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;
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);
三坐标的工作原理及常用功能
任何形状都是由空间点组成的，所有的几何量测量都可以归结为空间点的测量，因此精确进行空间点坐标的采集，是评定任何几何形状的基础。
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，精确的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，经过数学计算的方法得出其形状、位置公差及其他几何量
数据。
在测量技术上，光栅尺及以后的容栅、磁栅、激光干涉仪的出现，革命性的把尺寸信息数字化，不但可以进行数字显示，而且为几何量测量的计算机处理，进而用于控制打下基础。
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、定位精度、几何精度及轮廓精度等。
三坐标的应用领域
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。
三坐标的功能
手动三坐标几何元素的测量，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。
基础技术参数：
产品的主要配件：校正球、校正块、光栅尺尺、探针、控制器、测量软件等等。
大半径小圆弧中心坐标和直径的测量
大半径小圆弧（以下简称小圆弧）中心坐标和直径的测量，一直视为三坐标测量机检测的一项技术难题。不少用户对此都曾作过研究，其结论基本上都归结到一点，这就是直接影响小圆弧测量结果准确性的原因是采样范围受到了限定，造成采样信息量明显减少，而且弧长越短信息量损失越大，测量的数据当然也就难以让人接受了。
这里介绍两种测量方法，尽管该方法还不能从根本上解决小圆弧坐标和直径的测量问题，但作为多年来实践探索的总结，其基本原理和操作方法想必还是有借鉴和参考之处的。
从实践中我们发现，在进行小圆弧坐标和直径的测量过程中，无论圆心坐标还是圆的直径，当其中一个参数为已知条件时，则另一个参数就能够比较满意地通过测量而获得。也就是说，已知圆心坐标求直径，或者已知直径求圆心坐标。然而，现实工件的检测中并非如此，占多数情况的却是圆心坐标和圆的直径都是未知的，只不过我们根据图样要求和实际情况将其中一个加工精度较高的参数当作了已知条件，这就是下面方法之所以能够提出的必要前提条件。
方法一：预置理论圆心坐标测圆弧直径(该方法用于圆心坐标加工精度较高时)：
具体操作过程如下：
在测量圆弧时，先将圆弧所在平面的参考原点平移到圆弧理论中心上，使之成为新建零件参考系的原点，然后在圆弧上进行若干2D极向量(带测头半径补偿)的采点，测量完毕后将各测得R值计算平均值后乘以2，其结果即视为圆弧实际直径，随后恢复原参考系。
若没有2D极向量测点功能，则可采用PICK(不带测头半径补偿)的测点方式，其R值为原点到测头中心的距离。计算方法与上面相同，只不过结果运算时根据内外圆弧测量还需加上或减去一个测头直径补偿。
方法二：预置理论圆弧直径测圆心坐标(该方法用于圆弧直径加工精度较高时)：
具体操作过程如下：
在进行内外圆弧测量时，调用测圆功能后须先给定一个理论圆弧直径，然后进行若干采点，系统便自动计算出圆弧的中心坐标。
若没有该测量功能，则可采用下列方法做近似测量，为简化操作和计算，亦可自行编制一个小程序。其操作方法是，在进行该测量时须先以PICK（不带测头半径补偿）的方式在圆弧两端点处各采一点，程序用其连线建立新的零件参考系第2轴，并平移原点至两点中点上。随之程序便以CNC方式过中点进行法向采样，带测头半径补偿的圆弧点坐标便获得了，由于这个点正处在坐标轴线上，所以，通过给定理论圆弧半径便可方便地求出当前坐标系圆弧中心坐标，而圆弧的实际中心坐标只要转换到原坐标系就行了。
测量数据的再处理:
上述两种测量方法对加工精度越高的零件测量效果越好。而需要指出的是，当给定的理论参数与实际偏离较大时，测量效果就显著下降，此时测量结果的置信度必须根据图样给定公差
的大小而定。反之，就要对已测量的数据进行再处理。其方法是在图样给定公差范围内适当调整理论圆弧中心位置，看其原测量R值的变化，若两者均在公差范围内就视为合格；另一种方法是在图样给定公差范围内适当调整理论圆弧半径，看其原测量圆弧中心坐标的变化，若两者均在公差范围内就视为合格
本文关键词：三坐标三坐标测量测量方法测量原理三坐标测量机测量原理三次元检测原理三次元测量机
应用广泛的三坐标测量机测量软件AC—DMIS功能介绍
AC-DMIS测量软件包
AC—DMISj
坐标测量软件。
AC-DMIS测量软件包设计理念及技术，
理研究院
PTB认证。具有国际先进水平的测量
软件包AC-DMIS将现代坐标测量技术
和现代工业加工技术的几何量尺寸、
公差评定等等测试要求进行了最佳结
合，不管是简单的箱体类工件还是复
杂的轮廓曲面类工件，AC-DMIS软件都为其提供了完美的测量解决方
案。
AC-DMIS.EXT的功能
1.测量环境参数与运动参数配置；
2.测头系统配置与校正；
3.测量点的获取；
4.基本几何元素；
5.元素的构造、转换、再现、投影、存
储/调用及相关计算；
6.坐标系统及工件坐标系的建立、存储/
调用与转换；
7.尺寸公差及形位公差评定；
8.测量结果文件的保存与导入；
9.CAD三维模型的导入与转换；
