三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)使用方法

三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x簡(jiǎn)稱(chēng)CMM，自六十年代中期第一臺(tái)三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x問(wèn)世以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步以及電子控制系統(tǒng)、檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，為測(cè)量機(jī)向高精度、高速度方向發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

CMM按測(cè)量方式可分為接觸測(cè)量和非接觸測(cè)量以及接觸和非接觸并用式測(cè)量，接觸測(cè)量常于測(cè)量機(jī)械加工產(chǎn)品以及壓制成型品、金屬膜等。本文以接觸式測(cè)量機(jī)為例來(lái)說(shuō)明幾種掃描物體表面，以獲取數(shù)據(jù)點(diǎn)的幾種方法，數(shù)據(jù)點(diǎn)結(jié)果可用于加工數(shù)據(jù)分析，也可為逆向工程技術(shù)提供原始信息。掃描指借助測(cè)量機(jī)應(yīng)用軟件在被測(cè)物體表面特定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)采集。此區(qū)域可以是一條線(xiàn)、一個(gè)面片、零件的一個(gè)截面、零件的曲線(xiàn)或距邊緣一定距離的周線(xiàn)。掃描類(lèi)型與測(cè)量模式、測(cè)頭類(lèi)型及是否有CAD文件等有關(guān)，狀態(tài)按紐（手動(dòng)/DCC）決定了屏幕上可選用的“掃描”（SCAN）選項(xiàng)。若用DCC方式測(cè)量，又具有CAD文件，那么掃描方式有“開(kāi)線(xiàn)”（OPEN LINEAR）、“閉線(xiàn)”（CLOSED LINEAR）、“面片”（PATCH）、“截面”（SECTION）及“周線(xiàn)”（PERIMETER）掃描。若用DCC方式測(cè)量，而只有線(xiàn)框型CAD文件，那么可選用 “開(kāi)線(xiàn)”（OPEN LINEAR）、“閉線(xiàn)”（CLOSED LINEAR）和“面片”（PATCH）掃描方式。若用手動(dòng)測(cè)量模式，那么只能用基本的“手動(dòng)觸發(fā)掃描”（MANUL TTP SCAN）方式。若在手動(dòng)測(cè)量方式，測(cè)頭為剛性測(cè)頭，那么可用選項(xiàng)為“固定間隔”（FIXED DELTA）、“變化間隔”（VARIABLE DELTA）、“時(shí)間間隔”（TIME DELTA）和“主體軸向掃描”（BODY AXIS SCAN）方式。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)一般由以下幾個(gè)部分組成：

1、主機(jī)機(jī)械系統(tǒng)（X、Y、Z三軸或其它）；

2、 測(cè)頭系統(tǒng)；

3、 電氣控制硬件系統(tǒng)；

4、 數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)（測(cè)量軟件）；

三坐標(biāo)測(cè)量在同軸度檢測(cè)是我們?cè)跍y(cè)量工作中經(jīng)常遇到的問(wèn)題，用三坐標(biāo)進(jìn)行同軸度的檢測(cè)不僅直觀且又方便，三次元、2.5次元與三坐標(biāo)其測(cè)量結(jié)果精度高，并且重復(fù)性好 。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的功能是快速準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)尺寸數(shù)據(jù)，為操作者提供關(guān)于生產(chǎn)過(guò)程狀況的有用信息，這與所有的手動(dòng)測(cè)量設(shè)備有很大的區(qū)別。將被測(cè)物體置于三坐標(biāo)測(cè)量空間，可獲得被測(cè)物體上各測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)位置，根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值，經(jīng)計(jì)算求出被測(cè)物體的幾何尺寸、形狀和位置。

三坐標(biāo)測(cè)量影響同軸度的因素

三坐標(biāo)在國(guó)標(biāo)中同軸度公差帶的定義是指直徑公差為值t，且3D影像測(cè)量與三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的基準(zhǔn)軸線(xiàn)同軸的圓柱面內(nèi)的有區(qū)域。它有以下三種控制要素：①軸線(xiàn)與軸線(xiàn)；②軸線(xiàn)與公共軸線(xiàn)；③圓心與圓心。

2.5次元測(cè)量影響同軸度因素

2.5次元在影響同軸度的主要因素有被測(cè)元素與基準(zhǔn)元素的圓心位置和軸線(xiàn)方向，特別是軸線(xiàn)方向。如在基準(zhǔn)圓柱上測(cè)量?jī)蓚€(gè)截面圓，用其連線(xiàn)作基準(zhǔn)軸。在被測(cè)圓柱上也測(cè)量?jī)蓚€(gè)截面圓，構(gòu)造一條直線(xiàn)，然后計(jì)算同軸度。假設(shè)基準(zhǔn)上兩個(gè)截面的距離為10 mm，基準(zhǔn)第一截面與被測(cè)圓柱的第一截面的距離為100 mm,如果基準(zhǔn)的第二截面圓的圓心位置與第一截面圓圓心有5μm的測(cè)量誤差，那么基準(zhǔn)軸線(xiàn)延伸到被測(cè)圓柱第一截面時(shí)已偏離50μm（5μmx100÷10），此時(shí)，二次元和2.5次元即使被測(cè)圓柱與基準(zhǔn)完全同軸，其結(jié)果也會(huì)100μm的誤差（同軸度公差值為直徑，50μm是半徑）。

