易被触碰的位置）； C. 按下操作盒上的急停按钮，关断电源； D. 退出测试软件的操作界面； E. 关闭计算机； F. 关闭电源。 5.3 注意事项 5.3.1 请勿在计算机安装其他应用软件，以免三坐标操作软件不能正常运行。 5.3.2 在开机前必须检查计算机与主机的连接线、电源插头插座是否正确，有无松动，确认正确后，方可开机。 5.3.3 防止计算机被病毒感染。 5.3.4 严禁用脱脂棉清洗导轨，以防止棉绒进入气浮块中。 5.3.5 保养过程中不能给任何导轨加任何性质的油脂。 5.3.6 禁止在工作台导轨面上放置任何物品，不要用手直接接触导轨工作面。

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)

三坐标测量机设计文档

三坐标测量机的组成

三坐标测量机的组成三坐标测量机可分为主机、测头、电气系统三大部分主机结构分为： 1、框架，是指测量机的主体机械结构架子。它是工作台、立柱、桥框、壳体等机械结构的集合体； 2、标尺系统，是测量机的重要组成部分，是决定仪器精度的一个重要环节。三坐标测量机所用的标尺有线纹尺、精密丝杆、感应同步器、光栅尺、磁尺及光波波长等。该系统还应包括数显电气装臵。 3、导轨，是测量机实现三维运动的重要部件。测量机多采用滑动导轨、滚动轴承导轨和气浮导轨，而以气浮静压导轨为主要形式。气浮导轨由导轨体和气垫组成，有的导轨体和工作台合二为一。气浮导轨还应包括气源、稳压器、过滤器、气管、分流器等一套气体装臵。 4、驱动装臵，是测量机的重要运动机构，可实现机动和程序控制伺服运动的功能。在测量机上一般采用的驱动装臵有丝杆丝母、滚动轮、钢丝、齿形带、齿轮齿条、光轴滚动轮等传动，并配以伺服马达驱动。直线马达驱动正在增多。 5、平衡部件，主要用于Z 轴框架结构中。它的功能是平衡Z 轴的重量，以使Z 轴上下运动时无偏得干扰，使检测时Z 向测力稳定。如更换Z 轴上所装的测头时，应重新调节平衡力的

大小，以达到新的平衡。Z 轴平衡装臵有重锤、发条或弹簧、气缸活塞杆等类型。 6、转台与附件，转台是测量机的重要元件，它使测量机增加一个转动运动的自由度，便于某些种类零件的测量。转台包括分度台、单轴回转台、万能转台（二轴或三轴）和数控转台等。用于坐标测量机的附件很多，视需要而定。一般指基准平尺、角尺、步距规、标准球体（或立方体）、测微仪及用于自检的精度检测样板等。三维测头即是三维测量的传感器，它可在三个方向上感受瞄准信号和微小位移，以实现瞄准与测微两种功能。测量的测头主要有硬测头、电气测头、光学测头等，此外还有测头回转体等附件。测头有接触式和非接触式之分。按输出的信号分，有用于发信号的触发式测头和用于扫描的瞄准式测头、测微式测头。电气系统分为： 1、电气控制系统是测量机的电气控制部分。它具有单轴与多轴联动控制、外围设备控制、通信控制和保护与逻辑控制等。 2、计算机硬件部分，三坐标测量机可以采用各种计算机，一般有PC 机和工作站等。 3、测量机软件，包括控制软件与数据处理软件。这些软件可进行坐标交换与测头校正，生成探测模式与测量路径，可用于基本几何元素及其相互关系的测量，形状与位臵误差测量，齿

三坐标测量机实验报告

1111 三坐标测量机实验报告实验名称：零件测绘院系：111 姓名：111 学号：111 指导教师：1111 组员：111 一、实验目的

通过观察三坐标测量机的检测过程，分析检测的基本原理，掌握三坐标测量机的日常操作过程。二、实验要求对一件无理论数据的被测工件，制定检测计划，完成测量，绘制零件图。、三、实验设备 DEA MISTRAL070705型三坐标测量机、标准球、被测工件、计算机。四、分析过程 1.被测零件如图1所示，实验中需要测量俯视视角中所有能观测到的特征的尺寸，并根据需要对重要特征进行评价。试验中在确定基准面之后，以从内到外的次序依次测量俯视视角中所有的圆柱特征的圆心坐标和直径数据，以从前到后、从左到右的顺序依次测量各平面特征到基准面的距离尺寸。图1.被测实物 2.本次试验设计测量基准面如图2所示，以前向平面作为X正向基准面，以左侧平面作为Y负向基准面，以上平面作为Z正向基准面。以三个基准面的交点为三维坐标原点。图2.基准面设计 3.如图3所示将被测工件摆放在固定底板上，使用卡具卡住两个不需测量的特征，并使卡具尽量远离需要测量的特征，避免干扰测量。调整工件，使拟定的X、Y向基准面尽量与测