10.模型坐标系与工件坐标系的统一；
11.在模型上拾取特征元素及曲面点；
12.截面线的创建与测量；
13.已知曲面的自动测量及偏差输出；
14.基于三维模型的脱机编程；
15.测量路径的显示与模拟测量运行；
16.测量结果的可视化及图形化报告的
输出；
17.IGES和STEP格式的标准三维建模
数据文件的输出；
18.DAT格式的数据文件的输出；
19.word格式和excel格式的测量结
果报告模板；
20.特征元素的参数化自动测量；
21.测量程序的编制与程控测量；
22.智能化的自学习测量；23.影像测
量。
本文关键词：三坐标三坐标测量机坐标测量系统测量软件AC—
DMIS PC-DMIS
三坐标测量机（Coordinate Measuring Machines）
三坐标测量机种类繁多、形式各异、性能多样，所测对象和放置环境条件也不尽相同，但大体上皆由若干具有一定功能的部分组合而成。作为一种测量仪器，三坐标测量机主要是比较被测量与标准量，并将比较结果用数值表示出来。三坐标测量机需要3个方向的标准器（标尺），利用导轨实现沿相应方向的运动，还需要三维测头对被测量进行探测和瞄准。此外，测量机还具有数据处理和自动检测等功能，需由相应的电气控制系统与计算机软硬件实现。
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；苏州精坐标CR系列三坐标测量机采用单边活动桥式结构，显著提高运动性能，确保测量精度及稳定性。
2、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置。苏州精坐标CR系列三坐标测量机采用进口高精度金属光栅尺。
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置。苏州精坐标CR系列三坐标测量机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、驱动装置，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置有丝杆丝母、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轴平衡装置有重锤、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，形状与位置误差测量，齿轮，螺纹与凸轮的测量，曲线与曲面的测量等。具有统计分析、误差补偿和网络通信等功能。苏州精坐标CR系列三坐标测量机采用全球应用最为广泛的PC-DMIS测量软件，能够确保解决复杂的计量检测任务。
4、打印与绘图装置，此装置可根据测量要求，打印出数据、表格，亦可绘制图形，为测量结果的输出设备。
形状公差和位置公差简称为形位公差
(1）形状公差：构成零件的几何特征的点，线，面要素之间的实际形状相对与理想形状的允许变动量。给出形状公差要求的要素称为被测要素。
(2）位置公差：零件上的点，线，面要素的实际位置相对与理想位置的允变动量。用来确定被测要素位置的要素称为基准要素。
形位公差的研究对象是零件的几何要素,它是构成零件几何特征的点,线,面的统称.其分类及含义如下:
(1) 理想要素和实际要素
具有几何学意义的要素称为理想要素.零件上实际存在的要素称为实际要素,通常都以测得要素代替实际要素.
(2) 被测要素和基准要素
在零件设计图样上给出了形状或(和)位置公差的要素称为被测要素.用来确定被测要素的方向或(和)位置的要素,称为基准要素.
(3) 单一要素和关联要素
给出了形状公差的要素称为单一要素.给出了位置公差的要素称为关联要素.
(4) 轮廓要素和中心要素
由一个或几个表面形成的要素,称为轮廓要素.对称轮廓要素的中心点,中心线,中心面或回转表面的轴线,称为中心要素
形状公差有直线度,平面度,圆度和圆柱度.其含义和标注如下:
1) 直线度
2) 平面度
平面度公差带只有一种,即由两个平行平面组成的区域,该区域的宽度即为要求的公差值.
3) 圆度
在圆度公差的标注中,箭头方向应垂直于轴线或指向圆心.
4) 圆柱度
形位公差的标注应注意以下问题:
(1) 形位公差内容用框格表示,框格内容自左向右第一格总是形位公差项目符号,第二格为公差数值,第三格以后为基准,即使指引线从框格右端引出也是这样.
(2) 被测要素为中心要素时,箭头必须和有关的尺寸线对齐.只有当被测要素为单段的轴线或各要素的公共轴线,公共中心平面时,箭头可直接指在轴线或中心线,这样标注很简便,但一定要注意该公共轴线中没有包含非被测要素的轴段在内.
(3) 被测要素为轮廓要素时,箭头指向一般均垂直于该要素.但对圆度公差,箭头方向必须垂直于轴线.
(4) 当公差带为圆或圆柱体时,在公差数值前需加注符号"Φ",其公差值为圆或圆柱体的直径.这种情况在被测要素为轴线时才有.同轴度的公差带总是一圆柱体,所以公差值前总是加上符号"Φ";轴线对平面的垂直度,轴线的位置度一般也是采用圆柱体公差带,需在公差值前也加上符号"Φ".
(5) 对一些附加要求,常在公差数值后加注相应的符号,如(+)符号说明被测要素只许呈腰鼓形外凸,(-)
说明被测要素只许呈鞍形内凹,(＞)说明误差只许按符号的小端方向逐渐减小.如形位公差要求遵守最大实体要求时,则需加符号○M.在框格的上,下方可用文字作附加的说明.如对被测要素数量的说明,应写在公差框格的上方;属于解释性说明(包括对测量方法的要求)应写在公差框格的下方.例如:在离轴端300mm处;在a,b范围内等.
