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三坐标 三坐标概述
三坐标即三坐标测量机，英文Coordinate Measuring Machining，缩写CMM，它是指在三维可测的空间范围内，能够根据测头系统返回的点数据，通过三坐标的软件系统计算各类几何形状、尺寸等测量能力的仪器，又称为三次元、三坐标测量机、三坐标测量仪。
三坐标图片
三坐标简介
三坐标测量仪可定义为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送讯号，三个轴的位移测量系统 ( 如光学尺 ) 经数据处理器或计算机等计算出工件的各点坐标(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测量、定位精度测量、几何精度测量及轮廓精度测量等。任何形状都是由三维空间点组成的，所有的几何量测量都可以归结为三维空间点的测量，因此精确地进行空间点坐标的采集，是评定任何几何形状的基础。
三坐标测量工作原理
三坐标测量机的基本原理是将被测零件放入它允许的测量空间范围内，精确地测出被测零件表面的点在空间三个坐标位置的数值，将这些点的坐标数值经过计算机处理，拟合形成测量元素，如圆、球、圆柱、圆锥、曲面等，经过数学计算的方法得出其形状、位置公差及其他几何量数据。
三坐标种类
1.固定工作台悬臂式三坐标测量机
2.移动桥式三坐标测量机
3.龙门式三坐标测量机
4.L型桥式三坐标测量机
5.固定桥式三坐标测量机
6.移动工作台悬臂式三坐标测量机
7.柱式三坐标测量机
8.水平悬臂三坐标测量机
9.便携式三坐标测量机
三坐标应用领域
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。
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。
模具的型芯型腔与导柱导套的匹配如果出现偏差，可以通过三坐标测量机找出偏差值以便纠正。在模具的型芯型腔轮廓加工成型后，很多镶件和局部的曲面要通过电极在电脉冲上加工成形，从而电极加工的质量和非标准的曲面质量成为模具质量的关键。因此，用三坐标测量机测量电极的形状必不可少。 三坐标测量机可以应用3D数模的输入，将成品模具与数模上的定位、尺寸、相关的形位公差、曲线、曲面进行测量比较，输出图形化报告，直观清晰的反映模具质量，从而形成完整的模具成品检测报告。 在某些模具使用了一段时间出现磨损要进行修正，但又无原始设计数据(即数模)的情况下，可以用截面法采集点云，用规定格式输出，探针半径补偿后造型，从而达到完好如初的修复效果。
当一些曲面轮廓既非圆弧，又非抛物线，而是一些不规则的曲面时，可用油泥或石膏手工做出曲面作为底胚。然后用三坐标测量机测出各个截面上的截线、特征线和分型线，用规定格式输出，探针半径补偿后造型，在造型过程中圆滑曲线，从而设计制造出全新的模具。
三坐标测量机就以其高精度高柔性以及优异的数字化能力，成为现代制造业尤其是模具工业设计、开发、加工制造和质量保证的重要手段。三坐标测量机对于模具工业的两个重要作用。
第一、三坐标测量机能够为模具工业提供质量保证，是模具制造企业测量和检测的最好选择。三坐标测量机在处理不同工作方面的灵活性以及自身的高精度，使其成为一个仲裁者。在为过程控制提供尺寸数据的同时，三坐标测量机可提供入厂产品检验、客户质量检测、量规检验、模具工件的检测等附加性能。高度柔性的三坐标测量机可以配置在车间环境，并直接参与到模具加工、装配、试模、修模的各个阶段，提供必要的检测反馈，减少返工的次数并缩短模具开发周期，从而最终降低模具的制造成本并将生产纳入控制。
第二、三坐标测量机具备强大的逆向工程能力，是一个理想的数字化工具。通过三坐标测量机测头和不同结构形式的三坐标测量机的组合，能够快速、精确的获取工件表面的三维数据和几何特征，这对于模具的设计、样品的复制、损坏模具的修复特别有用。此外，三坐标测量机的接触式扫描测头，利用测量软件提供的强大的扫描功能，能够完成自由曲面形状特征的复杂工件CAD模型的复制。无需经过任何转换，可以被各种CAD软件直接识别和编程，从而大大提高了模具设计的效率。
具体来说，在模具制造企业中应用三坐标测量机完成设计和检测任务时，要密切关注测量基准的选择、测头的标定和选择、测点数及测量位置的规划、坐标系的建立、环境的影响等多方面的因素。这当中的每一个因素，都足以影响测量结果的精确和效率。三坐标测量机在模具生产中的应用已经是是目不可待了，有些模具的设计就需要用到三坐标测量机。可以很大程度上提高模具的设计效率，精确度也会得到大大的提升。
坐标测量机是通过测头系统与工件的相对移动，探测工件表面点三维坐标的测量系统。通过将被测物体置于三坐标测量机的测量空间，利用接触或非接触探测系统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，由软件进行数学运算，求出待测的几何尺寸和形状、位置。因此，坐标测量机具备高精度、高效率和万能性的特点，是完成各种汽车零部件几何量测量与品质控制的理想解决方案。
汽车零部件具有品质要求高、批量大、形状各异的特点。根据不同的零部件测量类型，主要分为箱体、复杂形状和曲线曲面三类，每一类相对测量系统的配置是不尽相同的，需要从测量系统的主机、探测系统和软件方面进行相互的配套与选择。
在现代制造业中，高精度的综合测量机越来越多的应用于生产过程中，使产品质量的目标和关键渐渐由最终检验转化为对制造流程进行控制，通过信息反馈对加工设备的参数进行及时的调整，从而保证产品质量和稳定生产过程，提高生产效率。
制造业中的质量目标在于将零件的生产与设计要求保持一致。但是，保持生产过程的一致性要求对制造流程进行控制。建立和保持制造流程一致性最为有效的方法是准确地测量工件尺寸，获得尺寸信息后，分析和反馈数据到生产过程中，使之成为持续提高产品质量的有效工具。
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，并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。
发动机是由许多各种形状的零部件组成，这些零部件的制造质量直接关系到发动机的性能和寿命。因此，需要在这些零部件生产中进行非常精密的检测，以保证产品的精度及公差配合。
在传统测量方法选择上，人们主要依靠两种测量手段完成对箱体类工件和复杂几何形状工件的测量，即：通过三坐标测量机执行箱体类工件的检测；通过专用测量设备，例如专用齿轮检测仪、专用凸轮检测设备等完成具有复杂几何形状工件的测量。因此对于从事生产复杂几何形状工件的企业来说，完成上述产品的质量控制企业不仅需要配置通用测量设备，例如三坐标测量机，通用标准量具、量仪，齿轮专用检测仪器，凸轮检测仪器等。这样往往导致企业的计量部门需要配置多类型的计量设备和从事计量操作的专业检测人员，计量设备使用率较低，同时企业负担较高的计量人员的培训费用和计量设备使用和维护费用；企业无法实现柔性、通用计量检测。因此，降低企业的测量成本，计量人员的培训费用，测量设备的使用和维修费用，达到提高测量检测效率的目的，使企业具备生产过程的实时质量控制能力，这将关系到企业在市场活动中的应变能力，对帮助企业建立并维护良好的市场信誉，具有重要的决定作用。