量机水平二维运动方向平行，方便测量。图3 零件的摆放五、测量过程 1.新建测量程序：双击桌面快捷键，选择“未连接侧头”，确定测量机回家（归零）运行路径无障碍后，按下操作盒上的“START”按钮，测量机测头完成初始化。点击“取消”按钮，新建零件程序，选择“文件—新建”，设定文件名为“102502”，接口框选择“机器1”，选定测量单位为“毫米”，点击确定。 2.测量机测头的定义和校验：（1）测头的定义：点击“插入——硬件定义——测头”，测头文件填“102502”，“测头说明”中，根据实际三坐标测量机上所安装的测头、测座和测针型号，测座选取“PROBEPH10M”，转接器选择为“CONVERT30MM_TO_M8THRD”,传感器选择为“PROBETP2”，测针选择为 “TIP5BY20MM”。（2）测头校验的设置：点击“测量”按钮，进入校验测尖界面，“测点数”设置为9点，其他参数默认，控制方式选“自动”模式，操作类型选择“校验测尖”，校验模式中，“层数”、“起始角”、“终止角”分别填入3、0、90。点击“添加工具”按钮，“工具类型”选“球体”，直径为15.875mm，点击“确定”按钮。（3）开始校验：将标准球摆放到测量机上，手动操纵控制盒控制测头触碰标准球最高点处，然后测量机将会开始自动开始校验。 3.手动测量基准元素：按顺序手动测量如图2所设定的X正、Y负、Z正三个基准面，每个面至少测量四个点，每完成一次测量按一下控制盒上的“START”按钮，系统自动生成一个平面，Z正、Y负、X正这三个基准面分别被定义为面1、面2、面3。 4.建立工件坐标系以面1外法线方向为Z轴，面3外法线方向为X轴，Y轴也确定了，以三个基准面的交点为原点。具体步骤：点击“插入——坐标系——新建”，点击平面1，“找正”按钮旁的选Z正，按“找正”按钮，建立Z轴；然后只选中平面3，“旋转到”选择X正，点击“旋转”按钮，建立X轴；同时选中平面1、2、3，勾选x、y、z，点击“原点”按钮，建立三维坐标的原点。 5.手动测量特征元素本次实验需要完成俯视视角所有可见特征尺寸参数的测量，除三个基准面之外，可见特征中还包括了33个平面、17个圆柱面，按照每个平面测4个点，每个圆柱面测8个点的方法完

计量型和生产型三坐标测量机的差异

计量型和生产型三坐标测量机的差异 (2009-12-03 17:17:49) 测量机按照精度分可以分为计量型和生产型，前者在精度指标上测量不确定度小于1μm，后者又叫车间型或工作型，在精度指标上，测量不确定度大于3μm而小于10μm。随着制造技术的不断提高和软件补偿技术的出现，工作型测量机的精度也不断提高，逐渐接近计量型测量机的精度指标。为了加以区别，一般将精度指标上测量不确定度大于1μm而小于3μm的测量机定义为精密型测量机。一般理解的手动型测量机分为两种，一种是生产型测量机的手动版本，因为是手动操作则尺寸一般都很小；另一种是划线测量机，其精度很低，一般在50μm以上，主要用在大型的外覆件和毛坯的尺寸测量上。这几种测量机的区别主要在以下几个方面：计量型测量机一般是作为计量器具的检定和误差传递使用，材料一般选用稳定的材料，如花岗岩、工业陶瓷和碳纤维；生产型测量机主要是作为机械加工件形位公差的测量用，材料上一般选用花岗岩、钢材和铝材；手动划线机因为对精度要求不高，一般采用稳定性不好但是重量轻、而且容易加工的合金铝材料；精密型测量机介乎计量型和生产型之间。为了保证计量型测量机的测量精度，测量机的结构大多采用比较稳定而且能减少阿贝误差的结构，比如采用工作台移动光栅尺中置的结构；生产型三坐标测量机一般采用桥式移动结构；而手动测量机和划线机为了手动操作方便，大多采用悬臂结构。为了保证计量型测量机的精度，在传动上一般选用比较稳定的摩擦轮和齿轮齿条结构，以保证传动精度；生产型测量机为了兼顾精度和测量效率，一般采用齿轮或齿形带的传动方式；在导轨的选择上，高精度的测量机都采用了空气轴承，而划线机等低精度的测量机大多采用滑动轴承。计量型测量机对环境要求很高，不仅要保证一定的环境温度，温度梯度也要保证，而且对环境中的灰尘也比较敏感。相对来说，生产型测量机对环境的要求就不那么高，但是，起码的条件要保证，例如空调、地基和封闭房间等。划线测量机主要在加工现场使用，对环境的要求不高。像有的单位花大价钱买了计量型测量机却放在一个环境并不合乎要求的场地使用，实际测量精度不仅不能达到设计要求，而且还会大大降低使用寿命。计量型三坐标测量机大多采用复杂的三向电感测头，其测头的技术含量高甚至超过测量机本身，目前这种技术只有少数公司掌握。而生产型测量机一般都采用英国RENISHAW公司的标准工业测头配置，有自动和手动型，对于手动型测量机只配置手动测头。三坐标测量机的精度在达到1μm左右后，提高一点哪怕只有提高0.1μm也是非常困难的事情，往往带来会是成本的巨大增加。同样行程的测量机，计量型的价格都成倍高于生产型测量机。综上所述，在选择测量机上，不能一味的追求精度和性能，要适合所测量尺寸的精度和实际环境的指标。在我们看来，一般测量机的不确定度数值小于或等于被测量尺寸要求不确定度的1/2时，就可以选用。