形位公差是为了满足产品功能要求而对工件要素在形状和位置方面所提出的几何精度要求。以形位公差带来限制被测实际要素的形状和位置。
三坐标测量机使用说明书
双击自动滚屏发布者：苏州精坐标测量仪器https://www.doczj.com/doc/e314573858.html, 发布时间：2009-9-18 阅读：1515次
三坐标测量机使用说明书一．安装要求
1．设备应安装于室内避光、避雨和直接晒不着太阳的地方。2．不受腐蚀性气体、可燃气体、油雾和微粒侵袭。
3．无潮无尘。
4．安装位置应便于安装、保养、检查和维修。
5．地面平整，无振动。
6．外接电源187 V ~253 V，50±1Hz，可靠接地。
二．使用环境
1．使用环境：温度(20±2)℃，湿度55%-65% ，温度梯度1℃/m ，温度变化1℃/h 2．空气压力：0.4 MPa - 0.5 Mpa
3．空气流量：100 L/min –120 L/min
三．安全警告
1．严禁擅自拆开外罩，防止损坏设备。
2．严禁擅自拆开测头，防止元件损坏。
3．严禁带电插拔读数卡。
4．严禁带电插拔插头。
5．严禁将异物置于大理石导轨上。
四．开机步骤
1．打开气源。注意：流向三坐标测量机的空气过滤系统的空气需经过严格地干燥、过滤。2．打开电脑。注意：只有电脑通电后，三坐标测量机的气浮系统才会通气。
3．打开三坐标测量机的气阀，供气。
4．启动控制软件。
5．测量机归零，测量机的零位设置在机台的左下角，移动测量机至零位，单击确定按钮。注意：软件的零位设置在软件重启后不会再提示，只有电脑重启才会提示。
五．日常维护
1．三坐标在使用前应对机器进行全面擦洗。注意：用干净的医用脱脂棉，沾清水（水不可太多）擦拭大理石导轨，切记不能连同光栅尺一起擦。
2．开机前应检查测头是否处在安全的位置，应将测头旋转至90度方向，防止Z轴下降时损坏测头。
3．检查气源是否达到0.5 Mpa-0.8 Mpa ，三坐标的压力表应达到0.45 Mpa 。注意：空气在进入设备前应进行除水、除油及杂质处理。
4．三坐标在使用前应先开启空调至少两小时，将室温控制在规定的范围内。
5．摆放三坐标的房间应保持清洁，光栅尺尽量少擦拭，如有灰尘应用医用脱脂棉轻轻擦拭，切记不可用任何有机溶剂。
6．三坐标属精密设备，应由专人维护、使用，严禁外人触摸导轨、光栅尺、测头等部件。详情见三坐标基本操作知识
在三坐标测量形位公差时，如圆度、平面度、圆柱度、同轴度等，取的点数不同，得出的结果也不同，如何建立不确定度评定时的数学模型及不确定的来源。
不确定度的来源有很多方面：
1.设备本身的精度：这一方面是不可避免的，任何测量工具都有不确定性，只不过是大小的区别而已。就三坐标来说，整体结构、驱动部分、传动部分，还有测头部分对一台设备的不确定都影响都是很大的。举个简单的例子来说，门式结构比起平板移动结构来说精度就要差一些，所以结果不可能完全相同。
2.被测量产品的表面加工工艺：如果产品的表面粗糙度不好的话，对测量结果的影响也非常大，当表面粗糙度较大时，应采用较大直径的测针；
3.取点的不同，取的点数不一样，甚至点数一样位置不一样，所计算出来的结果可能也会差很多。当然，归根结底这还是设备本身和被测产品本身的影响；
4.人的因素，操作员使用的测力不一样，得出的结果不可能相同；
5.在公差计算方面，特别是计算过程中需要用到长度L的公差计算，比如垂直度倾斜度等，计算时取的L长度不一样，就会放大或缩小设备本身的不确定性。
知道了这些原因，测量实践中就要注意避免这些因素的影响。
本文关键词：测量三坐标测量三次元测量三维测绘形位公差测量检测，圆度、平面度、圆柱度、同轴度垂直度倾斜度检测测量
三坐标测量仪的原理及使用方法：
一、原理：
三次元量测仪可定义为：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，三个轴之位移量测系统（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）及各项功能量测的仪器。其
工作原理：是利用光栅绕射所制成的量测系统俗称光学尺，其光源经过瞄准透镜而投射到游动刻度尺和主刻度尺，藉其光波产生Moire条纹明暗讯号之原理，由光电管接收其信号，经放大及修正后即可显示出来，其系统及输出信号情形。
二、操作方法：
1、量测前准备：
a、检查空气轴承压力是否足够
b、安装工件
2、测头选择及安装：
a、将适当之测头装于Z轴承接器
b、检视Z轴是否会自动滑落（否则应调整红色压力平衡调整阀）
c、锁定各轴之适当位置
3、量测操作：
a、开启处理机电源
b、启开打印机开关
c、参考操作手册，选择所需功能之指令
d、进行量测，并读出量测值
如何正确选择三坐标测量机测头 测头是测量机触测被测零件的发讯开关，它是坐标测量机的关键部件，需要的测量精度的高低决定了测量机测头精度的高低，另外，不同的零件要求选择不同功能的测头进行测量。测头可分为接触式测头和非接触式测头（激光等类型）。 目前主要用接触式测头，接触式测头又可分为开关式（触发式或动态发讯式）与扫描式（比例式或静态发讯式）两大类 开关测头的实质是零位发讯开关，以TP6（RENISHAW）为例，它相当于三对触点串联在电路中，当测头产生任一方向的位移时，均使任一触点离开，电路断开即可发讯计数。开关式结构简单，寿命长（106~107）、具有较好的测量重复性（0.35~0.28μm），而且成本低廉，测量迅速，因而得到较为广泛的应用。 扫描式测头实质上相当于X、Y、Z个方向皆为差动电感测微仪，X、Y、Z三个方向的运动是靠三个方向的平行片簧支撑，是无间隙转动，测头的偏移量由线性电感器测出。扫描式测头主要用来对复杂的曲线曲面实现测量。非接触测头主要分为激光扫描测头和视频测头两种。 激光扫描测头主要用于实现较软材料或一些特征表面进行非接触测量。测头在距离检测工件一定距离（比如50mm），在其聚焦点!5mm范围内进行测量，采点速率在200点/秒以上。通过对大量采集数据的平均处理功能而获得较高的精度。 视频测头进一步提高了测量机的应用，使得许多过去采用非接触测量无法完成的任务得以完成。一些诸如印刷线路板、触发器、垫片或直径小于0.1mm的孔可采用视频测头进行测量。操作者可将检测工件表面放大50