測(cè)量機(jī)的Z軸平衡分為重錘和氣動(dòng)平衡，主要用來(lái)平衡Z軸的重量，使Z軸的驅(qū)動(dòng)平穩(wěn)。如果誤動(dòng)氣壓平衡開(kāi)關(guān)，會(huì)使Z軸失去平衡。處理的方法：

1） 將測(cè)座的角度轉(zhuǎn)到90，0，避免操作過(guò)程中碰測(cè)頭。

2） 按下“緊急?！遍_(kāi)關(guān)。

3） 一個(gè)人用雙手托住Z軸，向上推、向下拉，感覺(jué)平衡的效果。

4） 一人調(diào)整氣壓平衡閥，每次調(diào)整量小一點(diǎn)，兩人配合將Z軸平衡調(diào)整到向上和向 下的感覺(jué)一致即可。

行程終開(kāi)關(guān)是用于機(jī)器行程終保護(hù)和HOME時(shí)使用。行程終開(kāi)關(guān)一般使用接觸式開(kāi)關(guān)或光電式開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)式最容易在用手推動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)時(shí)改變位置，造成接觸不良?？梢赃m當(dāng)調(diào)整開(kāi)關(guān)位置保證接觸良好。光電式開(kāi)關(guān)要注意檢查插片位置正常，經(jīng)常清除灰塵，保證其工作正常。

正確使用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x對(duì)其使用壽命、精度起到關(guān)鍵作用，應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：

1、工件吊裝前，要將探針退回坐標(biāo)原點(diǎn)，為吊裝位置預(yù)留較大的空間；工件吊裝要平穩(wěn)，不可撞擊三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的任何構(gòu)件。

2、正確安裝零件，安裝前確保符合零件與測(cè)量機(jī)的等溫要求。

3、 建立正確的坐標(biāo)系，保證所建的坐標(biāo)系符合圖紙的要求，才能確保所測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

4、當(dāng)編好程序自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，要防止探針與工件的干涉，故需注意要增加拐點(diǎn)。

5、對(duì)于一些大型較重的模具、檢具，測(cè)量結(jié)束后應(yīng)及時(shí)吊下工作臺(tái)，以避免工作臺(tái)長(zhǎng)時(shí)間處于承載狀態(tài)。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的機(jī)械部件有多種，我們需要日常保養(yǎng)的是傳動(dòng)系統(tǒng)和氣路系統(tǒng)的部件，保養(yǎng)的頻率應(yīng)該根據(jù)測(cè)量機(jī)所處的環(huán)境決定。一般在環(huán)境比較好的精測(cè)間中的測(cè)量機(jī)，推薦每三個(gè)月進(jìn)行一次常規(guī)保養(yǎng)，而如果使用環(huán)境中灰塵比較多，測(cè)量間的溫度濕度不能完全滿(mǎn)足測(cè)量機(jī)使用環(huán)境要求，建議每月進(jìn)行一次常規(guī)保養(yǎng)，對(duì)測(cè)量機(jī)的常規(guī)保養(yǎng)，應(yīng)了解影響測(cè)量機(jī)的因素：

1.壓縮空氣對(duì)測(cè)量機(jī)的影響

1）要選擇合適的空壓機(jī)，最好另有儲(chǔ)氣罐，使空壓機(jī)工作壽命長(zhǎng)，壓力穩(wěn)定。

2）空壓機(jī)的啟動(dòng)壓力一定要大于工作壓力。

3）開(kāi)機(jī)時(shí)，要先打開(kāi)空壓機(jī)，然后接通電源。

2. 油和水對(duì)測(cè)量機(jī)的影響

由于壓縮空氣對(duì)測(cè)量機(jī)的正常工作起著非常重要的作用，所以對(duì)氣路的維修和保養(yǎng)非常重要。其中有以下主要項(xiàng)目：

每天使用測(cè)量機(jī)前檢查管道和過(guò)濾器，放出過(guò)濾器內(nèi)及空壓機(jī)或儲(chǔ)氣罐的水和油。

每天都要擦拭導(dǎo)軌油污和灰塵，保持氣浮導(dǎo)軌的正常工作狀態(tài)。

3. 空調(diào)的風(fēng)向?qū)y(cè)量機(jī)溫度的影響

測(cè)量機(jī)房的空調(diào)應(yīng)盡量選擇變頻空調(diào)。變頻空調(diào)節(jié)能性能好，最主要的是控溫能力強(qiáng)。在正常容量的情況下，控溫可在±1℃范圍內(nèi)。

由于空調(diào)器吹出風(fēng)的溫度不是20℃，因此決不能讓風(fēng)直接吹到測(cè)量機(jī)上。有時(shí)為防止風(fēng)吹到測(cè)量機(jī)上而把風(fēng)向轉(zhuǎn)向墻壁或一側(cè)，結(jié)果出現(xiàn)機(jī)房?jī)?nèi)一邊熱一邊涼，溫差非常大的情況。

空調(diào)器的安裝應(yīng)有規(guī)劃，應(yīng)讓風(fēng)吹到室內(nèi)的主要位置，風(fēng)向向上形成大循環(huán)（不能吹到測(cè)量機(jī)），盡量使室內(nèi)溫度均衡。

有條件的，應(yīng)安裝風(fēng)道將風(fēng)送到房間頂部通過(guò)雙層孔板送風(fēng)，回風(fēng)口在房間下部。這樣使氣流無(wú)規(guī)則的流動(dòng)，可以使機(jī)房溫度控制更加合理。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的組成比較復(fù)雜，主要有機(jī)械部件、電氣控制部件、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成。平時(shí)我們?cè)谑褂萌鴺?biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量工件的同時(shí)，也要注意機(jī)器的保養(yǎng)，以延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命。下面重點(diǎn)說(shuō)明壓縮空氣維護(hù)保養(yǎng)和導(dǎo)軌維護(hù)保養(yǎng) 。