三坐标功能特点
几何元素的测量，包括点、线、面、圆、球、圆柱、圆锥等等；
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。
核心零部件及软件全部原装进口
单边活动桥式结构，显著提高运动性能，确保测量精度及稳定性
三轴导轨均采用高精密天然花岗岩，具有相同的温度特性及刚性
三轴导轨均采用自洁式预载荷高精度空气轴承，运动更平稳，导轨永不受磨损
金属光栅尺，更接近花岗岩基体的热膨胀系数，提高了设备的稳定性
高速高精度自动控制系统，内嵌32位微处理器，真正实现实时控制；上下位采用光纤通讯，增强了电气抗干扰能力。
软件运行在WINDOWS 2000/XP环境下，全中文界面；面向对象的编程方式，支持图形镜像功能。
三维CAD数模导入、再现实体或线架模型、DMIS、STEP文件导入导出、测量结果的IGES文件输出，支持逆向工程。
动态CMM模型，支持测量机和测头的模拟和RENISHAW测头图形库。
测头管理功能，可动态选择多种测针。
几何元素的测量，包括点、线、面、圆、球、圆柱、圆锥等等。
曲线、曲面扫描，支持点位扫描功能，IGES文件的数据输出，CAD 名义数据定义、ASCII 文本数据输入、名义曲线扫描、符合公差定义的轮廓分析。
形位公差的计算，包括直线度、平面度、圆度、圆柱度、垂直度、倾斜度、平行度、位置度、对称度、同心度等等；
支持传统的数据输出报告、图形化检测报告、图形数据附注、数据标签输出等多种输出方式；
工件坐标系管理，指定基准面（轴）即可生成工件坐标系，并可实现坐标系平移、旋转及迪卡尔坐标和极坐标的相互转换，支持3-2-1找正。
误差补偿功能，进一步提高机器测量精度。
三坐标产品概述
台式：采用高精度精密型测量机的专用结构，由固定桥和移动工作台组成，其牢固的机械结构确保了系统具备最大的刚性、最佳的稳定性和最小的振动，保证了整个测量空间极高的测量精度。配以测量软件包，使其成为性价相比当高的产品。
1、碳石墨臂身整体构造使便携性良好，配合内置集成扩展使用电池----提供真正的”随时随地”测量
2、在每个关节设有超负荷传感器----确保手臂保持最佳精度及无限位旋转
3、内置式自平衡机构----提供舒适的无应力使用
4、内置双模式自动触发和硬式测头----使用户可以随时校准各种测头
5、内置温度补偿系统----将环境变化对测量臂本身的影响降至最小
6 、通用 3.5 英寸快速装配圆盘底座 ---- 提供在金属表面或花岗石平台上的快速安装
7 、采用 USB 接口 ----电脑与设备采用了USB数据线进行连接，无需驱动，做到即插即用
8、任何人在任何地方均可以前所未有的精度对部件、固定设备及组件进行检查、逆向工程或执行CAD至部件分析。如果您将该精度与其可修改的3D 测量技术和定制零培训软件工具（带或不带CAD）结合起来，铂金测量臂将是需要GD&T 和SPC输出的成型、铸模、制造、铸造及装配设备的理想解决方案。此外，它还具备真正的便携性能和改进的生物工程技术。事实上，超负荷传感器可防止用户使手臂超载，从而确保测量的精确性，使其成为“唯一有感觉的手臂”。
三坐标配件
产品的主要配件：校正球、校正块、光栅尺尺、探针、控制器、测量软件、磁力吸盘、测头等等。
三坐标夹具
●万能柔性三坐标夹具主体部分---装夹平板，可以充分保护大理石平台精度，避免工件直接接触大理石工作台，延长其使用寿命；
●万能柔性三坐标夹具只要通过一些简单的组合，可以实现多种产品和较复杂产品的装夹，可以为用户省去那些专用夹具设计制作资金，更好的节省生产成本，提升企业收益率与市场竞争力；
●可实现精确的重复定位，主体安装板的每个孔及夹具组成部件都有代号，每种工件的装夹方式都可以用这些代号制作成记事本记录下来，方便以后测量使用，能够为用户最大限度减少装夹时间、提高工作效率，以及提供可靠的装夹方式，最大限度减少测量误差，为准确的测量数据奠定基础；
注：夹具是可根据客户需求，根据三坐标行程来定制，并非一成不变。
三坐标国际ISO标准
根据现行的国际标准，对于测量机的不确定度和检测程序在ISO10360中进行了描述。
ISO10360标准主要确定了以下三项误差：
A.长度测量最大允许示值误差MPEE(ISO10360-2)
在测量空间的任意7种不同的方位，测量一组5种尺寸的量块，每种量块长度分别测量3次。
所有测量结果必须在规定的MPEE值范围内。
B.最大允许探测误差MPEP(ISO10360-2)
25点测量精密标准球，探测点分布均匀。最大允许探测误差MPEP值为所有测量半径的最大差值。
MPEP是测量机的形状公差。
如果测量了一个精密环规，所绘制图上的形状公差就是测量机的形状公差(=MPEP)。
C.最大允许扫描探测误差MPETHP(ISO10360-4)
沿标准球上4条确定的路径进行扫描。最大允许扫描探测误差MPETHP值为所有测量半径的最大差值。
在可接受不确定度水平上采集点的数量，确定了测量机的工作效率。一些测量机能够在一分钟内采集超过100个数据点，而可以达到非常接近计量型的精度。
三坐标选购指南
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。下面，我们将对如何选择选购三坐标作说明：
三坐标测量机通过一个叫做测头的传感器接触工件测量，所获得的数据可以与工件或某一工件特征（如孔）的尺寸描述结合在一起。通过这些尺寸描述，就比较容易地确定工件或特征是否超差。这些信息也为纠正引起超差的生产过程中的失常提供了线索。
1.让坐标测量机适合您的应用
如果一台坐标测量机正是你的工作所需，如何选择最好的？
首先要确定的是要购买那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工件，如汽车的车身，以中等水平的精度检测。
便携式测量机简化了那些不能移到测量机上的工件和装配件的测量，便携式测量机可以安装在工件或装配件上面甚至是里面，这便允许了对于内部空间的测量，允许用户在装配现场测量，从而节省了了移动、运输和测量单个工件的时间。
为使三坐标测量机保持稳固，在设计过程中，一般通过提高结构部件的横截面、加大空气轴承的距离、提高电机的驱动力量、基于重量和温度性能优化选择结构的材料来增加质量和刚性，提高测量精度、重复性及测量速度、加速度。这些原理也应用到一些水平式车间型坐标测量机上，这种系统把水平式测量机的灵活性和垂直式设计的高精度结合在一起。
水平测量的方向使得测量机在于水平式机床加工设备的搭配更为合理。它们尤其适合测量那些需要测量高精度测量的大的齿轮箱和发动机壳体。
转台的加入使四个轴成为可能，双臂配置也可实现，都可以测量到工件的各个方向。水平臂配置比较容易地装卸工件，小型的、车间型的水平臂测量机适于高速生产应用过程中。
2.选择一台适当的机器
