三坐標測量儀構成及原理簡介

三坐標測量儀是指在一個六面體的空間范圍內，能夠表現幾何形狀、長度及圓周分度等測量能力的儀器，又稱為三坐標測量機或三坐標量床。三坐標測量儀又可定義“一種具有可作三個方向移動的探測器，可在三個相互垂直的導軌上移動，此探測器以接觸或非接觸等方式傳遞訊號，三個軸的位移測量系統(如光柵尺)經數據處理器或計算機等計算出工件的各點(x，y，z)及各項功能測量的儀器”。三坐標測量儀的測量功能應包括尺寸精度、定位精度、幾何精度及輪廓精度等。

三坐標測量儀三軸均有氣源制動開關及微動裝置，可實現單軸的精密傳動,數據采集系統采用高性能手動三坐標專用系統，可靠性好。應用于產品設計、模具裝備、齒輪測量、葉片測量機械制造、工裝夾具、汽摩配件、電子電器。

三坐標測量儀 - 基本構成

全封閉框架移動橋式測量機是一種精度高、測量速度快、性能穩定的測量系統。具有兼容多測頭系統功能：光學CCD影像測頭、激光測頭，具備極佳的性價比;能夠滿足車間檢測需要，廣泛應用于各種零件、工裝夾具尺寸檢測及模具制造中的尺寸測量和復雜形面的快速掃描檢測。

性能特點

1、 X向橫梁：采用精密斜梁技術

2、Y向導軌：采用獨特的直接加工在工作臺上的整體下燕尾槽定位結構

3導軌方式：采用自潔式預載荷高精度空氣軸承組成的四面環抱式靜壓氣浮導軌

4、驅動系統：采用本產高性能DC直流伺服電機、柔性同步齒形帶傳動裝置，各軸均有限位和電子控制，傳動更快捷、運動性能更佳

5、Z向主軸：可調節的氣動平衡裝置，提高了Z軸的定位精度

6控制系統：采用進口的雙計算機三座標專用控制系統

7、機器系統：采用計算機輔助3D誤差修正技術(CAA)，保證系統的長期的穩定性和高精度。

8、測量軟件：采用功能強大的3D-DMIS測量軟件包，具有完善的測量功能和聯機功能。

三坐標測量儀 - 功能原理

簡單地說,三坐標測量機就是在三個相互垂直的方向上有導向機構、測長元件、數顯裝置，有一個能夠放置工件的工作臺(大型和巨型不一定有)，測頭可以以手動或機動方式輕快地移動到被測點上，由讀數設備和數顯裝置把被測點的坐標值顯示出來的一種測量設備。顯然這是最簡單、最原始的測量機。有了這種測量機后，在測量容積里任意一點的坐標值都可通過讀數裝置和數顯裝置顯示出來。

測量機的采點發訊裝置是測頭，在沿X，Y，Z三個軸的方向裝有光柵尺和讀數頭。其測量過程就是當測頭接觸工件并發出采點信號時，由控制系統去采集當前機床三軸坐標相對于機床原點的坐標值，再由計算機系統對數據進行處理。

三坐標測量儀 - 主要特征

橫梁與Z軸采用表面陽極化航空鋁合金，溫度一致性極佳;并降低了運動部件的質量，減少測量機在高速運行時的慣性

三軸導軌均采用高精度自潔式空氣軸承，運動更平穩，導軌永不受磨損

三軸均采用高精度歐洲進口光柵尺，系統分辨率可達0.078um;同時采用一端固定，一端自由伸縮的方式安裝，減少了光柵尺的變形

Y軸采用整體燕尾式導軌，在降低機器重量的同時，有效消除了運動扭擺，保證了測量精度和穩定性

各運動軸均采用直流伺服驅動，確保運動的平穩和準確

X向采用精密三角梁專利技術，相比矩形梁和橫梁，重心更低，質量剛性比最佳，運動更加可靠

軟件為業界標桿的PC-DMIS BASIC (/PC-DMIS PREMIUM)，功能強大，易學高效

采用海克斯康為Croma專業打造的IDC-Ⅰ控制系統，提高了機器的動態性能和測量精度

三坐標測量儀 - 常用掃描方法

三坐標測量機(CMM)的測量方式通常可分為接觸式測量、非接觸式測量和接觸與非接觸并用式測量。

其中，接觸測量方式常用于機加工產品、壓制成型產品、金屬膜等的測量。為了分析工件加工數據，或為逆向工程提供工件原始信息，經常需要用三坐標測量機對被測工件表面進行數據點掃描。本文以海克斯康和其中國華南制造公司思瑞三坐標的FOUNCTION-PRO型三坐標測量機為例，介紹三坐標測量機的幾種常用掃描方法及其草作步驟。

三坐標測量機的掃描草作是應用PC DMIS程序在被測物體表面的特定區域內進行數據點采集，該區域可以是一條線、一個面片、零件的一個截面、零件的曲線或距邊緣一定距離的周線等。掃描類型與測量模式、測頭類型以及是否有CAD文件等有關，控制屏幕上的“掃描”(Scan)選項由狀態按鈕(手動/DCC)決定。若采用DCC方式測量，又有CAD文件，則可供選用的掃描方式有“開線”(Open Linear)、“閉線”(Closed Linear)、“面片”(Patch)、“截面”(Section)和“周線”(Perimeter)掃描;若采用DCC方式測量，而只有線框型CAD文件，則可選用“開線”(Open Linear)、“閉線”(Closed Linear)和“面片”(Patch)掃描方式;若采用手動測量模式，則只能使用基本的“手動觸發掃描”(Manul TTP Scan)方式;若采用手動測量方式并使用剛性測頭，則可用選項為“固定間隔”(Fixed Delta)、“變化間隔”(Variable Delta)、“時間間隔”(Time Delta)和“主體軸向掃描”(Body Axis Scan)方式。

下面詳細介紹在DCC狀態下，進入“功能”(Utility)菜單選取“掃描”(Scan)選項后可供選擇的五種掃描方式。

1.開線掃描(Open Linear Scan)

開線掃描是最基本的掃描方式。測頭從起始點開始，沿一定方向并按預定步長進行掃描，直至終止點。開線掃描可分為有、無CAD模型兩種情況。