壓縮空氣保養(yǎng)

由于壓縮空氣對(duì)三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的正常工作起著非常重要的作用，所以對(duì)氣源的維修和保養(yǎng)非常重要。其中有以下主要項(xiàng)目：

1、每天使用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x前檢查管道和過(guò)濾器，放出過(guò)濾器內(nèi)及空壓機(jī)或儲(chǔ)氣罐的水和油。

2、一般3個(gè)月要清洗隨機(jī)過(guò)濾器和前置過(guò)濾器的濾芯?？諝赓|(zhì)量較差的周期要縮短。因?yàn)檫^(guò)濾器的濾芯在過(guò)濾油和水的同時(shí)本身也被油污染堵塞，時(shí)間稍長(zhǎng)就會(huì)使測(cè)量機(jī)實(shí)際工作氣壓降低，影響三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x正常工作。一定要定期清洗過(guò)濾器濾芯。

導(dǎo)軌維護(hù)保養(yǎng)

三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的導(dǎo)軌是測(cè)量機(jī)的基準(zhǔn)，只有保養(yǎng)好氣浮塊和導(dǎo)軌才能保證測(cè)量機(jī)的正常工作。三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x導(dǎo)軌的保養(yǎng)除了要經(jīng)常用酒精和脫脂棉擦拭外，還要注意不要直接在導(dǎo)軌上放置零件和工具。尤其是花崗石導(dǎo)軌，因其質(zhì)地比較脆，任何小的磕碰會(huì)造成碰傷，如果未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，碎渣就會(huì)傷害氣浮塊和導(dǎo)軌。要養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣，用布或膠皮墊在下面，保證導(dǎo)軌安全。

工作結(jié)束后或上零件結(jié)束后要擦拭導(dǎo)軌。每天都要擦拭導(dǎo)軌油污和灰塵，保持氣浮導(dǎo)軌的正常工作狀態(tài)。

主要用于機(jī)械、汽車(chē)、航空、軍工、家具、工具原型、機(jī)器等中小型配件、模具等行業(yè)中的箱體、機(jī)架、齒輪、凸輪、蝸輪、蝸桿、葉片、曲線(xiàn)、曲面等的測(cè)量，還可用于電子、五金、塑膠等行業(yè)中，可以對(duì)工件的尺寸、形狀和形位公差進(jìn)行精密檢測(cè)，從而完成零件檢測(cè)、外形測(cè)量、過(guò)程控制等任務(wù)。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)模具行業(yè)

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在模具行業(yè)中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，它是一種設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、檢測(cè)、統(tǒng)計(jì)分析的現(xiàn)代化的智能工具，更是模具產(chǎn)品無(wú)與倫比的質(zhì)量技術(shù)保障的有效工具。當(dāng)今主要使用的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)有橋式測(cè)量機(jī)、龍門(mén)式測(cè)量機(jī)、水平臂式測(cè)量機(jī)和便攜式測(cè)量機(jī)。測(cè)量方式大致可分為接觸式與非接觸式兩種。

模具的型芯型腔與導(dǎo)柱導(dǎo)套的匹配如果出現(xiàn)偏差，可以通過(guò)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)找出偏差值以便糾正。在模具的型芯型腔輪廓加工成型后，很多鑲件和局部的曲面要通過(guò)電極在電脈沖上加工成形，從而電極加工的質(zhì)量和非標(biāo)準(zhǔn)的曲面質(zhì)量成為模具質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量電極的形狀必不可少。 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可以應(yīng)用3D數(shù)模的輸入，將成品模具與數(shù)模上的定位、尺寸、相關(guān)的形位公差、曲線(xiàn)、曲面進(jìn)行測(cè)量比較，輸出圖形化報(bào)告，直觀清晰的反映模具質(zhì)量，從而形成完整的模具成品檢測(cè)報(bào)告。 在某些模具使用了一段時(shí)間出現(xiàn)磨損要進(jìn)行修正，但又無(wú)原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)(即數(shù)模)的情況下，可以用截面法采集點(diǎn)云，用規(guī)定格式輸出，探針半徑補(bǔ)償后造型，從而達(dá)到完好如初的修復(fù)效果。

當(dāng)一些曲面輪廓既非圓弧，又非拋物線(xiàn)，而是一些不規(guī)則的曲面時(shí)，可用油泥或石膏手工做出曲面作為底胚。然后用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)出各個(gè)截面上的截線(xiàn)、特征線(xiàn)和分型線(xiàn)，用規(guī)定格式輸出，探針半徑補(bǔ)償后造型，在造型過(guò)程中圓滑曲線(xiàn)，從而設(shè)計(jì)制造出全新的模具。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)以其高精度高柔性以及優(yōu)異的數(shù)字化能力，成為現(xiàn)代制造業(yè)尤其是模具工業(yè)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、加工制造和質(zhì)量保證的重要手段。