坐标测量机可根据应用选择有两种方式：手动和自动。如果您只需要检测几何量和公差都比较简单的工件，或测量各种小批量的不尽相同的工件，手动机器是最佳选择。手动测量机的软件也可储存和调用测量程序，从而加快了重复性测量。如果需要检测大批量相同的工件，或要求较高的精度，要选择直接用计算机控制的测量机。数控测量机可自动检测并消除操作者对测量结果的影响。程序驱动意味着可实现无误差的高检测速度。
公差也非常重要，手动测量机很难达到更小的公差要求，而数控测量机通过其连续的触测使其更适合具有严格公差要求工件的高精度和高重复性要求。
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。对于非常小轮廓形工件来说，扫描测头因其小的扫描面并需要大量数据来进行定义而成为理想的选择。
测量机安装的场地也很重要。理想情况是，测量机应尽量靠近生产过程中制造工件的操作者附近安装。这些车间型测量机一般具有友好的用户操作接口，具有与机床类似的控制界面。
不同型号的测量机可以共同工作。一台计量型的垂直式测量机一般使用的精密计量室，做为产品性能的主仲裁，工作型的测量机使用在生产线，对工件的质量进行评判，并提供实时的统计过程控制，并平滑地与整个制造流程规划进行过渡。
测量机能够为现代制造业提供保证，因为它可取代平面的测量工具、固定的或定制的量规，以及精密的手工测量工具。他们在处理不同工作方面的灵活性使其成为一个主仲裁者。在为过程控制提供尺寸数据的同时，测量机还可提供入厂产品检验、机床的校验、客户质量认证、量规检验、加工试验以及优化机床设置等附加性能。对于固定资产的投入有许多要考虑的因素，但一但考虑到提高了生产效率、降低了成本并将生产纳入了控制，测量机就是测量和检测的最好的选择。
3.选择正确的测量软件
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。
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。
软量规工作包能够图形化地构造量规，通过数学的方法插入零件的特征，从而校正几何尺寸。一些程序提供了这样的模块，用来测量非规则形状的零件，如薄壁件和塑料装配件，挡风玻璃和排气装置。这样就减少了对于昂贵固定量仪的需要。其他的模块可执行2-D和3-D最优化流程，并可完成轮廓比较。
数据传输标准是由行业渐渐发展起来并得到广泛接受，如尺寸测量接口标准(DMIS)，是用来完成从CAD系统到测量机的通讯的；初始化图形交换标准(IGES)是为了完成从CAD系统到CAD系统的数据交换。这样的功能，使得测量机能够用在逆向工程等场合下。这时，产品的数据来自于模块或部分零件的测量中。数据的传输还能够直接从CAD数据开发测量程序，在合适的情况下，甚至是脱机进行，从而减轻了生产中测量机的负担。
挑选合适的软件包是从测量机获益的最为关键的因素。
当你确定一台测量机是你所需，测量机制造商会建议合适的软件满足机器和应用，你应该听从这些推荐。但是，在做出决定以前，你应当遵循一些通常的规则。
测量软件必须便于操作。使用起来越是容易，测量和检测流程越快。最快速、简单的软件都是采用图形用户接口(GUI)而不是键盘输入命令。
选择一台广泛应用的PC机和WINDOWS操作系统来运行测量软件，他们在行业占绝大多数。这样，培训、服务和升级将不成问题。
软件包应当满足不同级别操作者的要求，例如，一个车间的接口用来执行检测程序，而编程的接口用来使技术人员输入程序，变换数控命令，整合特殊定制的应用程序和为复杂零件开发测量程序。
测量软件需要产生清晰、明确的测量结果图形化表示。数据以这种方式进行展示，对于操作者来说将比较容易地校正超差情况，对那些需要将检测流程进行归档的人员来说也非常有用。
确信软件可实现升级，并且新旧版本可以兼容。如果你的软件向下不能够兼容，你将会经历一场毁灭性破坏。
测量软件必须能够同CAD/CAM程序和系统进行通讯。尽管你现在可能不用CAD/CAM系统，但将来你会用到。具备一个完整的测量程序，能够有效地提高制造流程的产品质量。
优质的技术服务，将会协助您最大限度地发挥测量机的作用。
在选购了适用、可靠性能测量机的基础上，您还需要充分考虑到测量机供应商的技术实力和应用、技术服务能力，是否具有本地化的技术和长久综合发展实力，并拥有众多的客户群和广泛的认知。通过及时可靠的技术服务支持和备件保障，对于测量机的长期高效率运行提供保障。同时，拥有着专业的培训和应用支持队伍，使得客户能够从容应对纷繁复杂的各种测量任务。
三坐标测量仪概述
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、汽模配件、电子电器等。
三坐标测量仪仪器简介
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。
行 程：X轴 2500 mm
Y轴 1500 mm
Z轴 1000 mm
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：0.4 MPa - 0.6 Mpa
空气流量：25 L/min
长度精度MPEe： ≤2.1+L/350 (μm)
探测球精度MPEp： ≤2.1μm
三坐标测量仪主要特征
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量中因为空气摩擦产生的微弱热量，使得设备保持长时间的温度稳定性，从而保证精度稳定性！
各大供应商CMM轴承对比
4. 三轴均采用英国RENISHAW原装镀金光栅尺，分辨率为0.1um；同时采用一端固定，一端自由伸缩的方式安装，减少了光栅尺的变形。
5.传动系统采用国际先进的设计，无任何导轨受力变形，最大程度保证机器精度和稳定性。采用钢丝增强同步带传动结构，有效减少高速运动（增加）时的震动，具有高强度，高速度及无磨损特点。
6. 软件为PTB全面认证的业界标杆RATIONAL-DMIS，功能强大，简单易学，让你更专注于产品测量而不是学习软件。
★ 有大型，不宜搬动的零件和装配件（如航空器部件、运输工具、工程机械零件、大型焊接冲压件、大型锻件、大型铸件等）
★ 需要三坐标测量机
★ 对于没有三坐标测量设备，但需要测量，我公司可以提供三坐标测量设备租借（租用）
★ 需要到外协单位检测产品，而外协单位没有三坐标测量设备
★ 在线检测、测量
★ 检具、夹具标定、检测
★ 汽车焊装夹具，检具标定、检测
★ 管件检测、测量
★ 整车逆向扫描
三坐标测量仪基本构成
全封闭框架移动桥式测量机是一种精度高、测量速度快、性能稳定的测量系统。具有兼容多测头系统功能：光学CCD影像测头、激光测头，具备极佳的性价比；能够满足车间检测需要，广泛应用于各种零件、工装夹具尺寸检测及模具制造中的尺寸测量和复杂形面的快速扫描检测。
三坐标测量仪性能特点
1、 X向横梁：采用精密斜梁技术
2、Y向导轨：采用独特的直接加工在工作台上的整体下燕尾槽定位结构
3、导轨方式：采用自洁式预载荷高精度空气轴承组成的四面环抱式静压气浮导轨
4、驱动系统：采用本产高性能DC直流伺服电机、柔性同步齿形带传动装置，各轴均有限位和电子控制，传动更快捷、运动性能更佳
5、Z向主轴：可调节的气动平衡装置，提高了Z轴的定位精度