三坐标测量机的机械结构设计

毕业设计（论文）题目：三坐标测量机的机械结构设计及应用系别专业名称班级学号学生姓名指导教师二O一* 年六月

毕业设计（论文）任务书 I、毕业设计(论文)题目：三坐标测量机的机械结构设计及应用 II、毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求三坐标测量机Coordinate Measuring Machine, CMM是一类可获得被测物体各测点坐位置，并能根据这些点的空间坐标值，经计算求出被测物体形状与位置的精密测量机械，在工程上具有广泛的应用。本课题旨在设计移动桥架式CMM，其技术特性参数如下：（1）CMM的工作台面尺寸（长×宽×高）：1000×800×40；（2）CMM的纵向工作行程、横向工作行程、垂直方向工作行程均为150mm。（3）工进速度：1~1500mm/min，快进速度：12m/min；（4）传动精度：0.1mm-0.5mm；（5）测量工件最大体积：120mm×120mm×120mm，最小高度为：20mm；（6）进给运动的总阻力15 N ≤。 F ∑ （7）给定某飞行零件，利用CMM进行测量和建模。 I I I、毕业设计(论文)工作内容及完成时间：（1）查阅文献、熟悉相关软件使用，撰写开题报告；2周（2）相关外文文献阅读与翻译（6000字符以上）；1周（3）三坐标测量机总体方案设计；2周（4）三坐标测量机传动系统设计计算；2周（5）三坐标测量机总体装配图设计；4周（6）三坐标测量机零部件工作图设计；4周（7）基于三坐标测量机的异形零件三维建模1周（8）毕业设计说明撰写2周（9）答辩准备及毕业答辩1周 Ⅳ、主要参考资料： [1] 徐灏等. 机械设计手册（第5卷）[M]. 北京：机械工业出版社,2003 [2] 郭慧明, 谈世椿. 三坐标测量机[M]. 北京：国防工业出版社，1984 [3] 张国雄. 三坐标测量机[M]. 天津：天津大学出版社，1999

三坐标测量机教程

一、三坐标测量机介绍三坐标测量机(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、三坐标测量机的工作原理几何量测量是以点的坐标位置为基础的，它分为一维、二维和三维测量。坐标测量机是一种几何量测量仪器，它的基本原理是将被测零件放入它容许的测量空间，精密地测出被测零件在X、Y、Z三个坐标位置的数值，根据这些点的数值经过计算机数据处理，拟合形成测量元素，如圆、球、圆柱、圆锥、曲面等，经过数学计算得出形状、位置公差及其他几何量数据。三、如何选择三坐标测量机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满足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。四、三坐标测量机的选型首先确定的是要购买哪一种型号的三坐标测量机。根据测量机上测头安置的方