倍以上，采用标准的或可变换的镜头实现对细小工件的测量。 以下就如何进行触发和扫描测头提出建议：什么时侯用触发式测头？ 1. 零件所被关注的是尺寸（如小的螺纹底孔）、间距或位置，而并不强调其形状误差（如定位销孔）; 2. 或你确信你所用的加工设备有能加工出形状足够好的零件，而注意力主要放在尺寸和位置精度时，接触式触发测量是合适的，特别是由于对离散点的测量; 3. 触发式测头比扫描测头快，触发测头体积较小当测量空间狭窄时测头易于接近零件; 4. 一般来讲触发式测头使用及维修成本较低; 在机械工业中有大量的几何量测量,所关注的仅是零件的尺寸及位置，所以目前市场上的大部分测量机，特别是中等精度测量机，仍然使用接触式触发测头。 什么时侯用扫描测头？ 应用于有形状要求的零件和轮廓的测量：扫描方式测量的主要优点在于能高速的采集数据，这些数据不仅可以用来确定零件的尺寸及位置，更重要的是能用众多的点来精确的描述形状、轮廓，这特别适用于对形状、轮廓有严格要求的零件，该零件形状直接影响零件的性能(如叶片、椭圆活塞等); 也适用于你不能确信你所用的加工设备能加工出形状足够好的零件 。目前三坐标测量机所使用的测头系统基本上是英国雷尼绍（RENISHAW)的，产品性能及品种多样化排在世界前列，可以优选选购此品牌之测头系统。 测头选择基本原则：
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
金工实习讲稿 三座标测量技术基础 三坐标测量技术基础 、教学目标 1、了解三坐标测量机基本结构 2、了解三坐标测量机基本原理 3、了解三坐标测量机维护保养方法 4、了解测量软件的基本使用 5、掌握运用测量软件进行孔和轴的测量
6、掌握运用测量软件输出检验报告、教学安排
双驱动等技术，提高精度。 从理论上讲，三坐标测量机的特点是：高精度、高效率、万能性。因而多用于工业质量保证，如产品测绘、检验，复杂型面检测，工夹具测量，研制过程中间测量，CNC机床或柔性生产线在线测量等方面。一台坐标测量机综合应用了电子技术、计算机技术、数控技术、光栅测量技术（激光技术）、精密机械（包括新工艺、新材料和气浮技术） 第一章三坐标测量机的结构简介 三坐标测量机的主要结构为工作台、桥架、测头、计算机控制系统等组成 图1.1三坐标测量机结构图 航空、航天、造船行龙门桥式测量机适合于大型 业的大型零件或大型模具的测量。一般都采用双光栅、
图1.2龙门式三坐标测量机 1.2、桥式 桥式测量机是使用最为广泛的一种机构形式。特点是开敞性比较好，视野开阔，上下零件方便。运动速度快，精度比较高。用于复杂零部件的质量检测、产品开发。 图1.3桥式三坐标测量机 1.3、悬臂式 悬臂式测量机开敞性好，测量范围大，可以由两台机器共同组成双臂测量机，尤其适合汽车工业钣金件的测量。主要用于车间划线、简单零件的测量，精
度比较低 图1.4悬臂式三坐标测量机 二、按驱动方式，三坐标测量机可分为以下几种： 手动型一一手工使其三轴运动来实现采点，价格低廉,但测量精度差； 机动型通过电机驱动来实现采点，但不能实现编程自动测量；自动型由计算机控制测量机自动采点，通过编程实现零件自动测量, 且精度咼。
三坐标测量仪应用浅谈-机械制造论文 三坐标测量仪应用浅谈 思瑞测量技术(深圳)有限公司 1 三坐标测量房间温度、湿度要求 在工业生产领域，我们会经常的碰到这种各样的问题，其中测量问题应该是最大的问题，因此人们为了能够提高工业产品的精度，研发出了一些先进的测量工具，这些工业测量工具能够有助于我们制造的工业产品更加符合标准，同时也是未来工业领域发展的必然要求。目前三坐标在工业生产中应用的范围非常的广泛，因为能够解决高精度的几何零件和曲面测量问题，同时在工业生产中一些比较复杂的零件也可以借助三坐标进行测量，同时还能够进行接触与非接触的连续扫描，能够在最大限度上提供最精准的数据。在国内三坐标品牌中，思瑞测量生产的三坐标已连续五年生产和销量第一。 我们都知道高精尖的测量仪器，对于测量室的温度、湿度要求比较高，因此我们在进行测量的时候，必须能够保证测量室的温度、适度符合相关的需求，只有这样才能发挥测量仪器的最大功用。 首先，如果是温度或者湿度与要求的值相差太大的话，可能直接影响测量的结果。目前三坐标测量仪使用的温度一般控制在20℃±2℃，因此我们尽可能的保证我们测量室内的温度控制在这个范围内，这样才能提高测量的精准度。 其次，湿度也要控制在50%±10%的范围内。湿度如果太大，一方面影响测量的准确度，另一方面也能影响测量机的使用寿命，如果我们的测量室在南方，那么在夏季（即使在冬季），我们对于测量室内的湿度更应该进行严格的控制，需要抽湿机或者其它的除湿设备保证室内湿度符合规定范围。湿度的增加也