第一、測(cè)量機(jī)能夠?yàn)槟＞吖I(yè)提供質(zhì)量保證，是模具制造企業(yè)測(cè)量和檢測(cè)的最好選擇。測(cè)量機(jī)在處理不同工作方面的靈活性以及自身的高精度，使其成為一個(gè)仲裁者。在為過(guò)程控制提供尺寸數(shù)據(jù)的同時(shí)，測(cè)量機(jī)可提供入廠(chǎng)產(chǎn)品檢驗(yàn)、機(jī)床的校驗(yàn)、客戶(hù)質(zhì)量認(rèn)證、量規(guī)檢驗(yàn)、加工試驗(yàn)以及優(yōu)化機(jī)床設(shè)置等附加性能。高度柔性的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可以配置在車(chē)間環(huán)境，并直接參與到模具加工、裝配、試模、修模的各個(gè)階段，提供必要的檢測(cè)反饋，減少返工的次數(shù)并縮短模具開(kāi)發(fā)周期，從而最終降低模具的制造成本并將生產(chǎn)納入控制。

第二、測(cè)量機(jī)具備強(qiáng)大的逆向工程能力，是一個(gè)理想的數(shù)字化工具。通過(guò)不同類(lèi)型測(cè)頭和不同結(jié)構(gòu)形式測(cè)量機(jī)的組合，能夠快速、精確的獲取工件表面的三維數(shù)據(jù)和幾何特征，這對(duì)于模具的設(shè)計(jì)、樣品的復(fù)制、損壞模具的修復(fù)特別有用。此外，測(cè)量機(jī)還可以配備接觸式和非接觸式掃描測(cè)頭，并利用PC-DMIS測(cè)量軟件提供的強(qiáng)大的掃描功能，完成具備自由曲面形狀特征的復(fù)雜工件CAD模型的復(fù)制。無(wú)需經(jīng)過(guò)任何轉(zhuǎn)換，可以被各種CAD軟件直接識(shí)別和編程，從而大大提高了模具設(shè)計(jì)的效率。

具體來(lái)說(shuō)，在模具制造企業(yè)中應(yīng)用測(cè)量機(jī)完成設(shè)計(jì)和檢測(cè)任務(wù)時(shí)，要密切關(guān)注測(cè)量基準(zhǔn)的選擇、測(cè)頭的標(biāo)定和選擇、測(cè)點(diǎn)數(shù)及測(cè)量位置的規(guī)劃、坐標(biāo)系的建立、環(huán)境的影響、局部幾何特征的影響、CNC控制參數(shù)等多方面的因素。這當(dāng)中的每一個(gè)因素，都足以影響測(cè)量結(jié)果的精確和效率。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)汽車(chē)行業(yè)

坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是通過(guò)測(cè)頭系統(tǒng)與工件的相對(duì)移動(dòng)，探測(cè)工件表面點(diǎn)三維坐標(biāo)的測(cè)量系統(tǒng)。通過(guò)將被測(cè)物體置于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量空間，利用接觸或非接觸探測(cè)系統(tǒng)獲得被測(cè)物體上各測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)位置，根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值，由軟件進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，求出待測(cè)的幾何尺寸和形狀、位置。因此，坐標(biāo)測(cè)量機(jī)具備高精度、高效率和萬(wàn)能性的特點(diǎn)，是完成各種汽車(chē)零部件幾何量測(cè)量與品質(zhì)控制的理想解決方案。

汽車(chē)零部件具有品質(zhì)要求高、批量大、形狀各異的特點(diǎn)。根據(jù)不同的零部件測(cè)量類(lèi)型，主要分為箱體、復(fù)雜形狀和曲線(xiàn)曲面三類(lèi)，每一類(lèi)相對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的配置是不盡相同的，需要從測(cè)量系統(tǒng)的主機(jī)、探測(cè)系統(tǒng)和軟件方面進(jìn)行相互的配套與選擇。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)

發(fā)動(dòng)機(jī)是由許多各種形狀的零部件組成，這些零部件的制造質(zhì)量直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和壽命。因此，需要在這些零部件生產(chǎn)中進(jìn)行非常精密的檢測(cè)，以保證產(chǎn)品的精度及公差配合。在現(xiàn)代制造業(yè)中，高精度的綜合測(cè)量機(jī)越來(lái)越多的應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程中，使產(chǎn)品質(zhì)量的目標(biāo)和關(guān)鍵漸漸由最終檢驗(yàn)轉(zhuǎn)化為對(duì)制造流程進(jìn)行控制，通過(guò)信息反饋對(duì)加工設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定生產(chǎn)過(guò)程，提高生產(chǎn)效率。

在傳統(tǒng)測(cè)量方法選擇上，人們主要依靠?jī)煞N測(cè)量手段完成對(duì)箱體類(lèi)工件和復(fù)雜幾何形狀工件的測(cè)量，即：通過(guò)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)執(zhí)行箱體類(lèi)工件的檢測(cè)；通過(guò)專(zhuān)用測(cè)量設(shè)備，例如專(zhuān)用齒輪檢測(cè)儀、專(zhuān)用凸輪檢測(cè)設(shè)備等完成具有復(fù)雜幾何形狀工件的測(cè)量。因此對(duì)于從事生產(chǎn)復(fù)雜幾何形狀工件的企業(yè)來(lái)說(shuō)，完成上述產(chǎn)品的質(zhì)量控制企業(yè)不僅需要配置通用測(cè)量設(shè)備，例如三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，通用標(biāo)準(zhǔn)量具、量?jī)x，同時(shí)還需要配置專(zhuān)用檢測(cè)設(shè)備，例如各種尺寸類(lèi)型的齒輪專(zhuān)用檢測(cè)儀器，凸輪檢測(cè)儀器等。這樣往往導(dǎo)致企業(yè)的計(jì)量部門(mén)需要配置多類(lèi)型的計(jì)量設(shè)備和從事計(jì)量操作的專(zhuān)業(yè)檢測(cè)人員，計(jì)量設(shè)備使用率較低，同時(shí)企業(yè)負(fù)擔(dān)較高的計(jì)量人員的培訓(xùn)費(fèi)用和計(jì)量設(shè)備使用和維護(hù)費(fèi)用；企業(yè)無(wú)法實(shí)現(xiàn)柔性、通用計(jì)量檢測(cè)。因此，降低企業(yè)的測(cè)量成本，計(jì)量人員的培訓(xùn)費(fèi)用，測(cè)量設(shè)備的使用和維修費(fèi)用，達(dá)到提高測(cè)量檢測(cè)效率的目的，使企業(yè)具備生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)質(zhì)量控制能力，這將關(guān)系到企業(yè)在市場(chǎng)活動(dòng)中的應(yīng)變能力，對(duì)幫助企業(yè)建立并維護(hù)良好的市場(chǎng)信譽(yù)，具有重要的決定作用。