6、控制系统：采用进口的双计算机三座标专用控制系统
7、机器系统：采用计算机辅助3D误差修正技术（CAA），保证系统的长期的稳定性和高精度。
8、测量软件：采用功能强大的3D-DMIS测量软件包，具有完善的测量功能和联机功能。
三坐标测量仪功能原理
简单地说,三坐标测量机就是在三个相互垂直的方向上有导向机构、测长元件、数显装置，有一个能够放置工件的工作台(大型和巨型不一定有)，测头可以以手动或机动方式轻快地移动到被测点上，由读数设备和数显装置把被测点的坐标值显示出来的一种测量设备。显然这是最简单、最原始的测量机。有了这种测量机后，在测量容积里任意一点的坐标值都可通过读数装置和数显装置显示出来。测量机的采点发讯装置是测头，在沿X，Y，Z三个轴的方向装有光栅尺和读数头。其测量过程就是当测头接触工件并发出采点信号时，由控制系统去采集当前机床三轴坐标相对于机床原点的坐标值，再由计算机系统对数据进行处理。
三坐标测量仪分类
按三坐标测量仪结构可分为如下几类：
1.移动桥架型(Movingbridgetype)
移动桥架型，为最常用的三坐标测量仪的结构，轴为主轴在垂直方向移动，厢形架导引主轴沿水平梁在方向移动，此水平梁垂直轴且被两支柱支撑于两端，梁与支柱形成“桥架”，桥架沿着两个在水平面上垂直和轴的导槽在轴方向移动。因为梁的两端被支柱支撑，所以可得到最小的挠度，且比悬臂型有较高的精度。
2.床式桥架型(Bridgebedtype)
床式桥架型，轴为主轴在垂直方向移动，厢形架导引主轴沿着垂直轴的梁而移动，而梁沿着两水平导轨在轴方向移动，导轨位于支柱的上表面，而支柱固定在机械本体上。此型与移动桥架型一样，梁的两端被支撑，因此梁的挠度为最少。此型比悬臂型的精度好，因为只有梁在轴方向移动，所以惯性比全部桥架移动时为小，手动操作时比移动桥架型较容易。
3.柱式桥架型(Gantrytype)
柱式桥架型，与床式桥架型式比较时，柱式桥架型其架是直接固定在地板上又称为门型，比床式桥架型有较大且更好的刚性，大部分用在较大型的三坐标测量仪上。各轴都以马达驱动，测量范围很大，操作者可以在桥架内工作。
4.固定桥架型(Fixedbridgetype)
固定桥架型，轴为主轴在垂直方向移动，厢形架导引主轴沿着垂直轴的水平横梁上做方向移动。桥架(支柱)被固定在机器本体上，测量台沿着水平平面的导轨作轴方向的移动，且垂直于和轴。每轴皆由马达来驱动，可确保位置精度，此机型不适合手动操作。
5.L形桥架型(L-Shpaedbridgetype)
L形桥架型，这个设计乃是为了使桥架在轴移动时有最小的惯性而作的改变。它与移动桥架型相比较，移动组件的惯性较少，因此操作较容易，但刚性较差。
6.轴移动悬臂型(Fixedtablecantileverarmtype)
轴移动悬臂型，轴为主轴在垂直方向移动，厢形架导引主轴沿着垂直轴的水平悬臂梁在轴方向移动，悬臂梁沿着在水平面的导槽在轴方向移动，且垂直于轴和轴。此型为三边开放，容易装拆工件，且工件可以伸出台面即可容纳较大工件，但因悬臂会造成精度不高。
7.单支柱移动型(Movingtablecantileverarmtype)
单支柱移动型，轴为主轴在垂直方向移动，支柱整体沿着水平面的导槽在轴上移动，且垂直轴，而轴连接于支柱上。测量台沿着水平面的导槽在轴上移动，且垂直轴和轴。此型测量台面、支柱等具很好的刚性，因此变形少，且各轴的线性刻度尺与测量轴较接近，以符合阿贝定理。
8.单支柱测量台移动型(Singlecolumnxytabletype)
单支柱测量台移动型，轴为主轴在垂直方向移动，支柱上附有轴导槽，支柱被固定在测量仪本体上。测量时，测量台在水平面上沿着轴和轴方向作移动。
9.水平臂测量台移动型(Movingtablehorizontalarmtype)
水平臂测量台移动型，厢形架支撑水平臂沿着垂直的支柱在垂直(轴)的方向移动。探头装在水平方向的悬臂上，支柱沿着水平面的导槽在轴方向移动，且垂直轴，测量台沿着水平面的导槽在轴方向移动，且垂直于轴和轴。这是水平悬臂型的改良设计，为了消除水平臂在轴方向，因伸出或缩回所产生的挠度。
10.水平臂测量台固定型(Fixedtablehorizontalarmtype)
水平臂测量台固定型，其构造与测量台移动型相似。此型测量台固定，、轴均在导槽内移动，测量时支柱在轴的导槽移动，而轴滑动台面在垂直轴方向移动。
11.水平臂移动型(Movingramhorizotalarmtype)
水平臂移动型，轴悬臂在水平方向移动，支撑水平臂的厢形架沿着支柱在轴方向移动，而支柱垂直轴。支柱沿着水平面的导槽在轴方向移动，且垂直轴和轴，故不适合高精度的测量。除非水平臂在伸出或回收时，对因重量而造成的误差有所补偿。大多数情况应用在车辆检验工作。
12.闭环桥架型(Ringbridgetype)
闭环桥架型，由于它的驱动方式在工作台中心，可减少因桥架移动所造成冲击，为所有三坐标测量仪中最稳定的一种。
三坐标测量仪主要优点
表面阳极化航空铝合金
高精度自洁式空气轴承
高精度欧洲进口光栅尺
精密三角梁专利技术
三坐标测量仪应用领域
广泛的应用于汽车、电子、机械、汽车、航空、军工、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、五金、塑胶等行业中。
三坐标测量仪使用方法
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，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。本文以三坐标的FOUNCTION-PRO型三坐标测量机为例，介绍三坐标测量机的几种常用扫描方法及其操作步骤。
三坐标测量机的扫描操作是应用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。
下面详细介绍在DCC状态下，进入“功能”(Utility)菜单选取“扫描”(Scan)选项后可供选择的五种扫描方式。
1.开线扫描(Open Linear Scan)
开线扫描是最基本的扫描方式。测头从起始点开始，沿一定方向并按预定步长进行扫描，直至终止点。开线扫描可分为有、无CAD模型两种情况。
(1)无CAD模型
如被测工件无CAD模型，首先输入边界点(Boundary Points)的名义值。打开对话框中的“边界点”选项后，先点击“1”，输入扫描起始点数据；然后双击“D”，输入方向点(表示扫描方向的坐标点)的新的X、Y、Z坐标值；最后双击“2”，输入扫描终点数据。
第二项输入步长。在“扫描”对话框(Scan Dialog)中“方向1技术”(Direction 1 Tech)栏中的“最大”(Max Inc)栏中输入一个新步长值。
最后检查设定的方向矢量是否正确，该矢量定义了扫描开始后第一测量点表面的法矢、截面以及扫描结束前最后一点的表面法矢。当所有数据输入完成后点击“创建”。
(2)有CAD模型
