三坐标测量实验大纲
三坐标测量实验三坐标测量实验报告
三坐标测量实验三坐标测量实验报告三坐标测量实验报告实验一快速综合检验一、实验要求：1．根据教具给定测量需求确定测量方案2．对各几何要素尺寸,误差进行检测3．给出AUTOCAD三维视图（包括尺寸及形位误差标注）二、实验方案零件的具体结构确定：①确定各几何元素所须输出的参数项目测量课件的大致轮廓为方形，主要几何元素为平面，圆柱，圆柱孔和阶梯孔。
因此可选择测量件的三个垂直面建立空间直角坐标系。
需要测量的主要位置误差元素为同轴度。
②测头标定测量元素包括垂直方向的圆柱及水平方向的圆柱，因此需要标定垂直方向与水平面四个方向。
③根据零件确定测量基准选定模型的1，2，3面（如下页pro/e模型图所标注的面）为坐标系的三个基准面建立直角坐标系，并以1，2，3面作为测量基准。
三、实验步骤1．开机首先打开空气压缩机储气罐排水阀排水，然后依次开启空压机、冷干机和测量机气源，检查气压是否在0.4～0.5Mpa范围之内，如果不在此范围内则可通过气源调节阀调节。
再依次接通交流稳压电源、UPS电源、控制系统电源和计算机电源，启动WTUTOR 测量程序，屏幕出现SOI页面。
依次单击“电源”、“初始化”键，机器完成通讯和坐标初始化。
2．测量预备操作①测头标定。
在工作台上安装固定的基准球，标定测头。
②取下标准球，将测量课件水平摆放在工作台上，根据测量方案选取的三个相互垂直的面建立空间直角坐标系。
3．测量操作根据标定的几何元素进行直接测量、构造、元素间关系的计算、位置误差的检测、几何形状扫描等方法测出所需参数。
保存好测量的数据，测得数据见下页数据处理与CAD图形构建。
4．几何元素的计算打开“程序区”，调入参考坐标系及测量数据，选择“关系”，计算构建三维数据模型所需要的几何元素间的位置关系，并计算形位误差。
5．关机完成以上各步骤后，整个测量过程也就结束了。
三坐标测量机的关机顺序与开机顺序相反。
即首先“初始化”使测头停止在安全位置，其次关闭WTUTOR测量程序，再依次关闭计算机电源、控制系统电源、UPS电源、交流稳压电源，最后关闭气源系统。
三坐标测量实验报告
三坐标测量实验报告三坐标测量实验报告引言：三坐标测量是一种常用的精密测量方法，广泛应用于工业制造、航空航天等领域。
本实验旨在通过对一个立方体的测量，掌握三坐标测量的基本原理和操作方法，并分析实验结果的准确性和可靠性。
一、实验目的本实验的主要目的有以下几点：1. 熟悉三坐标测量仪的结构和使用方法；2. 掌握三坐标测量的基本原理；3. 进行立方体的三坐标测量，并分析实验结果的准确性。
二、实验仪器与原理1. 实验仪器：三坐标测量仪三坐标测量仪是一种高精度的测量仪器，主要由测量台、测头和计算机控制系统组成。
测头通过触发器与计算机相连，可以实时将测量数据传输到计算机中进行处理和分析。
2. 实验原理三坐标测量仪基于三维坐标系，通过测量目标物体上的一系列点的坐标，进而计算出该物体的尺寸和形状。
具体原理如下：- 测量点的坐标：测量仪通过测量头接触目标物体上的点，记录下该点在三维坐标系中的坐标值。
- 坐标系的建立：通过测量仪上的三个坐标轴，可以建立一个与目标物体相切的局部坐标系。
- 数据处理：将测得的坐标数据输入计算机，通过计算和分析，得到目标物体的尺寸和形状。
三、实验步骤1. 打开三坐标测量仪，进行仪器的初始化和校准。
2. 将待测立方体放置在测量台上，并固定好。
3. 选择测头，进行测量点的选择和设置。
4. 通过测量头触发器，依次对立方体的各个点进行测量，并记录下坐标值。
5. 将测得的坐标数据输入计算机，进行数据处理和分析。
6. 分析实验结果的准确性和可靠性。
四、实验结果与分析经过实验测量和数据处理，得到了立方体的尺寸和形状数据。
通过与设计值进行对比，可以评估实验结果的准确性和可靠性。
在实验中，我们发现实验结果与设计值相差较小，说明三坐标测量仪的测量精度较高。
然而，我们也注意到实验结果中存在一些误差。
这些误差可能来自于以下几个方面：1. 实验仪器的误差：三坐标测量仪本身存在一定的测量误差，需要在数据处理中进行修正。
实验I-三坐标测量实验
实验九三坐标测量实验姓名：学号：班级：实验成绩：一、实验目的：1、了解三坐标测量机的组成及工作原理2、了解测量机主机的几种结构形式3、掌握三坐标测量机测量软件的基本功能4、操纵盒的使用5、掌握测头的校准二、实验设备：三坐标测量机、电脑、测量软件。
三、实验内容：1、三坐标测量机的基本组成：○1测量机主机○2控制系统○3测头测座系统○4计算机（测量软件）2、测量机主机的几种结构形式：○1活动桥式：活动桥式测量机是使用最为广泛的一种机构形式。
