三坐标测量仪构成及原理简介

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。

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。

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 - 主要特征

横梁与Z轴采用表面阳极化航空铝合金，温度一致性极佳;并降低了运动部件的质量，减少测量机在高速运行时的惯性

三轴导轨均采用高精度自洁式空气轴承，运动更平稳，导轨永不受磨损

三轴均采用高精度欧洲进口光栅尺，系统分辨率可达0.078um;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

Y轴采用整体燕尾式导轨，在降低机器重量的同时，有效消除了运动扭摆，保证了测量精度和稳定性

各运动轴均采用直流伺服驱动，确保运动的平稳和准确

X向采用精密三角梁专利技术，相比矩形梁和横梁，重心更低，质量刚性比最佳，运动更加可靠

软件为业界标杆的PC-DMIS BASIC (/PC-DMIS PREMIUM)，功能强大，易学高效

采用海克斯康为Croma专业打造的IDC-Ⅰ控制系统，提高了机器的动态性能和测量精度

三坐标测量仪 - 常用扫描方法

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。本文以海克斯康和其中国华南制造公司思瑞三坐标的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草作步骤。

三坐标测量机的扫描草作是应用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。