能够直接锈蚀三坐标测量仪的某些关键核心部件，直接损害仪器。 湿度相比较温度对于三坐标测量仪的影响会更大，因此必须将湿度控制在50%±10%的范围内，避免湿度、温度过高或者过低对于仪器产生影响，三坐标本身仪器的价格比较贵，最好能够妥善的保护，最好能设立专门的测量室。 2 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，这里我们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。 目前在工业测量领域发挥重大的作用，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作用的仪器，那就是三坐标测量仪。在国内品牌中主要生产三坐标测量仪的厂家——思瑞测量，近年来生产和销量排名连续五年第一。三坐标测量仪在测量方面发挥着重要的作用，它是怎样构成的呢？这也是目前很多想了解此设备的人关注的问题。 三坐标测量仪的构成及功能如下： 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
生效日期：2011-11-1 版本：A/0 三坐标操作规程 1.0 目的： 本指导书指导操作人员正确使用三坐标测量机测量模具。 2.0 适用范围： 适用于MQ8106三坐标测量机的测量，主要用于测量模具中常规量具不易测量的项 目。 3.0 环境要求： 3.1三坐标温度要求为20-22° 3.2三坐标湿度要求为40%-70% 4.0 所用设备： 4.1 三坐标测量机(西安爱德华制造,型号:MQ8106) 测量范围： X轴800mm Y轴1000mm Z轴600mm 测量示值误差: E≤（2.8+L/250）μm 探测误差： R≤2.4μm 其中L为被测长度（mm）。 5.0 检测标准： 5.1 参照产品图纸和技术要求 6.0 操作规程及注意事项： 操作人员必须经过技术培训，熟悉设备的性能，结构及保养等专业知识后才能独立操作，非本岗位人员严禁开动设备。 6.1 对设备进行点检确认。 6.1.1 三坐标测量机对环境要求比较严格，应按要求严格控制温度及湿度。 6.1.2 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。
6.1.3 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它杂质，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，金属导轨用航空汽油擦拭（120或180号汽油），花岗岩导轨用无水乙醇擦拭。 6.1.4 切记在保养过程中不能给任何导轨上任何性质的油脂。 6.2.5 在长时间没有使用三坐标测量机时，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)，然后检查气源、电源是否正常。 6.2. 校准测头： 在标准球赤道周围均匀采8点，顶点采1点，保证测力均匀，沿着适量方向触测，计算出测针半径后，退回到测量界面，选择校准后测头，测量标准球直径，合格则使用，不合格则不能使用，应重新校准，更换测头座角度、测针要进行校准。 6.3造型检查 6.3.1. 被测零件在放到工作台上检测之前，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尖使用寿命。 6.3.2. 确保受检模具与图纸、外观样件的造型一致，（如气门孔方位、定位孔、装饰孔方位等）。 6.4 模具放置:将模具被检测面朝上放置在工作台上，基准边靠近操作者一侧。 6.5 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。6.6 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。 6.7 小型及轻型零件放到工作台后，应紧固后再进行测量，否则会影响测量精度。 6.8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。 6.9 在工作过程中如果发生异常响声或突然应急，切勿自行拆卸及维修，应及时通知设备员。 6.10 操作结束后 6.10.1将Z轴移动到下方，但应避免测尖撞到工作台；或将测头偏转90°后，将设备三轴归零。 6.10.2 工作完成后要清洁工作台面。 6.10.3检查导轨，如有水印请及时检查过滤器。如有划伤或碰伤及时与设备员联系，
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。
三坐标测量机控制系统有哪些类型？ 本资料出自东莞嘉腾仪器仪表有限公司 三坐标测量仪作为高精密测量仪器，在多个领域被广泛应用。越来越多的企业开始使用三坐标测量仪。在使用三坐标测量仪前，我们很有必要对其进行系统的了解。而控制系统作为三坐标测量机的三大部分组成之一，自然也是三坐标测量仪最关键的几大组成部分。 控制系统主要功能是：读取空间坐标值，对测头信号进行实时响应与处理，控制机械系统实现测量所必需的运动，实时监测坐标测量机的状态以保证整个系统的安全性与可靠性，有的还包括对坐标测量机进行几何误差与温度误差补偿以提高测量机的测量精度。下面，我们来了解下控制系统的分类。 从控制系统的角度划分，三坐标测量机可分为手动型、机动型及CNC数控型三种模式。早期的坐标机以手动型和机动型为主，当时的控制系统主要完成空间坐标值的监控与实时采样。随着计算机技术及数控技术的发展，CNC型控制系统变得日益普及，高精度，高速度，智能化成为三坐标测量机控制系统发展的主要趋势。一．手动控制系统 手动控制系统主要包括坐标测量系统、测头系统、状态监测系统等。 坐标测量系统是将X，Y，Z 三个方向的光栅信号经过处理后，送入计数器，CPU 读取计数器中的脉冲数，计算出相应的空间位移量。 测头系统的作用是当手动移动测头去接触工件，测头发出的信号用作计数器的锁存信号和CPU的中断信号，锁存信号将X，Ｙ，Ｚ三轴的当前光栅数值记录下来，