精密測(cè)量定義

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) (Coordinate Measuring Machine， CMM) 是指在一個(gè)六面體的空間范圍內(nèi)，能夠表現(xiàn)幾何形狀、長(zhǎng)度及圓周分度等測(cè)量能力的儀器，又稱(chēng)為三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x或三次元。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中占有的位置越來(lái)越大，大家或許在使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)里遇到的一些精密測(cè)量概念，名詞的解析，總結(jié)到的一些名詞給大家說(shuō)說(shuō)，讓新手或一些老手有一些的了解。

精密測(cè)量單位介紹

常用的單位有公制(mm)和英制(inch)二種。

1.公制：1 mm(Millimeter 毫米)=100(條)=1000 μm(Micrometer 微米)=1000000 nm(Nanometer 納米).

mm又稱(chēng)為毫米；條是日本的叫法，臺(tái)灣也是這樣叫法；中國(guó)稱(chēng)為絲；μ；m又稱(chēng)為Micron。

2.英制：1 inch(英寸)=1000 Mil(密耳)。

3.單位換算：1 inch=25.4 mm，1 Mil=2.54絲=25.4 μm

精密測(cè)量基本要素

1.精密測(cè)量是建立在空間坐標(biāo)系的觀念上，基本元素為點(diǎn)、線(xiàn)、圓三種。

2.在坐標(biāo)系中，元素之間可有多種對(duì)應(yīng)的組合：

點(diǎn)到點(diǎn)距離、點(diǎn)到線(xiàn)(垂直)、點(diǎn)到圓距離、圓到線(xiàn)(垂直)距離、圓到圓(垂直)距離、圓到線(xiàn)(垂直)距離、線(xiàn)和圓的交圓及切點(diǎn)、兩線(xiàn)交點(diǎn)、兩線(xiàn)交爭(zhēng)、兩圓交點(diǎn)等。

精密測(cè)量分類(lèi)

三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x有不同的操作需求、測(cè)量范圍和測(cè)量精度，這些對(duì)選用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x是很重要的。

根據(jù)中國(guó)儀器超市資料，按三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)可分為如下幾類(lèi)：

（1）移動(dòng)橋架型 (Moving bridge type)

移動(dòng)橋架型，為最常用的三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)， 軸為主軸在垂直方向移動(dòng)，廂形架導(dǎo)引主軸沿水平梁在 方向移動(dòng)，此水平梁垂直 軸且被兩支柱支撐于兩端，梁與支柱形成“橋架”，橋架沿著兩個(gè)在水平面上垂直 和 軸的導(dǎo)槽在 軸方向移動(dòng)。因?yàn)榱旱膬啥吮恢е?，所以可得到最小的撓度，且比懸臂型有較高的精度。

（2） 床式橋架型 (Bridge bed type)

床式橋架型， 軸為主軸在垂直方向移動(dòng)，廂形架導(dǎo)引主軸沿著垂直 軸的梁而移動(dòng)，而梁沿著兩水平導(dǎo)軌在 軸方向移動(dòng)，導(dǎo)軌位于支柱的上表面，而支柱固定在機(jī)械本體上。此型與移動(dòng)橋架型一樣，梁的兩端被支撐，因此梁的撓度為最少。此型比懸臂型的精度好，因?yàn)橹挥辛涸?軸方向移動(dòng)，所以慣性比全部橋架移動(dòng)時(shí)為小，手動(dòng)操作時(shí)比移動(dòng)橋架型較容易。

（3） 柱式橋架型 (Gantry type)

柱式橋架型，與床式橋架型式比較時(shí)，柱式橋架型其架是直接固定在地板上又稱(chēng)為門(mén)型，比床式橋架型有較大且更好的剛性，大部分用在較大型的三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x上。各軸都以馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，測(cè)量范圍很大，操作者可以在橋架內(nèi)工作。

（4) 固定橋架型 (Fixed bridge type)

固定橋架型，軸為主軸在垂直方向移動(dòng)，廂形架導(dǎo)引主軸沿著垂直 軸的水平橫梁上做 方向移動(dòng)。橋架 ( 支柱 ) 被固定在機(jī)器本體上，測(cè)量臺(tái)沿著水平平面的導(dǎo)軌作 軸方向的移動(dòng)，且垂直于 和 軸。每軸皆由馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)，可確保位置精度，此機(jī)型不適合手動(dòng)操作。

(5) L 形橋架型 (L-Shaped bridge type)