如被测工件有CAD模型，开始扫描时用鼠标左键点击CAD模型的相应表面，PC DMIS程序将在CAD模型上生成一点并加标志“1”表示为扫描起始点；然后点击下一点定义扫描方向；最后点击终点(或边界点)并标志为“2”。在“1”和“2”之间连线。对于每一所选点，PC DMIS已在对话框中输入相应坐标值及矢量。确定步长及其它选项(如安全平面、单点等)后，点击“测量”，然后点击“创建”。
2.闭线扫描(Closed Linear Scan)
闭线扫描方式允许扫描内表面或外表面，它只需“起点”和“方向点”两个值(PC DMIS程序将起点也作为终点)。
(1)数据输入操作
双击边界点“1”，在编辑对话框中输入位置；双击方向点“D”，输入坐标值；选择扫描类型(“线性”或“变量”)，输入步长，定义触测类型(“矢量”、“表面”或“边缘”)；双击“初始矢量”，输入第“1”点的矢量，检查截面矢量；键入其它选项后，点击“创建”。
也可使用坐标测量机操作盘触测被测工件表面的第一测点，然后触测方向点，PC DMIS程序将把测量值自动放入对话框，并自动计算初始矢量。选择扫描控制方式、测点类型及其它选项后，点击“创建”。
(2)有CAD模型的闭线扫描
如被测工件有CAD模型，测量前确认“闭线扫描”；首先点击表面起始点，在CAD模型上生成符号“1”(点击时表面和边界点被加亮，以便选择正确的表面)；然后点击扫描方向点；PC DMIS将在对话框中给出所选位置点相应的坐标及矢量；选择扫描控制方式、步长及其它选项后，点击“创建”。
3.面片扫描(Patch Scan)
面片扫描方式允许扫描一个区域而不再是扫描线。应用该扫描方式至少需要四个边界点信息，即开始点、方向点、扫描长度和扫描宽度。PC DMIS可根据基本(或缺省)信息给出的边界点1、2、3确定三角形面片，扫描方向则由D的坐标值决定；若增加了第四或第五个边界点，则面片可以为四方形或五边形。
采用面片扫描方式时，在复选框中选择“闭线扫描”，表示扫描一个封闭元素(如圆柱、圆锥、槽等)，然后输入起始点、终止点和方向点。终止点位置表示扫描被测元素时向上或向下移动的距离；用起始点、方向点和起始矢量可定义截平面矢量(通常该矢量平行于被测元素)。现以创建四边形面片为例，介绍面片扫描的几种定义方式：
(1)键入坐标值方式
双击边界点“1”，输入起始点坐标值X、Y、Z；双击边界方向点“D”，输入扫描方向点坐标值；双击边界点“2”，输入确定第一方向的扫描宽度；双击边界点“3”，输入确定第二方向的扫描宽度；点击“3”，然后按“添加”按钮，对话框给出第四个边界点；双击边界点“4”，输入终止点坐标值；选择扫描所需的步长(各点间的步距)和最大步长(1、2两点间的步长)值后，点击“创建”。(2)触测方式
选定“面片扫描”方式，用坐标测量机草作盘在所需起始点位置触测第一点，该点坐标值将显示在“边界点”对话框的“#1”项内；然后触测第二点，该点代表扫描第一方向的终止点，其坐标值将显示在对话框的“D”项内；然后触测第三点，该点代表扫描面片宽度，其坐标值将显示在对话框的“#3”项内；点击“3”，选择“添加”，可在清单上添加第四点；触测终止点，将关闭对话框。最后定义扫描行距和步长两个方向数据；选择扫描触测类型及所需选项后，点击“创建”。
(3)CAD曲面模型方式
该扫描方式只适用于有CAD曲面模型的工件。首先选定“面片扫描”方式，左键点击CAD工作表面；加亮“边界点”对话框中的“1”，左键点击曲面上的扫描起始点；然后加亮“D”，点击曲面定义方向点；点击曲面定义扫描宽度(#2)；点击曲面定义扫描上宽度(#3)；点击“3”，选择“添加”，添加附加点“4”，加亮“4”，点击定义扫描终止点，关闭对话框。定义两个方向的步长及选择所需选项后，点击“创建”。
4.截面扫描(Section Scan)
截面扫描方式仅适用于有CAD曲面模型的工件，它允许对工件的某一截面进行扫描，扫描截面既可沿X、Y、Z轴方向，也可与坐标轴成一定角度。通过定义步长可进行多个截面扫描。可在对话框中设置截面扫描的边界点。按“剖切CAD”转换按钮，可在CAD曲面模型内寻找任何孔，并可采用与开线扫描类似方式定义其边界线，PCDMIS程序将使扫描路径自动避开CAD曲面模型中的孔。按用户定义表面剖切CAD的方法为：进入“边界点”选项；进入“CAD元素选择”框；选择表面；在不清除“CAD元素选择”框的情况下，选择“剖切CAD”选项。此时PC DMIS程序将切割所选表面寻找孔。若CAD曲面模型中无定义孔，就没有必要选“剖切CAD”选项，此时PC DMIS将按定义的起始、终止边界点进行扫描。对于有多个曲面的复杂CAD图形，可对不同曲面分组剖切，*#将剖切限制在局部CAD曲面模型上。
5.边界扫描(Perimeter Scan)
边界扫描方式仅适用于有CAD曲面模型的工件。该扫描方式采用CAD数学模型计算扫描路径，该路径与边界或外轮廓偏置一定距离(由用户选定)。创建边界扫描时，首先选定“边界扫描”选项；若为内边界扫描，则在对话框中选择“内边界扫描”；选择工作曲面时，启动“选择”复选框，每选一个曲面则加亮一个，选定所有期望曲面后，退出复选框；点击表面确定扫描起始点；在同一表面上点击确定扫描方向点；点击表面确定扫描终止点，若不给出终止点，则起始点即为终止点；在“扫描构造”编辑框内输入相应值(包括“增值”、“CAD公差”等)；选择“计算边界”选项，计算扫描边界；确认偏差值正确后，按“产生测点”按钮，PC DMIS程序将自动计算执行扫描的理论值；点击“创建”。
6.应用要点
(1)应根据被测工件的具体特点及建模要求合理选用适当的扫描测量方式，以达到提高数据采集精度和测量效率的目的。
(2)为便于测量草作和测头移动，应合理规划被测工件装夹位置；为保证造型精度，装夹工件时应尽量使测头能一次完成全部被测对象的扫描测量。
(3)扫描测量点的选取应包括工件轮廓几何信息的关键点，在曲率变化较明显的部位应适当增加测量点。
三坐标测量仪数据管理
一、数据转换
数据转换的任务和要求：
（1）将测量数据格式转化为CAD软件可识别的IGES格式，合并后以产品名称或用户指定的名称分类保存。
（2）不同产品、不同属性、不同定位、易于混淆的数据应存放在不同的文件中，并在IGES文件中分层分色。
数据转换使用《三坐标测量数据处理系统》完成，草作方法见软件用户手册。
二、重定位整合
1 、应用背景
在产品的测绘过程中，往往不能在同一坐标系将产品的几何数据一次测出。其原因一是产品尺寸超出测量机的行程，二是测量探头不能触及产品的反面，三是在工件拆下后发现数据缺失，需要补测。这时就需要在不同的定位状态（即不同的坐标系）下测量产品的各个部分，称为产品的重定位测量。而在造型时则应将这些不同坐标系下的重定位数据变换到同一坐标系中，这个过程称为重定位数据的整合。
对于复杂或较大的模型，测量过程中常需要多次定位测量，最终的测量数据就必需依据一定的转换路径进行多次重定位整合，把各次定位中测得的数据转换成一个公共定位基准下的测量数据。
2 、重定位整合原理
工件移动（重定位）后的测量数据与移动前的测量数据存在着移动错位，如果我们在工件上确定一个在重定位前后都能测到的形体（称为重定位基准），那么只要在测量结束后，通过一系列变换使重定位后对该形体的测量结果与重定位前的测量结果重合，即可将重定位后的测量数据整合到重合前的数据中。重定位基准在重定位整合中起到了纽带的作用.
