非接触式光学柔性三坐标测量系统

三坐标测量仪三坐标测量仪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。

机型介绍结构型式：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：0.4MPa-0.6Mpa空⽓流量：25L/min长度精度MPEe：≤2.1+L/350(µm)探测球精度MPEp：≤2.1µm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。

三坐标测量仪的原理一、引言三坐标测量仪是一种精密测量仪器，可以用来测量物体的三维几何形状和尺寸。

它在制造业中广泛应用，用于检验产品的精度和质量。

本文将详细介绍三坐标测量仪的原理及其工作过程。

二、原理介绍三坐标测量仪是基于三维坐标系的测量原理。

其主要原理是通过测量物体上的一系列点的坐标值，然后根据这些坐标值计算出物体的几何形状和尺寸。

三坐标测量仪通常由测量传感器、运动系统和数据处理系统三部分组成。

1. 测量传感器测量传感器是三坐标测量仪的核心部件，用于测量物体上各个点的坐标值。

常见的传感器有接触式和非接触式两种。

接触式传感器通过接触物体表面来测量坐标值，其测量精度较高，适用于测量硬质物体，但容易对物体表面造成划伤。

非接触式传感器则无需接触物体表面，可以通过光学或激光等方式来测量坐标值，适用于测量敏感的物体或曲面。

非接触式传感器测量精度相对较低，但操作简便。

2. 运动系统运动系统是三坐标测量仪的机械部分，用于控制传感器在空间中的运动，以获取物体各个点的坐标值。

运动系统通常由导轨、电机和传动装置组成。

导轨用于引导传感器在三维空间中移动，保证测量的精度和稳定性。

电机通过控制传感器在导轨上的移动，实现对物体的全方位测量。

传动装置则将电机的旋转运动转化为传感器的直线运动，使传感器可以在三维空间内精确定位。

3. 数据处理系统数据处理系统负责接收、处理和分析传感器获取的坐标值，最终计算出物体的几何形状和尺寸。

数据处理系统通常由计算机和相关软件组成。

计算机通过与传感器连接，接收传感器传输的坐标值。

相关软件则根据测量原理和算法，对坐标值进行处理和分析，计算出物体的几何参数，如点、线、面和体积等。

三、工作过程三坐标测量仪的工作过程通常包括以下几个步骤：1. 校准在测量之前，需要对三坐标测量仪进行校准，以保证测量的准确性。

校准过程中，需要通过测量标准件来确定测量误差，并进行相应的调整和修正。

2. 定位将待测物体放置在测量仪的工作台上，并进行初始定位。

文章编号l004-924X （2002）05-0528-05光学非接触三维形貌测量技术新进展陈晓荣，蔡萍，施文康（上海交通大学电子信息学院，上海200030）摘要：三维物体表面轮廓测量是获取物体形态特征的一种重要手段，在机器视觉、自动加工、工业检测、产品质量控制领域具有重要意义和广阔的应用前景。

光学非接触测量由于其高分辨率、无破坏、数据获取速度快等优点而被认为是最有前途的三维形貌测量方法。

介绍了光学非接触测量方法中的光切法、基于调制度测量的原理及优缺点，重点介绍了光栅投射法的测量原理，并分析了其研究热点与发展方向。

关键词：非接触检测；形貌测量；3D 中图分类号：TB92文献标识码：A!引言三维曲面或三维轮廓测量技术广泛应用于工业、科研、国防等领域。

汽车车身、飞机机身、轮船船体、汽轮机叶片等加工制造中的在线检测，特别是大型工件的曲面检测一直是生产中的关键技术难题。

该类工件在车间条件下一般采用靠模法测量，但可测截面少，测量精度低；在计量室条件下采用三坐标测量机测量虽然精度较高，但数据采集速度低，测量成本高，且难于实现在线测量。

鉴于接触式测量方法的局限性，用非接触光学方法来测量物体表面轮廓形状，例如激光三角法、莫尔投影法、工业视觉测量法等具有灵敏度高、速度快、获取数据多等特点，在三维测量中正日益受到重视和广泛应用。

"测量原理从技术上看，光学非接触测量法可分为两类：一类称为被动法，利用图像明暗、纹理、光流等信息求出三维信息，常用于对三维目标的识别、理解以及位置形态的分析；另一类称为主动法，采用结构照明方式，由三维面形对结构光场的空间或时间调制，观察光场中携带了三维面形的信息，对观察光场进行解调，可以得到三维面形数据。

由于后一种方法具有较高的测量精度，因此大多数以三维面形测量为目的的三维传感系统都采用主动三维传感方式。

下面简要介绍光切法、调制度轮廓术，重点介绍光栅投射法。

".!光切法光切法LSM （li g ht-section method ）是近年来在激光逐点扫描法基础上发展起来的一种非接触测量方法。

三坐标测量孔距的方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:三坐标测量是一种精密测量技术，通过三坐标测量仪器可以实现对物体形状、尺寸、孔距等多种要素的测量。