L 形橋架型，這個(gè)設(shè)計(jì)乃是為了使橋架在 軸移動(dòng)時(shí)有最小的慣性而作的改變。它與移動(dòng)橋架型相比較，移動(dòng)組件的慣性較少，因此操作較容易，但剛性較差。

(6) 軸移動(dòng)懸臂型 (Fixed table cantilever arm type)

軸移動(dòng)懸臂型， 軸為主軸在垂直方向移動(dòng)，廂形架導(dǎo)引主軸沿著垂直 軸的水平懸臂梁在 軸方向移動(dòng)，懸臂梁沿著在水平面的導(dǎo)槽在 軸方向移動(dòng)，且垂直于 軸和 軸。此型為三邊開(kāi)放，容易裝拆工件，且工件可以伸出臺(tái)面即可容納較大工件，但因懸臂會(huì)造成精度不高。此型只是早期很盛行。

(7) 單支柱移動(dòng)型 (Moving table cantilever arm type)

單支柱移動(dòng)型， 軸為主軸在垂直方向移動(dòng)，支柱整體沿著水平面的導(dǎo)槽在 軸上移動(dòng)，且垂直 軸，而 軸連接于支柱上。測(cè)量臺(tái)沿著水平面的導(dǎo)槽在 軸上移動(dòng)，且垂直 軸和 軸。此型測(cè)量臺(tái)面、支柱等具很好的剛性，因此變形少，且各軸的線(xiàn)性刻度尺與測(cè)量軸較接近，以符合阿貝定理。

(8) 單支柱 測(cè)量臺(tái)移動(dòng)型 (Single column xy table type)

單支柱 測(cè)量臺(tái)移動(dòng)型， 軸為主軸在垂直方向移動(dòng)，支柱上附有 軸導(dǎo)槽，支柱被固定在測(cè)量?jī)x本體上。測(cè)量時(shí)，測(cè)量臺(tái)在水平面上沿著 軸和 軸方向作移動(dòng)。

(9）水平臂測(cè)量臺(tái)移動(dòng)型 (Moving table horizontal arm type)

水平臂測(cè)量臺(tái)移動(dòng)型，廂形架支撐水平臂沿著垂直的支柱在垂直 ( 軸 ) 的方向移動(dòng)。探頭裝在水平方向的懸臂上，支柱沿著水平面的導(dǎo)槽在 軸方向移動(dòng)，且垂直 軸，測(cè)量臺(tái)沿著水平面的導(dǎo)槽在 軸方向移動(dòng)，且垂直于 軸和 軸。這是水平懸臂型的改良設(shè)計(jì)，為了消除水平臂在 軸方向，因伸出或縮回所產(chǎn)生的撓度。

（10） 水平臂測(cè)量臺(tái)固定型 (Fixed table horizontal arm type)

水平臂測(cè)量臺(tái)固定型，其構(gòu)造與測(cè)量臺(tái)移動(dòng)型相似。此型測(cè)量臺(tái)固定， 、 軸均在導(dǎo)槽內(nèi)移動(dòng)，測(cè)量時(shí)支柱在 軸的導(dǎo)槽移動(dòng)，而 軸滑動(dòng)臺(tái)面在垂直軸方向移動(dòng)。

（11） 水平臂移動(dòng)型 (Moving arm horizotal arm type)

水平臂移動(dòng)型， 軸懸臂在水平方向移動(dòng)，支撐水平臂的廂形架沿著支柱在 軸方向移動(dòng)，而支柱垂直 軸。支柱沿著水平面的導(dǎo)槽在 軸方向移動(dòng)，且垂直 軸和 軸，故不適合高精度的測(cè)量。除非水平臂在伸出或回收時(shí)，對(duì)因重量而造成的誤差有所補(bǔ)償。應(yīng)用在車(chē)輛檢驗(yàn)工作。

（12） 閉環(huán)橋架型 (Ring bridge type)

閉環(huán)橋架型，由于它的驅(qū)動(dòng)方式在工作臺(tái)中心，可減少因橋架移動(dòng)所造成沖擊，為所有三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x中最穩(wěn)定的一種。

精密測(cè)量測(cè)量時(shí)常用的名詞

1.公差：指在一定的數(shù)據(jù)內(nèi)可以容許的誤差值，例某一圓直徑標(biāo)示為10 ± 0.05 mm代表只有這個(gè)圓的直徑在9.95~10.05mm之內(nèi)都是合格的。

2.精度：符號(hào)為E，是指某一距離與標(biāo)準(zhǔn)距離的誤差，誤差越少精度越好。

U1：指的是在沿著X、Y、Z軸向的線(xiàn)性精度。

U2：指的是在平面XY、ZX、ZY面任意位置的線(xiàn)性精度。

U3(E，MPEE)：指的是在XYZ三維空間里任意位置的線(xiàn)性精度。

3.解析度：指某一測(cè)量設(shè)備的最少單位值，一般精密測(cè)量?jī)x都是以μm為單位。

4.重復(fù)性：指重復(fù)往返某固定位置或重復(fù)測(cè)量一標(biāo)準(zhǔn)件的誤差值，誤越少重復(fù)性越好。

精密測(cè)量配件

一般包含探針、控制器、加密鎖、測(cè)頭、測(cè)量軟件、校正球、計(jì)算機(jī)、軟件操作手冊(cè)、日常維護(hù)手冊(cè)、校正量具等 。

精密測(cè)量選定標(biāo)準(zhǔn)