PID控制是：比例，积分，微分控制的缩写。
P参数：决定系统对位置误差的整个响应过程。数值越低，系统越稳定，不产生振荡，但刚性差，到位误差大；数值越高，刚性越好，到位误差小，但系统可能产生振荡。
I 参数：控制由于摩擦力和负载引起的静态到位误差。数值越低，到位时间越长；数值越高，可能在理论位置上下振荡。
D参数：此参数通过阻止误差变化过冲给系统提供阻尼和稳定性。数值越低，使系统对位置误差响应快；数值越高，系统响应越慢。
三坐标测量仪日常保养
改变管理方式防止”假期综合症” 三坐标测量机的组成比较复杂，主要有机械部件、电气控制部件、计算机系统组成。平时我们在使用三坐标测量机测量工件的同时，也要注意机器的保养，以延长机器的使用寿命。下面我们从三个方面说明三坐标测量机的基本保养。
三坐标测量机的机械部件有多种，我们需要日常保养的是传动系统和气路系统的部件，保养的频率应该根据测量机所处的环境决定。一般在环境比较好的精测间中的测量机，我们推荐每三个月进行一次常规保养，而如果用户的使用环境中灰尘比较多，测量间的温度湿度不能完全满足测量机使用环境要求，那应该每月进行一次常规保养，对测量机的常规保养，应了解影响测量机的因素：
1．压缩空气对测量机的影响
1).要选择合适的空压机，最好另有储气罐，使空压机工作寿命长，压力稳定。
2).空压机的启动压力一定要大于工作压力。
3).开机时，要先打开空压机，然后接通电源。
2. 油和水对测量机的影响
由于压缩空气对测量机的正常工作起着非常重要的作用，所以对气路的维修和保养非常重要。其中有以下主要项目：
l每天使用测量机前检查管道和过滤器，放出过滤器内及空压机或储气罐的水和油。
l一般3个月要清洗随机过滤器和前置过滤器的滤芯。空气质量较差的周期要缩短。因为过滤器的滤芯在过滤油和水的同时本身也被油污染堵塞，时间稍长就会使测量机实际工作气压降低，影响测量机正常工作。一定要定期清洗过滤器滤芯。
每天都要擦拭导轨油污和灰尘，保持气浮导轨的正常工作状态。
3. 对测量机导轨的保护要养成良好的工作习惯
用布或胶皮垫在下面，保证导轨安全。
工作结束后或上零件结束后要擦拭导轨。
当我们在使用测量机时要尽量保持测量机房的环境温度与检定时一致。另外电气设备、计算机、人员都是热源。在设备安装时要做好规划，使电气设备、计算机等与测量机有一定的距离。测量机房加强管理不要有多余人员停留。高精度的测量机使用环境的管理更应该严格。
4. 空调的风向对测量机温度的影响
测量机房的空调应尽量选择变频空调。变频空调节能性能好，最主要的是控温能力强。在正常容量的情况下，控温可在±1℃范围内。
由于空调器吹出风的温度不是20℃，因此决不能让风直接吹到测量机上。有时为防止风吹到测量机上而把风向转向墙壁或一侧，结果出现机房内一边热一边凉，温差非常大的情况。
空调器的安装应有规划，应让风吹到室内的主要位置，风向向上形成大循环（不能吹到测量机），尽量使室内温度均衡。
有条件的，应安装风道将风送到房间顶部通过双层孔板送风，回风口在房间下部。这样使气流无规则的流动，可以使机房温度控制更加合理。
5. 空调的开关时间对机房温度的影响
许每天早晨上班时打开空调，晚上下班再关闭空调。待机房温度稳定大约4小时后，测量机精度才能稳定。
这种工作方式严重影响测量机的使用效率，在冬夏季节精度会很难保证。对测量机正常稳定也会有很大影响。
6. 机房结构对机房温度的影响
由于测量机房要求恒温，所以机房要有保温措施。如有窗户要采用双层窗，并避免有阳光照射。门口要尽量采用过渡间，减少温度散失。机房的空调选择要与房间相当，机房过大或过小都会对温度控制造成困难。
在南方湿度较大的地区或北方的夏天或雨季，当正在制冷的空调突然被关闭后，空气中的水汽会很快凝结在温度相对比较低的测量机导轨和部件上，会使测量机的气浮块和某些部件严重锈蚀，影响测量机寿命。而计算机和控制系统的电路板会因湿度过大出现腐蚀或造成短路。如果湿度过小，会严重影响花岗石的吸水性，可能造成花岗石变形。灰尘和静电会对控制系统造成危害。所以机房的湿度并不是无关紧要的，要尽量控制在60%±5%的范围内。
空气湿度大、测量机房密封性不好是造成机房湿度大的主要原因。在湿度比较大地区机房的密封性要求好一些，必要时增加除湿机。
解决的办法就是改变管理方式，将“放假前打扫卫生”改为“上班时打扫卫生”，而且要打开空调和除湿机清除水份。要定期清洁计算机和控制系统中的灰尘，减少或避免因此而造成的故障隐患。
使用标准件检查机器是非常好的，但是相对来说比较麻烦，只能是一段时间做一次。比较方便的办法是用一个典型零件，编好自动测量程序后，在机器精度校验好的情况下进行多次测量，将结果按照统计规律计算后得出一个合理的值及公差范围记录下来。操作员可以经常检查这个零件以确定机器的精度情况。
三坐标测量仪Z轴平衡的调整
测量机的Z轴平衡分为重锤和气动平衡，主要用来平衡Z轴的重量，使Z轴的驱动平稳。如果误动气压平衡开关，会使Z轴失去平衡。处理的方法：
1) 将测座的角度转到90，0，避免操作过程中碰测头。
2) 按下“紧急停”开关。
3) 一个人用双手托住Z轴，向上推、向下拉，感觉平衡的效果。
4) 一人调整气压平衡阀，每次调整量小一点，两人配合将Z轴平衡调整到向上和向 下的感觉一致即可。
行程终开关是用于机器行程终保护和HOME时使用。行程终开关一般使用接触式开关或光电式开关。开关式最容易在用手推动轴运动时改变位置，造成接触不良。可以适当调整开关位置保证接触良好。光电式开关要注意检查插片位置正常，经常清除灰尘，保证其工作正常。
三坐标检测概述
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。
三坐标检测简介
三坐标检测就是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不是在公差范围之内。也叫三坐标测量。随着现代汽车工业和航空航天事业以及机械加工业的突飞猛进。三坐标检测已经成为常规的检测手段。三坐标测量机也早已不是奢侈品了。特别是一些外资和垮国企业，强调第三方认证。所有出厂产品必须提供有检测资格方的检测报告。所以三坐标检测对于加工制造业来说越来越重要。三坐标检测有时也运用到逆向工程设计。就是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。
三坐标检测原理
三坐标测量机的发展历经半个多世纪。它的出现是工业化发展的历史必然。一方面是由于自动机床、数控机床等高效率加工的发展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、数控技术以及精密加工技术的发展为其提供了技术基础。坐标测量机的出现使得测量仪器从手动方式向现代化自动测量的转变成为可能。
与传统测量仪器是将被测量和机械基准进行比较测量不同的是，坐标测量机的测量实际上是基于空间点坐标的采集和计算。虽然现代的测量机比早期的功能要高级很多，但基本原理是相同的，即建一个刚性的结构，此结构有三个互相垂直的轴，每个轴向安装光栅尺，并分别定义为X、Y、Z轴。为了让每个轴能够移动，每个轴向装有空气轴承或机械轴承。在垂直轴上的探测系统记录测量点任一时刻的位置。探测系统一般是由测头和接触式探针构成，探针与被测工件的表面轻微接触，获得测量点的坐标。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。
坐标测量机作为一种精密、高效的空间长度测量仪器，它能实现许多传统测量器具所不能完成的测量工作，其效率比传统的测量器具高出十几倍甚至几十倍。而且坐标测量机很容易与CAD连接，把测量结果实时反馈给设计及生产部门，借以改进产品设计或生产流程。因此坐标测量机已经并且将继续取代许多传统的长度测量仪器。
三坐标检测范围
目前，三坐标检测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测量设备。涉及的部门和行业非常广泛。在应用范围里面，三坐标检测也基本上涵盖了机械零件及电子元器件和各种形状公差和位置公差。
三坐标检测方法
三坐标检测的方法，基于不同的计算机测量软件。但所有软件对于测量要素的定义应该是一致的。根据工件的检测要求有所不同。
1、工件的表面处理。有些工件在装夹前要进行表面处理，除去影响测量精度的因素。
2、装夹。起到好的固定作用。参见：三坐标测量机夹具
3、建立坐标系。
4、编程（简单检测或非批量检测，可忽略）
三坐标测量机概述
三坐标测量机在机械、电子、仪表、塑胶等行业广泛使用。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，这是其它仪器而达不到的效果。
三坐标测量机基本概况
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）
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；
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）。
三坐标测量机主要特征
三坐标测量在同轴度检测是我们在测量工作中经常遇到的问题，用三坐标进行同轴度的检测不仅直观且又方便，三次元、2.5次元与三坐标其测量结果精度高，并且重复性好。
2D影像测量仪在汽车零部件生产企业，有很多产品需要进行严格的同轴度检查，特别是出口产品的检查更加严密，如EATON差速器壳、AAM拨叉、主减速器壳、三次元、2.5次元、二次元等。因此能否准确地测量出此类零件的同轴度对以后的装配有着一定的影响。