孔距是指两个孔之间的距离，是工程设计和生产制造中常见的重要参数之一。

本文将探讨三坐标测量技术在测量孔距方面的方法和应用。

首先介绍三坐标测量技术的原理和特点，然后深入探讨不同的孔距测量方法及其优缺点，最后通过实际应用案例分析，总结该技术在孔距测量中的实际效果和应用价值。

通过本文的阐述，读者将深入了解三坐标测量在孔距测量中的重要性和实用性，为相关领域的工程技术人员提供参考与借鉴。

1.2 文章结构:本文主要分为引言、正文和结论三个部分。

在引言部分，会先对三坐标测量孔距的方法进行简要介绍和目的阐述。

接着在正文部分，分为三个小节：一是对三坐标测量技术进行简要介绍，以便读者对三坐标测量有一个全面的了解；二是对孔距测量方法进行探讨，包括不同的测量方法及其优缺点比较；三是通过实际应用案例分析，展示三坐标测量孔距方法在实际工程中的应用情况。

最后，在结论部分将对整篇文章进行总结，对不同孔距测量方法进行优劣比较，并对未来研究方向进行展望。

通过以上结构的安排，读者可以系统地了解三坐标测量孔距的方法的相关知识。

1.3 目的本文旨在探讨利用三坐标测量技术来测量孔距的方法。

通过对孔距测量方法的研究和实际应用案例分析，我们旨在总结出一种准确、高效的测量方法，并对其优劣进行比较。

同时，我们希望能够在实践中发现问题并提出未来研究方向，为这一领域的发展和提升提供有益的参考。

通过本文的研究，我们希望能够为工程领域的孔距测量提供更加有效的解决方案，促进相关技术的进步和应用。

2.正文2.1 三坐标测量技术简介三坐标测量技术是一种精密实时测量技术，通过测量目标物体上各个点的三维坐标来实现对目标物体尺寸、形状等参数的准确检测。

该技术利用三个直角坐标轴上的测量探头，可以实现对物体空间内的任意点坐标的测量。

三坐标控制系统分类三坐标测量仪控制系统的结构分为上下位机式和集成一体式两种。

1. 上下位机式上位机标准的PC机，Windows操作系统，安装并运行测量软件，向下位机发送理论位置、运动及触测指令，下位机回复机器实际位置及触测结果，在上位机内由测量软件进行分析，计算等。

下位机是一块控制卡为核心的简化计算机，DOS操作系统，控制卡插在下位机内。

控制软件安装并运行在下位机内，负责控制机器的运动与状态的监测等。

由于下位机采用DOS操作系统，保证了控制逻辑的严谨和控制时序的准确，从而提高了控制系统的稳定性与可靠性，由于上下位机严格分开，用户无法对下位机进行操作，避免了病毒的干扰和误操作破坏控制程序等引起的控制混乱等。

上下位机之间通过[串口或网卡等方式通讯。

控制系统B3C-LC、B3CS、FBPC、SHARPE32、TUTOR P等都是上下位机式。

2. 集成一体式上位机采用标准的PC机或工业控制机等，Windows操作系统，控制卡也插在上位机内，上位机不但安装并运行测量软件，也同时安装并运动控制软件，测量软件与控制软件之间通过DDE等试式通讯，利用Windows的分时控制实现多任务的处理。

对于一体式结构的数控系统，Windows系统本身的不稳定因素严重影响了其稳定性与可靠性；由于用户可以随意对计算机进行操作，很容易遭到病毒的攻击，并可能因为误操作等破坏控制程序，所有这些都可能造成控制的混乱并引起飞车等严重事故。

数控系统的功能控制系统：B3C-LC B3CS B6CS FB11等。

根据用户所选择的三坐标测量仪的功能配备不同的系统。

这几种数控系统都采用了先进的32位高速运动控制芯片，与上位机的测量软件之间通过串行口或网卡通讯。

使用TESTSOFT软件和AUTOTUNE软件进行自动调试与优化，可保证机器运行在最佳工作状态。

1. TESTSOFT是一功能完善的调试与自检软件，在TESTSOFT中，可检查数控系统汉前的工作状态与错误信息等，并可修改，调试所有的系统参数，B3C系列和FB11系列控制系统的驱动器和细分器都采用的是电子电位器，可以通过修改参数直接调试驱动器的各电位器，如果机器所采用的光栅是模拟信号的，可实现光栅信号幅值，相伴及零位的半自动调试，并可在TESTSOFT中完成转台、测头、手腕等附件的调试。