CPU在执行中断服务程序时，读取计数器中的锁存值，这样就完成了一个坐标点的采集。计算机通过这些坐标点数据分析计算出工件的形状误差和位置误差。 随着半导体反唇相讥与计算机技术发发展，可将光栅信号接口单元，测头控制单元，状态监测单元等集成在一块PCI或ISA总线卡上，直接插入计算机中，使得系统可靠性提高，成本降低，便于维护，易于开发。 手动三坐标测量机结构简、成本低、适合于对精度和效率要求不是太高、而要求低体格的用户。 二．机动控制系统 与手动型控制系统比较，机动型控制系统增加了电机、驱动器和操纵盒。测头的移动不再需要手动，而是用操纵盒通过电机来驱动。电机运转的速度和方向都通过操纵盒上手操杆偏摆的角度和方向来控制 机动型控制系统主要是减轻了操作人员的体力劳动强度人，是一种过渡机型，随着CNC系统成本的降低，机动型测量机目前采用得很少。 三. CNC控制系统 CNC系统的测量过程是由计算机控制的，它不仅可以实现自动测量，自学习测量，扫描测量，也可通过操纵杆进行机动测量。 数控系统以控制器为核心，数控型三坐标测机除了在X，Y，Z三个方向装有三根光栅尺及电机、传动等装置外，还具有了以控制器和光栅组成的位置环；控制器不断地将计算机给出的理论位置与光栅反馈回来的实测位置进行比较，通过PID参数的控制，随时调整输出的驱动信号，努力使测量机的实际位置与计算机要求理论位置保持一致。
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。
三坐标测量机的测头半径补偿与曲面匹配 李 春 刘书桂 (天津大学精密测试技术与仪器国家重点实验室 天津 300072) 摘要 在非均匀双三次B—样条函数的基础上,导出自由曲面任意点的法矢量通用算法,进而提出自由曲面测头半径补偿公式;为了更好的消除自由曲面测量中的定位误差,提出了应用单纯形法,对测量原始点进行坐标平移和旋转变换,从而较好的解决了曲面匹配问题。 关键词 自由曲面 测头补偿 曲面匹配 The Probe Rad ius Com pen sa tion of Free-form Surface and Surface M a tch i ng L i Chun L iu Shugu i (S ta te K ey L abora tory of P recision M easu ring T echnology and Instrum en t, T ianj in U n iversity,T ianj in300072,Ch ina) Abstract Based on non2unifo rm B2sp lines,a new current algo rithm w ith no rm al vecto r of random free2fo rm surface’s po int is deduced,and mo re,a fo rm ula w ith p robe compensati on is p ropo sed.W e offer a arithm etic nam ed si m p lex m ethod in o rder to eli m inating o rientati on erro r in the p rocess of free2fo rm surface m easurem ent.It can settle surface m atch ing w ell by sh ifting and ro tating the m easuring coo rdinate system. Key words F ree2fo rm surface P robe compensati on Surface m atch ing 1 引 言 三坐标测量机由于其测量精度和智能化程度较高,广泛应用于制造业的CAD CAM、产品检测和质量控制[1]。用三坐标测量机的球形测头测量自由曲面时,得到的数据是测头中心轨迹,由于测头总有一定的半径r,因此测得的是与被测曲面相距r的包络面。为了得到所需的测量表面,需要求出球心轨迹面所构成的包络面,这个过程被称为测头半径补偿。在实际测量过程中,并不能做到实际曲面和标准曲面完全重合,需要将被测曲面进行旋转、平移等坐标变换,使被测曲面与标准曲面大致重合,从而达到曲面检测的目的,这个过程称之为曲面匹配。 2 测头半径补偿方法 用球形测头测量曲面时,测头与被测曲面为点接触,测头半径补偿的关键是确定曲面在接触点处的法矢。球测头与被测曲面接触时,球心一定在被测点的法线上,而且被测点一定在球心轨迹面过球心点的法线上。因此不论能否得知被测面的法线方向或是球心面的法线方向,都能对测头半径进行补偿。 本文提出了一种新方法,不在测量过程中补偿测头半径,而只是收集测头中心坐标值,然后应用曲面建模理论,计算出球心各点的法矢量值,继而补偿测头半径。 (1)自由曲面的偏导数求法 首先,根据三坐标测量机所得的原始测量点,我们可以反求出双三次B—样条自由曲面的模型[2]: S(u,v)=∑ n i=0 ∑m j=0 N i,4(u)N j,4(v)P i,j(1)其中N i,4(u),N j,4(v)为双三次B—样条基函数, P i,j为控制预点。 先求曲面沿u向的切矢量,即对S(u,v)求偏导: S u(u,v)= 5 5u S(u,v) =∑ m j=0 N j,4(v)u∑ n i=0 N i,4p(u)P i,j 第24卷第4期增刊 仪 器 仪 表 学 报 2003年8月