三坐标测量机影响同轴度因素
三坐标测量影响同轴度的因素
三坐标在国标中同轴度公差带的定义是指直径公差为值t，且3D影像测量与三坐标测量仪的基准轴线同轴的圆柱面内的有区域。它有以下三种控制要素：①轴线与轴线；②轴线与公共轴线；③圆心与圆心。
2.5次元测量影响同轴度因素
2.5次元在影响同轴度的主要因素有被测元素与基准元素的圆心位置和轴线方向，特别是轴线方向。如在基准圆柱上测量两个截面圆，用其连线作基准轴。在被测圆柱上也测量两个截面圆，构造一条直线，然后计算同轴度。假设基准上两个截面的距离为10 mm，基准第一截面与被测圆柱的第一截面的距离为100 mm,如果基准的第二截面圆的圆心位置与第一截面圆圆心有5μm的测量误差，那么基准轴线延伸到被测圆柱第一截面时已偏离50μm（5μmx100÷10），此时，二次元和2.5次元即使被测圆柱与基准完全同轴，其结果也会100μm的误差（同轴度公差值为直径，50μm是半径）。
三坐标测量机结构特点
1、单边活动桥式结构，显著提高运动性能，确保测量精度及稳定性。
2、三轴导轨均采用高精密天然花岗岩，具有相同的温度特性及刚性。
3、三轴导轨均采用自洁式预载荷高精度空气轴承，运动更平稳，导轨永不受磨损。
4、RENISHAW自粘开放式金属光栅尺，更接近花岗岩基本的热膨胀系数，提高了设备的稳定性。
5、采用公司自主研发的软件，使仪器测量更加精准。
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。
三坐标测量机应用领域
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。
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。
模具的型芯型腔与导柱导套的匹配如果出现偏差，可以通过三坐标测量机找出偏差值以便纠正。在模具的型芯型腔轮廓加工成型后，很多镶件和局部的曲面要通过电极在电脉冲上加工成形，从而电极加工的质量和非标准的曲面质量成为模具质量的关键。因此，用三坐标测量机测量电极的形状必不可少。 三坐标测量机可以应用3D数模的输入，将成品模具与数模上的定位、尺寸、相关的形位公差、曲线、曲面进行测量比较，输出图形化报告，直观清晰的反映模具质量，从而形成完整的模具成品检测报告。 在某些模具使用了一段时间出现磨损要进行修正，但又无原始设计数据(即数模)的情况下，可以用截面法采集点云，用规定格式输出，探针半径补偿后造型，从而达到完好如初的修复效果。
当一些曲面轮廓既非圆弧，又非抛物线，而是一些不规则的曲面时，可用油泥或石膏手工做出曲面作为底胚。然后用三坐标测量机测出各个截面上的截线、特征线和分型线，用规定格式输出，探针半径补偿后造型，在造型过程中圆滑曲线，从而设计制造出全新的模具。
三坐标测量机以其高精度高柔性以及优异的数字化能力，成为现代制造业尤其是模具工业设计、开发、加工制造和质量保证的重要手段。
第一、测量机能够为模具工业提供质量保证，是模具制造企业测量和检测的最好选择。测量机在处理不同工作方面的灵活性以及自身的高精度，使其成为一个仲裁者。在为过程控制提供尺寸数据的同时，测量机可提供入厂产品检验、机床的校验、客户质量认证、量规检验、加工试验以及优化机床设置等附加性能。高度柔性的三坐标测量机可以配置在车间环境，并直接参与到模具加工、装配、试模、修模的各个阶段，提供必要的检测反馈，减少返工的次数并缩短模具开发周期，从而最终降低模具的制造成本并将生产纳入控制。
第二、测量机具备强大的逆向工程能力，是一个理想的数字化工具。通过不同类型测头和不同结构形式测量机的组合，能够快速、精确的获取工件表面的三维数据和几何特征，这对于模具的设计、样品的复制、损坏模具的修复特别有用。此外，测量机还可以配备接触式和非接触式扫描测头，并利用PC-DMIS测量软件提供的强大的扫描功能，完成具备自由曲面形状特征的复杂工件CAD模型的复制。无需经过任何转换，可以被各种CAD软件直接识别和编程，从而大大提高了模具设计的效率。
具体来说，在模具制造企业中应用测量机完成设计和检测任务时，要密切关注测量基准的选择、测头的标定和选择、测点数及测量位置的规划、坐标系的建立、环境的影响、局部几何特征的影响、CNC控制参数等多方面的因素。这当中的每一个因素，都足以影响测量结果的精确和效率。
坐标测量机是通过测头系统与工件的相对移动，探测工件表面点三维坐标的测量系统。通过将被测物体置于三坐标测量机的测量空间，利用接触或非接触探测系统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，由软件进行数学运算，求出待测的几何尺寸和形状、位置。因此，坐标测量机具备高精度、高效率和万能性的特点，是完成各种汽车零部件几何量测量与品质控制的理想解决方案。
汽车零部件具有品质要求高、批量大、形状各异的特点。根据不同的零部件测量类型，主要分为箱体、复杂形状和曲线曲面三类，每一类相对测量系统的配置是不尽相同的，需要从测量系统的主机、探测系统和软件方面进行相互的配套与选择。
发动机制造业
发动机是由许多各种形状的零部件组成，这些零部件的制造质量直接关系到发动机的性能和寿命。因此，需要在这些零部件生产中进行非常精密的检测，以保证产品的精度及公差配合。在现代制造业中，高精度的综合测量机越来越多的应用于生产过程中，使产品质量的目标和关键渐渐由最终检验转化为对制造流程进行控制，通过信息反馈对加工设备的参数进行及时的调整，从而保证产品质量和稳定生产过程，提高生产效率。
在传统测量方法选择上，人们主要依靠两种测量手段完成对箱体类工件和复杂几何形状工件的测量，即：通过三坐标测量机执行箱体类工件的检测；通过专用测量设备，例如专用齿轮检测仪、专用凸轮检测设备等完成具有复杂几何形状工件的测量。因此对于从事生产复杂几何形状工件的企业来说，完成上述产品的质量控制企业不仅需要配置通用测量设备，例如三坐标测量机，通用标准量具、量仪，同时还需要配置专用检测设备，例如各种尺寸类型的齿轮专用检测仪器，凸轮检测仪器等。这样往往导致企业的计量部门需要配置多类型的计量设备和从事计量操作的专业检测人员，计量设备使用率较低，同时企业负担较高的计量人员的培训费用和计量设备使用和维护费用；企业无法实现柔性、通用计量检测。因此，降低企业的测量成本，计量人员的培训费用，测量设备的使用和维修费用，达到提高测量检测效率的目的，使企业具备生产过程的实时质量控制能力，这将关系到企业在市场活动中的应变能力，对帮助企业建立并维护良好的市场信誉，具有重要的决定作用。
三坐标测量机使用方法
三坐标测量仪简称CMM，自六十年代中期第一台三坐标测量仪问世以来，随着计算机技术的进步以及电子控制系统、检测技术的发展，为测量机向高精度、高速度方向发展提供了强有力的技术支持。
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。
三坐标测量机注意事项
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。
5、对于一些大型较重的模具、检具，测量结束后应及时吊下工作台，以避免工作台长时间处于承载状态。
三坐标测量机维护保养
由于压缩空气对三坐标测量仪的正常工作起着非常重要的作用，所以对气源的维修和保养非常重要。其中有以下主要项目：
1、每天使用三坐标测量仪前检查管道和过滤器，放出过滤器内及空压机或储气罐的水和油。
2、一般3个月要清洗随机过滤器和前置过滤器的滤芯。空气质量较差的周期要缩短。因为过滤器的滤芯在过滤油和水的同时本身也被油污染堵塞，时间稍长就会使测量机实际工作气压降低，影响三坐标测量仪正常工作。一定要定期清洗过滤器滤芯。
三坐标测量仪的导轨是测量机的基准，只有保养好气浮块和导轨才能保证测量机的正常工作。三坐标测量仪导轨的保养除了要经常用酒精和脱脂棉擦拭外，还要注意不要直接在导轨上放置零件和工具。尤其是花岗石导轨，因其质地比较脆，任何小的磕碰会造成碰伤，如果未及时发现，碎渣就会伤害气浮块和导轨。要养成良好的工作习惯，用布或胶皮垫在下面，保证导轨安全。
工作结束后或上零件结束后要擦拭导轨。每天都要擦拭导轨油污和灰尘，保持气浮导轨的正常工作状态。
一、数据转换
数据转换的任务和要求：
（1）将测量数据格式转化为CAD软件可识别的IGES格式，合并后以产品名称或用户指定的名称分类保存。
（2）不同产品、不同属性、不同定位、易于混淆的数据应存放在不同的文件中，并在IGES文件中分层分色。
数据转换使用《三坐标测量数据处理系统》完成，草作方法见软件用户手册。
二、重定位整合
1 、应用背景
在产品的测绘过程中，往往不能在同一坐标系将产品的几何数据一次测出。其原因一是产品尺寸超出测量机的行程，二是测量探头不能触及产品的反面，三是在工件拆下后发现数据缺失，需要补测。这时就需要在不同的定位状态（即不同的坐标系）下测量产品的各个部分，称为产品的重定位测量。而在造型时则应将这些不同坐标系下的重定位数据变换到同一坐标系中，这个过程称为重定位数据的整合。
对于复杂或较大的模型，测量过程中常需要多次定位测量，最终的测量数据就必需依据一定的转换路径进行多次重定位整合，把各次定位中测得的数据转换成一个公共定位基准下的测量数据。
2 、重定位整合原理
工件移动（重定位）后的测量数据与移动前的测量数据存在着移动错位，如果我们在工件上确定一个在重定位前后都能测到的形体（称为重定位基准），那么只要在测量结束后，通过一系列变换使重定位后对该形体的测量结果与重定位前的测量结果重合，即可将重定位后的测量数据整合到重合前的数据中。重定位基准在重定位整合中起到了纽带的作用.