制造業(yè)中的質(zhì)量目標(biāo)在于將零件的生產(chǎn)與設(shè)計(jì)要求保持一致。但是，保持生產(chǎn)過(guò)程的一致性要求對(duì)制造流程進(jìn)行控制。建立和保持制造流程一致性最為有效的方法是準(zhǔn)確地測(cè)量工件尺寸，獲得尺寸信息后，分析和反饋數(shù)據(jù)到生產(chǎn)過(guò)程中，使之成為持續(xù)提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效工具。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是測(cè)量和獲得尺寸數(shù)據(jù)的最有效的方法之一，因?yàn)樗梢源娑喾N表面測(cè)量工具及昂貴的組合量規(guī)，并把復(fù)雜的測(cè)量任務(wù)所需時(shí)間從小時(shí)減到分鐘，并快速準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)尺寸數(shù)據(jù)，為操作者提供關(guān)于生產(chǎn)過(guò)程狀況的有用信息。

如果一臺(tái)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)正是你的工作所需，如何選擇最好的？首先要確定的是要購(gòu)買(mǎi)那一種型號(hào)的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。根據(jù)測(cè)量機(jī)上測(cè)頭安置的方位，有三種基本類(lèi)型：垂直式、水平式和便攜式。

垂直式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在垂直臂上安裝測(cè)頭。這種測(cè)量機(jī)的精度比水平式測(cè)量機(jī)要高，因?yàn)闃蚴浇Y(jié)構(gòu)比較穩(wěn)固而且移動(dòng)部件較少，使得它們具有更好的剛性和穩(wěn)定性。垂直式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)包含各種尺寸，可以測(cè)量從小齒輪到發(fā)動(dòng)機(jī)箱體，甚至是商業(yè)飛機(jī)的機(jī)身。

水平式測(cè)量機(jī)把測(cè)頭安裝在水平軸上。它們一般應(yīng)用于檢測(cè)大工件，如汽車(chē)的車(chē)身，以中等水平的精度檢測(cè)。

便攜式測(cè)量機(jī)簡(jiǎn)化了那些不能移到測(cè)量機(jī)上的工件和裝配件的測(cè)量，便攜式測(cè)量機(jī)可以安裝在工件或裝配件上面甚至是里面，這便允許了對(duì)于內(nèi)部空間的測(cè)量，允許用戶(hù)在裝配現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，從而節(jié)省了了移動(dòng)、運(yùn)輸和測(cè)量單個(gè)工件的時(shí)間。

為使三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)保持穩(wěn)固，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，一般通過(guò)提高結(jié)構(gòu)部件的橫截面、加大空氣軸承的距離、提高電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力量、基于重量和溫度性能優(yōu)化選擇結(jié)構(gòu)的材料來(lái)增加質(zhì)量和剛性，提高測(cè)量精度、重復(fù)性及測(cè)量速度、加速度。這些原理也應(yīng)用到一些水平式車(chē)間型坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上，這種系統(tǒng)把水平式測(cè)量機(jī)的靈活性和垂直式設(shè)計(jì)的高精度結(jié)合在一起。

水平測(cè)量的方向使得測(cè)量機(jī)在于水平式機(jī)床加工設(shè)備的搭配更為合理。它們尤其適合測(cè)量那些需要測(cè)量高精度測(cè)量的大的齒輪箱和發(fā)動(dòng)機(jī)殼體。

轉(zhuǎn)臺(tái)的加入使四個(gè)軸成為可能，雙臂配置也可實(shí)現(xiàn)，都可以測(cè)量到工件的各個(gè)方向。水平臂配置比較容易地裝卸工件，小型的、車(chē)間型的水平臂測(cè)量機(jī)適于高速生產(chǎn)應(yīng)用過(guò)程中。

選擇一臺(tái)適當(dāng)?shù)臋C(jī)器

坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可根據(jù)應(yīng)用選擇有兩種方式：手動(dòng)和自動(dòng)。如果您只需要檢測(cè)幾何量和公差都比較簡(jiǎn)單的工件，或測(cè)量各種小批量的不盡相同的工件，手動(dòng)機(jī)器是最佳選擇。手動(dòng)測(cè)量機(jī)的軟件也可儲(chǔ)存和調(diào)用測(cè)量程序，從而加快了重復(fù)性測(cè)量。如果需要檢測(cè)大批量相同的工件，或要求較高的精度，要選擇直接用計(jì)算機(jī)控制的測(cè)量機(jī)。數(shù)控測(cè)量機(jī)可自動(dòng)檢測(cè)并消除操作者對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。程序驅(qū)動(dòng)意味著可實(shí)現(xiàn)無(wú)誤差的高檢測(cè)速度。

公差也非常重要，手動(dòng)測(cè)量機(jī)很難達(dá)到更小的公差要求，而數(shù)控測(cè)量機(jī)通過(guò)其連續(xù)的觸測(cè)使其更適合具有嚴(yán)格公差要求工件的高精度和高重復(fù)性要求。 數(shù)控測(cè)量機(jī)通過(guò)安裝一個(gè)模擬掃描測(cè)頭，用于測(cè)量要求大量的數(shù)據(jù)來(lái)定義它們的幾何量的工件，如：齒輪、圓柱體、汽車(chē)車(chē)身、擋風(fēng)玻璃的測(cè)量。對(duì)于那些完全用算術(shù)方法CAD定義或是完全未知的工件來(lái)說(shuō)，這些測(cè)頭能夠提供連續(xù)的數(shù)據(jù)采集，并可從部分工件和模型上進(jìn)行逆向工程。對(duì)于非常小輪廓形工件來(lái)說(shuō)，掃描測(cè)頭因其小的掃描面并需要大量數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行定義而成為理想的選擇。