三坐标测量机的测头
触发式测头是对工件表面进行离散点数据的采集，扫描系统能够连续采集大量表面点的 数据，从而给出关于工件表面形状清晰描述。扫描是在需要描述工件形状或者是测量复杂形状工件时的理想选择。常用测头如下： PH10M可分度机动测座 产品综述： PH10M是功能强大的分度机动测座，能够携带长加长杆和各种测头。具备高度可重复性的动态连接，允许快速的测头或加长杆更换而不需要重新校正。 PH10M特点： - 自动关节固定，可重复测头定位 - 与所有M8螺纹的测头兼容 - 能够携带长达300mm的加长杆 - A 轴105度，B 轴360度，7.5度进位，共720个可重复定位 - 杆固定 PH10MQ/PH10MQH可分度机动测座 产品综述： PH10MQ/PH10MQH，具有紧凑的机构，能够固定在测量机Z轴内部，从而提高了Z向的行程，使得测量空间更大。 PH10MQ/PH10MQH可分度测座，功能强大。能够携带长加长杆和各种高性能测头，SP600M 或者是TP7M。 基于其高重复性和可自动连接，使得在运行过程中自动进行测头和探针的更换，而不需要重新校准(使用ACR1)。
产品特点： - 自动关节固定，可重复测头定位 - 与所有M8螺纹的测头兼容 - 能够携带长达300mm的加长杆 - A 轴105度，B 轴180度，7.5度进位，共720个可重复定位 - 杆固定 PH10T可分度机动测座 PH10T，属于通用的分度式测座。能够实现720个位置的重复定位，从而可完成对于任何工件特征的检测。所有M8螺纹的测头，都能够直接安装在PH10T自身的M8螺纹孔上。PH10T 是PH10系列测座的扩展，采用PHC 10-2控制器，并与其他许多RENSHAW产品兼容。PH10T特点： - 与所有M8螺纹的测头兼容 - 能够携带长达300mm的加长杆 - A 轴105度，B 轴180度，7.5度进位，共720个可重复定位 - 杆固定
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;
The prerequisite for vigorously developing our productivity is that we must be responsible for the safety of our company and our own lives. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 三坐标测量机安全操作规程(新 版)
三坐标测量机安全操作规程(新版)导语：建立和健全我们的现代企业制度，是指引我们生产劳动的方向。而大力发展我们生产力的前提，是我们必须对我们企业和我们自己的生命安全负责。可用于实体印刷或电子存档（使用前请详细阅读条款）。 1、零件检测时应满足下列环境要求： 室内温度：20℃±2℃ 室温变化：0.5℃/h，2℃/d 水平0.5℃/m，垂直0.5℃/m 空气相对湿度：55﹪-65﹪ 2、因Mistral测量机使用气浮轴承，而压缩空气的质量会造成气浮轴承和气浮导轨的划伤，每天要检查机床气压，定期清洗油水分离器。 3、开机前应用无水乙醇擦拭机器导轨，不能给导轨上擦拭任何性质的油脂。 4、开机前应检查气源，电源是否正常，检查接地，接地电阻应小于4欧姆。 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尖的使
用寿命。 6、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，恒温时间一般在8-24小时。 7、大型及重型零件在放置到工作台上过程中应轻放，以避免剧烈碰撞造成工作台或零件受损。必要时可以在工作台上放置一块厚橡胶垫以防止碰撞。 8、小型及轻型零件放在工作台上，应固定后再进行测量，否则会影响测量精度。 9、在工作过程中，如要旋转测座，在转动时（特别是带有加长杆的情况下）一定要远离工件，并保证有足够的空间，以避免发生碰撞。 10、在工作过程中如有异常情况，应立即停机断电，并及时与厂家联系。 11、工作完成后，要清洗工作面。， 12、工作结束后，关闭电源，关闭机器总气源。 XX设计有限公司 Your Name Design Co., Ltd.
三坐标测量机在进行测量工作前要进行测头校正，这是进行测量前必须要做的一个非常重要的工作步骤，因为测头校正中的误差将加入到以后的零件测量中。而在触发式测头校正后的测针宝石球直径要比其名义值小，这使许多操作员感到奇怪，但是要解释原因，可不是一两句话能说清楚的。让我们从校正测头的原理说起。 1、为什么要校正测头： 校正测头主要有两个原因：为了得到测针的红宝石球的补偿直径和不同测针位置与第一个测针位置之间的关系。 三坐标测量机在进行测量时，是用测针的宝石球接触被测零件的测量部位，此时测头(传感器)发出触测信号，该信号进入计数系统后，将此刻的光栅计数器锁存并送往计算机，工作中的测量软件就收到一个由X、Y、Z坐标表示的点。这个坐标点我们可以理解为是测针宝石球中心的坐标，它与我们真正需要的测针宝石球与工件接触点相差一个宝石球半径。为了准确计算出我们所要的接触点坐标，必须通过测头校正得到测针宝石球的半/直径。 在实际测量工作中，零件是不能随意搬动和翻转的，为了便于测量，需要根据实际情况选择测头位置和长度、形状不同的测针(星形、柱形、针形)。为了使这些不同的测头位置、不同的测针所测量的元素能够直接进行计算，要把它们之间的关系测量出来，在计算时进行换算。所以需要进行测头校正。 2、测头校正的原理： 测头校正主要使用标准球进行。