PID控制是：比例，积分，微分控制的缩写。
P参数：决定系统对位置误差的整个响应过程。数值越低，系统越稳定，不产生振荡，但刚性差，到位误差大；数值越高，刚性越好，到位误差小，但系统可能产生振荡。
I 参数：控制由于摩擦力和负载引起的静态到位误差。数值越低，到位时间越长；数值越高，可能在理论位置上下振荡。
D参数：此参数通过阻止误差变化过冲给系统提供阻尼和稳定性。数值越低，使系统对位置误差响应快；数值越高，系统响应越慢。
三坐标检测日常保养
三坐标测量机的组成比较复杂，主要有机械部件、电气控制部件、计算机系统组成。平时我们在使用三坐标测量机测量工件的同时，也要注意机器的保养，以延长机器的使用寿命。下面我们从七个方面说明三坐标测量机的基本保养。
三坐标测量机的机械部件有多种，我们需要日常保养的是传动系统和气路系统的部件，保养的频率应该根据测量机所处的环境决定。一般在环境比较好的精测间中的测量机，我们推荐每三个月进行一次常规保养，而如果用户的使用环境中灰尘比较多，测量间的温度湿度不能完全满足测量机使用环境要求，那应该每月进行一次常规保养，对测量机的常规保养，应了解影响测量机的因素：
1.压缩空气对测量机的影响
1）要选择合适的空压机，最好另有储气罐，使空压机工作寿命长，压力稳定。
2）空压机的启动压力一定要大于工作压力。
3）开机时，要先打开空压机，然后接通电源。
2. 油和水对测量机的影响
由于压缩空气对测量机的正常工作起着非常重要的作用，所以对气路的维修和保养非常重要。其中有以下主要项目：
每天使用测量机前检查管道和过滤器，放出过滤器内及空压机或储气罐的水和油。
每天都要擦拭导轨油污和灰尘，保持气浮导轨的正常工作状态。
3. 对测量机导轨的保护要养成良好的工作习惯。
用布或胶皮垫在下面，保证导轨安全。
工作结束后或上零件结束后要擦拭导轨。
当我们在使用测量机时要尽量保持测量机房的环境温度与检定时一致。另外电气设备、计算机、人员都是热源。在设备安装时要做好规划，使电气设备、计算机等与测量机有一定的距离。测量机房加强管理不要有多余人员停留。高精度的测量机使用环境的管理更应该严格。
4. 空调的风向对测量机温度的影响
测量机房的空调应尽量选择变频空调。变频空调节能性能好，最主要的是控温能力强。在正常容量的情况下，控温可在±1℃范围内。
由于空调器吹出风的温度不是20℃，因此决不能让风直接吹到测量机上。有时为防止风吹到测量机上而把风向转向墙壁或一侧，结果出现机房内一边热一边凉，温差非常大的情况。
空调器的安装应有规划，应让风吹到室内的主要位置，风向向上形成大循环（不能吹到测量机），尽量使室内温度均衡。
有条件的，应安装风道将风送到房间顶部通过双层孔板送风，回风口在房间下部。这样使气流无规则的流动，可以使机房温度控制更加合理。
5. 空调的开关时间对机房温度的影响
许每天早晨上班时打开空调，晚上下班再关闭空调。待机房温度稳定大约4小时后，测量机精度才能稳定。
这种工作方式严重影响测量机的使用效率，在冬夏季节精度会很难保证。对测量机正常稳定也会有很大影响。
6. 机房结构对机房温度的影响
由于测量机房要求恒温，所以机房要有保温措施。如有窗户要采用双层窗，并避免有阳光照射。门口要尽量采用过渡间，减少温度散失。机房的空调选择要与房间相当，机房过大或过小都会对温度控制造成困难。
在南方湿度较大的地区或北方的夏天或雨季，当正在制冷的空调突然被关闭后，空气中的水汽会很快凝结在温度相对比较低的测量机导轨和部件上，会使测量机的气浮块和某些部件严重锈蚀，影响测量机寿命。而计算机和控制系统的电路板会因湿度过大出现腐蚀或造成短路。如果湿度过小，会严重影响花岗石的吸水性，可能造成花岗石变形。灰尘和静电会对控制系统造成危害。所以机房的湿度并不是无关紧要的，要尽量控制在60%±5%的范围内。
空气湿度大、测量机房密封性不好是造成机房湿度大的主要原因。在湿度比较大地区机房的密封性要求好一些，必要时增加除湿机。
7. 改变管理方式防止”假期综合症”
解决的办法就是改变管理方式，将“放假前打扫卫生”改为“上班时打扫卫生”，而且要打开空调和除湿机清除水份。要定期清洁计算机和控制系统中的灰尘，减少或避免因此而造成的故障隐患。
使用标准件检查机器是非常好的，但是相对来说比较麻烦，只能是一段时间做一次。比较方便的办法是用一个典型零件，编好自动测量程序后，在机器精度校验好的情况下进行多次测量，将结果按照统计规律计算后得出一个合理的值及公差范围记录下来。操作员可以经常检查这个零件以确定机器的精度情况。
Z轴平衡的调整
测量机的Z轴平衡分为重锤和气动平衡，主要用来平衡Z轴的重量，使Z轴的驱动平稳。如果误动气压平衡开关，会使Z轴失去平衡。处理的方法：
1） 将测座的角度转到90，0，避免操作过程中碰测头。
2） 按下“紧急停”开关。
3） 一个人用双手托住Z轴，向上推、向下拉，感觉平衡的效果。
4） 一人调整气压平衡阀，每次调整量小一点，两人配合将Z轴平衡调整到向上和向 下的感觉一致即可。
行程终开关是用于机器行程终保护和HOME时使用。行程终开关一般使用接触式开关或光电式开关。开关式最容易在用手推动轴运动时改变位置，造成接触不良。可以适当调整开关位置保证接触良好。光电式开关要注意检查插片位置正常，经常清除灰尘，保证其工作正常。
什么是三坐标测量员
三坐标测量员是一份品管类的工作，主要从事对工件或产品的检测工作，只是操作的仪器不同而已，这个东西容易学，不是一份好的工作。没有前途。
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