測(cè)量機(jī)安裝的場(chǎng)地也很重要。理想情況是，測(cè)量機(jī)應(yīng)盡量靠近生產(chǎn)過(guò)程中制造工件的操作者附近安裝。這些車(chē)間型測(cè)量機(jī)一般具有友好的用戶(hù)操作接口，具有與機(jī)床類(lèi)似的控制界面。

不同型號(hào)的測(cè)量機(jī)可以共同工作。一臺(tái)計(jì)量型的垂直式測(cè)量機(jī)一般使用的精密計(jì)量室，做為產(chǎn)品性能的主仲裁，工作型的測(cè)量機(jī)使用在生產(chǎn)線(xiàn)，對(duì)工件的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)判，并提供實(shí)時(shí)的統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制，并平滑地與整個(gè)制造流程規(guī)劃進(jìn)行過(guò)渡。

精密測(cè)量需要考察的關(guān)鍵部分

一旦你確定了如何以及在何處使用測(cè)量機(jī)，有一些關(guān)鍵的性能需要進(jìn)行考察，這包括了測(cè)量不確定度和工作效率。根據(jù)現(xiàn)行的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于測(cè)量機(jī)的不確定度和檢測(cè)程序在ISO10360中進(jìn)行了描述。

ISO 10 360主要確定了以下三項(xiàng)誤差：

A. 長(zhǎng)度測(cè)量最大允許示值誤差MPEE (ISO 10 360-2 )

在測(cè)量空間的任意7種不同的方位，測(cè)量一組5種尺寸的量塊，每種量塊長(zhǎng)度分別測(cè)量3次。

所有測(cè)量結(jié)果必須在規(guī)定的MPEE值范圍內(nèi)。

B. 最大允許探測(cè)誤差 MPEP (ISO 10 360-2)

25點(diǎn)測(cè)量精密標(biāo)準(zhǔn)球，探測(cè)點(diǎn)分布均勻。最大允許探測(cè)誤差MPEP值為所有測(cè)量半徑的最大差值。

C. 最大允許掃描探測(cè)誤差 MPETHP (ISO 10 360-4)

沿標(biāo)準(zhǔn)球上4條確定的路徑進(jìn)行掃描。最大允許掃描探測(cè)誤差MPETHP值為所有測(cè)量半徑的最大差值。

在可接受不確定度水平上采集點(diǎn)的數(shù)量，確定了測(cè)量機(jī)的工作效率。一些測(cè)量機(jī)能夠在一分鐘內(nèi)采集超過(guò)100個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，而可以達(dá)到非常接近計(jì)量型的精度。

測(cè)量機(jī)能夠?yàn)楝F(xiàn)代制造業(yè)提供保證，因?yàn)樗扇〈矫娴臏y(cè)量工具、固定的或定制的量規(guī)，以及精密的手工測(cè)量工具。他們?cè)谔幚聿煌ぷ鞣矫娴撵`活性使其成為一個(gè)主仲裁者。在為過(guò)程控制提供尺寸數(shù)據(jù)的同時(shí)，測(cè)量機(jī)還可提供入廠(chǎng)產(chǎn)品檢驗(yàn)、機(jī)床的校驗(yàn)、客戶(hù)質(zhì)量認(rèn)證、量規(guī)檢驗(yàn)、加工試驗(yàn)以及優(yōu)化機(jī)床設(shè)置等附加性能。對(duì)于固定資產(chǎn)的投入有許多要考慮的因素，但一但考慮到提高了生產(chǎn)效率、降低了成本并將生產(chǎn)納入了控制，測(cè)量機(jī)就是測(cè)量和檢測(cè)的最好的選擇。

優(yōu)質(zhì)的技術(shù)服務(wù)，將會(huì)協(xié)助您最大限度地發(fā)揮測(cè)量機(jī)的應(yīng)用作用

在選購(gòu)了適用、可靠性能測(cè)量機(jī)的基礎(chǔ)上，您還需要充分考慮到三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)供應(yīng)商的技術(shù)實(shí)力和應(yīng)用、技術(shù)服務(wù)能力，是否具有本地化的技術(shù)和長(zhǎng)久綜合發(fā)展實(shí)力，并擁有眾多的客戶(hù)群和廣泛的認(rèn)知。通過(guò)及時(shí)可靠的技術(shù)服務(wù)支持和備件保障，對(duì)于測(cè)量機(jī)的長(zhǎng)期高效率運(yùn)行提供保障。同時(shí)，擁有著專(zhuān)業(yè)的培訓(xùn)和應(yīng)用支持隊(duì)伍，使得客戶(hù)能夠從容應(yīng)對(duì)紛繁復(fù)雜的各種測(cè)量任務(wù)。

精密測(cè)量應(yīng)用領(lǐng)域

主要用于機(jī)械、汽車(chē)、航空、軍工、家具、工具原型、機(jī)器等中小型配件、模具等行業(yè)中的箱體、機(jī)架、齒輪、凸輪、蝸輪、蝸桿、葉片、曲線(xiàn)、曲面等的測(cè)量，還可用于電子、五金、塑膠等行業(yè)中，可以對(duì)工件的尺寸、形狀和形位公差進(jìn)行精密檢測(cè)，從而完成零件檢測(cè)、外形測(cè)量、過(guò)程控制等任務(wù)。