三坐标测量器工作原理
三坐标测量器工作原理：
三坐标测量器是一种用于测量物体尺寸和形状的仪器。

其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 校准：在进行测量之前，需要对测量器进行校准。

校准过程中通常会使用一些已知尺寸的标准件来确定测量器的精确度。

2. 定位：将待测物体放置在测量台上，并通过夹具或真空吸盘等方式进行固定。

保证待测物体的位置准确。

3. 传感器测量：三坐标测量器中的传感器一般包括接触式和非接触式两种。

接触式传感器通常是通过机械探针接触待测物体的表面，测量出各点的坐标位置。

非接触式传感器则通过像散斑干涉仪、光电测头等设备，利用光学原理测量出待测物体表面的形状和特性。

4. 坐标计算：三坐标测量器通过测量传感器得到的各点坐标数据，根据三维坐标系中的数学模型进行计算，以得到待测物体的尺寸和形状信息。

5. 数据分析与结果输出：测量完成后，三坐标测量器会将测量得到的数据进行分析和处理，生成测量报告或结果。

这些结果可以以图像、数字等形式进行展示和输出，方便用户进行数据分析和判断。

总结起来，三坐标测量器通过接触式或非接触式的传感器测量待测物体的坐标数据，并利用数学模型计算出物体的尺寸和形状信息，最终输出结果供用户分析和使用。

测控仪器综合实践报告目录1. 非接触式三次元测量系统的工作原理、结构 (3)1.1 非接触式三次元测量系统的工作原理 (3)1.2 非接触式三次元测量系统的结构 (3)1,3 非接触式三次元测量系统的特点 (3)2. 非接触式三次元测量系统操作规程 (3)3. 非接触式三次元测量系统实际测量、测量数据及处理 (4)4. 接触式三元测量系统初步认识 (4)5. 总结 (5)1.非接触式三次元测量系统的工作原理、结构1.1非接触式三次元测量系统的工作原理将被测物体置于三次元测量空间，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。

基本原理就是通过探测传感器（探头）与测量空间轴线运动的配合，对被测几何元素进行离散的空间点位置的获取，然后通过一定的数学计算，完成对所测得点（点群）的分析拟非接触式三次元测量系统合，最终还原出被测的几何元素，并在此基础上计算其与理论值（名义值）之间的偏差，从而完成对被测零件的检验工作。

常用于精确测量各种工件尺寸、角度、形状和位置，以及螺纹制件的各种参数，适用于机器制造业，精密工、模具制造业、仪器仪表制造业、电子行业、塑料与橡胶行业的计量室、对机械零件、量具、刀具、夹具、模具、电子元器件、电路板、冲压件、塑料及橡胶制品进行质量检测和比对。

1.2非接触式三次元测量系统的结构此次在富士康华南检测中心成都分支参观学习的三次元测量系统为AowerMetro(普奥姆特) 非接触式三次元测量系统，该系统外形结构为双边架桥式，更具稳定性。

X轴方向由位于桥臂上的履带控制，Y轴方向通过控制放置检测物品的平台移动来实现，整个桥架与机体整体是固定不动的。

Z轴则通过上下放大镜头实现。

X，Y，Z轴的移动都通过一个操纵杆来控制，操作简单易上手。

1.3非接触式三次元测量系统的特点a.带红外线定位指示灯，便于寻找被测工件部位；b.配四驱可选择调节反射灯，对于分区域测量具有巨大帮助；c.采用大理石主体平台，增强机构的稳定性，更有效保障测量精度；d,标配非接触式测高功能；e,Z轴测高行程可达250mm，扩大了可测范围；f,配有自动测量软件，大大提高测量工作效率。

什么是三坐标测量技术1. 引言三坐标测量技术是一种基于三维坐标体系的测量方法，用于测量并描述物体的几何形状、位置和尺寸。

它是制造业中常用的精密测量技术之一，广泛应用于航空航天、汽车工业、机械制造等领域。

本文将介绍三坐标测量技术的原理、应用以及优点。

2. 原理三坐标测量技术基于三维直角坐标体系，通过测量物体在空间中的三个坐标值来描述其几何形状和位置。

通常使用三坐标测量机进行测量，三坐标测量机由工作台、测头和坐标轴组成。

在测量过程中，工作台固定待测物体，测头可沿三个坐标轴上下左右移动，并能够在三个坐标方向上测量物体的位置。

测头可以是机械触探式的或光学非触探式的，具体选择根据实际需求而定。

测量时，测头将接触或照射待测物体的表面，通过测量探头的运动，得到物体在三个坐标方向上的坐标值。

由于测头的精度和稳定性，三坐标测量技术能够提供高精度的测量结果。

3. 应用三坐标测量技术广泛应用于制造业中的质量控制和产品检验。

以下是一些常见的应用领域：3.1 航空航天在航空航天领域，对航空发动机、飞机结构件等关键零部件的尺寸和位置要求非常严格。

三坐标测量技术可以快速、准确地测量这些零部件的尺寸和位置，确保其符合设计要求。

3.2 汽车工业在汽车制造过程中，需要对发动机、车身结构等各个部件进行测量和检验。

三坐标测量技术可以帮助工程师了解零部件的几何形状和位置，及时发现和解决制造偏差和问题。

3.3 机械制造在机械制造领域，对零件的尺寸和位置要求也非常严格。

三坐标测量技术可以帮助制造商检查零件的制造精度，并进行必要的调整和改进。

4. 优点三坐标测量技术具有以下几个优点：•高精度：三坐标测量技术可以实现亚微米级别的测量精度，适用于高精度测量需求。

•高效率：三坐标测量技术可以在短时间内完成对物体各个尺寸和位置的测量，提高了工作效率。

•全面性：三坐标测量技术可以对物体的各个尺寸和位置进行全面测量，提供详细准确的数据。

•可追溯性：三坐标测量技术的测量结果可追溯到国际标准，保证了测量的准确性和可靠性。