位，有三种基本类型：垂直式、水平式和便携式。垂直式三坐标测量机在垂直臂上安装测头。这种测量机的精度比水平式测量机要高，因为桥式结构比较稳固而且移动部件较少，使得它们具有更好的刚性和稳定性。垂直式三坐标测量机包含各种尺寸，可以测量从小齿轮到发动机箱体，甚至是商业飞机的机身。水平式测量机把测头安装在水平轴上。它们一般应用于检测大型工件，如汽车的车身，以中等水平的精度检测。五、选择正确的测量软件 1、软件能够使测量机满足对于速度和精度的潜在需要。当今的测量软件，能够达到这种程度，即使是最复杂的程序也不需要计算机编程的知识。今天的测量软件是菜单驱动的，也就是说，它提醒操作者他需要做什么，甚至会推荐最有可能的选项，目前用来测量三坐标的测量软件用得比较多的是SPC数据分析软件。 2、软件程序还具有统计过程分析和控制功能。对于薄壁件测量的应用软件简化了包含台阶边缘、通过螺帽和螺栓连接的工件的定位与测量。功能完备的轮廓测量使得测量机能够快速、准确地确定复杂的、非几何形状的、没有直边的工件，如涡轮叶片、螺旋压缩器转子、齿轮、活塞、凸轮和曲轴六、坐标测量机的功能 1、对工件的几何尺寸、形位公差和自由曲面进行精密检测 2、逆向工程三坐标测量机都具有几何尺寸、形位公差的检测, 测量机软件中加入CAD模块还可以对自由曲面进行精密检测。数控测量机通过安装一个模拟扫描测头，用于测量要求大量的数据来定义它们的几何量的工件，如：齿轮、圆柱体、汽车车身、挡风玻璃的测量。对于那些完全用算术方法CAD定义或是完全未知的工件来说，这些测头能够提供连续的数据采集，并可从部分工件和模型上进行逆向工程。

毕业设计_三坐标测量机原理及应用

三坐标测量机原理及应用摘要三坐标测量机是近40年发展起来的一种高效率的新型精密测量仪器。它广泛地应用于机械制造、电子、汽车和航空航天等工业领域中。它可以进行零件和部件的尺寸、形状及相互位置的检测。如箱体、导轨、涡轮和叶片、缸体、凸轮、形体等空间型面的测量。此外，还可以用于划线、定中心孔、光刻集成电路等，并可对连续曲面进行扫描及制备数控机床的加工程序等。由于它的通用性强、测量范围大、精度高、效率好、能与柔性制造系统相连接，已成为一类大型精密仪器，故有“测量中心”之称。三坐标测量机在模具行业中的应用相当广泛，它是一种设计开发、检测、统计分析的现代化的智能工具，更是模具产品无与伦比的质量技术保障的有效工具。当今主要使用的三坐标测量机有桥式测量机、龙门式测量机、水平臂式测量机和便携式测量机。测量方式大致可分为接触式与非接触式两种。关键词三坐标测量机传感器三维光栅尺

目录第一章三坐标测量机简介第一节三坐标测量机的意义 (3) 第二节三坐标测量机的研究现状 (4) 第二章三坐标测量机的组成与结构第一节三坐标测量机的组成 (5) 第二节三坐标测量机的结构。。。 (6) 第三章三坐标测量机的分类及测量方法第一节三坐标测量机的分类 (8) 第二节三坐标测量机的测量方法 (9) 第四章三坐标测量机的应用及发展第一节三坐标测量机的应用 (10) 第二节三坐标测量机的发展 (13) 结束语 (15) 参考文献 (16)

第一章三坐标测量机简介三坐标测量机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。三坐标测量机作为现代大型精密测量仪器已有40多年的历史，20世纪60年代以来，随着机床、机械，汽车、航空航天和电子工业的兴起，各种复杂零件的研制急需先进的检测仪器对其检测；同时，随着产品更新节奏的加快，对产品检测速度的要求也越来越高，三坐标测量机正是集合了这两个优点，得以在测量领域得到广泛的应用。随着计算机技术和计量软件技术的引入，三坐标测量机的应用领域愈加宽广，己经越来越显示出它的重要性和广阔的发展前景。第一节三坐标测量机的意义三坐标测量机出现以前，空间三维尺寸的测量多采用高度尺和量规等通用量具进行测量；或者采用专用的量规、心轴、验棒等测量工具测量孔轴及其相互位置和精度，这些测量方法劳动强度大，效率低，精度上也不易保证。 20世纪60年代以来，随着工业生产的发展，特别是机床、机械、汽车、航空航天和电子工业的兴起，研制的各种复杂零件急需先进的检测技术和仪器对其进行检测，因而体现三维测量的三坐标测量机应运而生，并得以迅速发展和广泛应用。三维测量正是基于以下客观需求而发展起来的[1]。 1)越来越多的工件需要进行空间的测量，传统的测量方法不能满足生产需要。 2)由于机械加工、数控机床加工及自动加工线的发展，生产节拍的加快，加工零件的时间越来越短，要求加快对复杂工件的检测。 3)随着生产规模的扩大，加工精度不断提高，测量除了需要在计量室进行外，还需要在加工车间中进行，或将测量机直接串接到生产线；检测的零件数量大，需要各种精度的测量机，以满足生产的需要。 4)反向工程的需要，随着模具生产的发展，往往按制好的工件模型去仿制模具，故需要三维扫描测量工件的轮廓曲线和数据。根据这些数据编制加工的程序。综上所述，三坐标测量机的出现是计量仪器从古典的手动方式向现代化的自动测试技术过渡的里程碑，三坐标测量机对三维测量起着重要的作用。