标准球的直径在10mm至50mm之间，其直径和形状误差经过校准(厂家配置的标准球均有校准证书)。 测头校正前需要对测头进行定义，根据测量软件要求，选择(输入)测座、测头、加长杆、测针、标准球直径(是标准球校准后的实际直径值)等(有的软件要输入测针到测座中心距离)，同时要分别定义能够区别其不同角度、位置或长度的测头编号。 用手动、操纵杆、自动方式在标准球的最大范围内触测5点以上(一般推荐在7～11点)，点的分布要均匀。 计算机软件在收到这些点后(宝石球中心坐标X、Y、Z值)，进行球的拟合计算，得出拟合球的球心坐标、直径和形状误差。将拟合球的直径减去标准球的直径，就得出校正后测针宝石球“直径”(确切的讲应该是“校正值”或“校正直径”)。 当其他不同角度、位置或不同长度的测针按照以上方法校正后，由各拟合球中心点坐标差别，就得出各测头之间的位置关系，由软件生成测头关系矩阵。当我们使用不同角度、位置和长度的测针测量同一个零件不同部位的元素时，测量软件都把它们转换到同一个测头号(通常是1号测头)上，就象一个测头测量的一样。凡是在经过在同一标准球上(未更换位置的)校正的测头，都能准确实现这种自动转换。 3、校正值比名义值小的原因： 在了解测头校正的原理后，我们就很容易解释测针校正值比名义值小的原因了。 a、触发式测头在原理上相当于是杠杆结构。触测时，必须使传感器能够触发(相当于开关断开)才能发出信号。由于测针(力臂)有一定的长度，所以在测针的宝石球接触标准球后，还要运行一段距离，才能使传感器触发，测针越长这段距离越大。因此造成触发信号的延迟，使拟合球的直径小于宝石球直径和标准球直
编号：SM-ZD-65004 三坐标测量机安全操作规 程 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改
三坐标测量机安全操作规程 简介：该规程资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 1、零件检测时应满足下列环境要求： 室内温度：20℃±2℃ 室温变化：0.5℃/ h，2℃/ d 水平0.5℃/ m，垂直0.5℃/ m 空气相对湿度：55﹪-65﹪ 2、因Mistral测量机使用气浮轴承，而压缩空气的质量会造成气浮轴承和气浮导轨的划伤，每天要检查机床气压，定期清洗油水分离器。 3、开机前应用无水乙醇擦拭机器导轨，不能给导轨上擦拭任何性质的油脂。 4、开机前应检查气源，电源是否正常，检查接地，接地电阻应小于4欧姆。 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
测量精度及测尖的使用寿命。 6、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，恒温时间一般在8-24小时。 7、大型及重型零件在放置到工作台上过程中应轻放，以避免剧烈碰撞造成工作台或零件受损。必要时可以在工作台上放置一块厚橡胶垫以防止碰撞。 8、小型及轻型零件放在工作台上，应固定后再进行测量，否则会影响测量精度。 9、在工作过程中，如要旋转测座，在转动时（特别是带有加长杆的情况下）一定要远离工件，并保证有足够的空间，以避免发生碰撞。 10、在工作过程中如有异常情况，应立即停机断电，并及时与厂家联系。 11、工作完成后，要清洗工作面。， 12、工作结束后，关闭电源，关闭机器总气源。 这里填写您的企业名字 Name of an enterprise
传感器在三坐标测量仪中的应用 三坐标测量机是一类大型精密测量仪器。它具有空间二个相互垂直的运动导轨 和祁应的二个坐标的位移测量装置，并配有不同性能的测量头、实现对空间点、线、面及其相互 位置呐测量。 一、三坐标测量仪的传感检测系统 二：坐标测量仪的种类较多，性能各异，但其构成框图大多如图15—11所示。 三坐标测量仪由机械部分、ATMEL代理商计算机和二坐标测量仪系统软件部分、测量系统、测量头(探 头)及附件构成。其中测量系统对三坐标测量仅的测量精度、成本影响较大。测量系统种类很 多，按其性质可分为机械式测量系统、光学式测量系统和电学式测星系统。 ‘1)机械式测量系统机械式测量系统在现代坐标测量仪上／、V用已经很少。 (2)光学式测旦系统最常见的是光栅测量系统。它是利用美尔条纹原理检测坐你的移 动量。由于光栅精度高，信号样易纫分，因此，现代二坐标测量仪，持别足计量型测量仪，更多 采用这种测量系统。使用令箭保持清洁的工作环境。除光栅测量系统外，其他光学式测量系 统尚有光学读数刻线尺、光电显微镜和光学编码器、激光下涉仪等， (3)电学式测星系统最常见的是感应同步器测量系统和磁尺测量系统。感府同枣器的
特点足成本低，对环境的适应性强、个伯灰尘和油污，精度在Lm内通常可达l o Mm，常用十少 产型三坐标测量仪。舷尺也心容易制造、成本低品安装等优点．其精度略低3：感应向步器，在 600 n，m内约为主10 J1”，在中、高精度三坐标测旦仪L应用较少。 二、三坐标测量仪的测量探头 ；坐标测量探头安装在各轴的下端。被侧物不同v测旦探头的形式也不向v阁懒—12为常 用的儿种形式。 三坐标测量仪的测量探头按测量方法分为接触式和非接触式购大类。单片机接触式测头应用比 较厂没，非接触式测头多用于一些特殊场合的测量。接触式测头可分为硬测头和软测头两类。 硬测头多为机械测头．主要用于手动测里和精度要求不高的场合，现代三坐标测量仪(特别是 L’N(”三坐标测量仪)牧少使用这种测量头。软测头是目前三坐标测量仪普遍使用的测量头。
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