特点是结构简单，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。
有小型、中型、大型几种形式。
○2固定桥式：固定桥式测量机由于桥架固定，刚性好，动台中心驱动、以上特点使这种结构的测量机精度非常高，是高精度和超高精度的测量机的首选结构。
○3单边高架桥式：高架桥式测量机适合于大型测量机，适合于航空、航天、造船行业的大型零件或大型模具的测量。
3、三坐标测量机测量软件的基本功能○1对控制系统进行参数设置；○2进行测头定义、测头校正及测针补偿；○3建立零件坐标系（零件找正）；○4对测量数据进行计算和统计、处理；○5输出测量报告。
4、操纵盒使用注解：1. SERVO PWR ON：电机加电按钮，按下后电机上电指示灯亮；2. Joystick：方向摇杆，左右为X 轴方向，前后为Y 轴方向，旋转摇杆为Z 轴方向；3. E-STOP：急停按钮，按下后三轴电机掉电，顺时针旋转1/4 圈，急停按钮弹起；4. SERVO READY：指示系统已准备进入自动模式；5. SERVO PWR ON：指示所有的电机都已激活；6. RECORD：删除测量点；7. DRIVE：添加移动点；8. X LOCK：灯亮时，指示X 轴方向不能手动移动；9. Y LOCK：灯亮时，指示Y 轴方向不能手动移动；10.Z LOCK：灯亮时，指示Z 轴方向不能手动移动；11.SLOW：移动速度切换键，灯亮，慢速，速度为19.05MM/S。
(完整word版)三坐标测量机检测实验报告
专业及班级：姓名：学号：实验二：三坐标测量机检测一、实验目的：通过观察三坐标测量机的检测过程，分析检测的基本原理，掌握三坐标测量机的日常操作过程。
二、实验设备：西安爱德华MQ686三坐标测量仪及其辅助设备。
设备简介：机械整体结构采用刚性结构好、质量轻的全封闭框架移动桥式结构。
其结构简单、紧凑、承载能力大、运动性能好。
固定优质花岗岩工作台：具有承载能力强、装卸空间宽阔、便捷的功能。
Y向导轨：采用燕尾式，定位精度高，稳定性能好。
三轴采用优质花岗岩，热膨胀系数小，三轴具有相同的温度特性，因而具有良好的温度稳定性、抗实效变形能力，刚性好、动态几何误差变形小。
三轴均采用自洁式预载荷高精度空气轴承组成的静压气浮式导轨，轴承跨距大，抗角摆能力强，阻力小、无磨损、运动更平稳。
横梁采用精密斜梁设计技术（已获专利），重量轻、重心低、刚性强，动态误差小，确保了机器的稳定。
Z轴采用气缸平衡装置，极大的提高了Z轴的定位精度及稳定性。
控制系统采用德国知名的SB专用三坐标数控系统，具有国际先进的上下位机式的双计算机系统，从而极大地提高系统的可靠性和抗干扰能力，降低了维护成本。
三、实验原理：三坐标测量机：由三个运动导轨，按笛卡尔坐标系组成的具有测量功能的测量仪器，称为三坐标测量机，并且由计算机来分析处理数据（也可由计算机控制，实现全自动测量），是一种复杂程度很高的计量设备。
三坐标测量机是一种高效、新颖的精密测量仪器。
它广泛应用于机械制造、仪器制造、电子工业、航空工业等各领域。
分类：按其精度分为两大类：计量型：（UMM）1.5 μm+2L/1000 一般放在有恒温条件的计量室内，用于精密测量分辨率为0.5μm，1或2μm，也有达0.2μm的；生产型：（CMM）一般放在生产车间，用于生产过程的检测，并可进行末道工序的精加工，分辨率为5μm或10μm，小型生产测量机也有1μm或2μm的。
按结构分为：悬臂式、龙门式、桥式、铣床式按控制方式分为：手动式、自控式所能进行的测量类型：应用三坐标测量机可对直线坐标、平面坐标以及空间三维尺寸进行测量，可以测量球体直径、球心坐标、曲线曲面轮廓、各种角度关系以及凸轮、叶片等复杂零件的几何尺寸和形状位置误差。
三坐标测量仪测量过程实验
实验六三坐标测量仪使用实验实验目的：1、熟悉三坐标测量仪的基本操作，如开机、关机、面板操作等2、测头设定及精度校验3、粗建工件坐标系4、精建工件坐标系5、自动测量元素6、评价尺寸及形位公差7、自动运行测量程序8、测量报告的生成实验设备：海克斯康三坐标测量仪一台（PC-DIMS Pro）、测头校验精度球一个，测量工件如下图所示步骤：1、三坐标测量仪的基本操作开机顺序：开气源（0.4MPa）→开三坐标测量仪控制柜→开测量软件关机顺序：关测量软件→关三坐标测量仪控制柜→关气源开机后，先按提示，使测量仪回零选择“文件”→“新建”创建新程序2、测头设定：类型 tesastar-i测尖 tip4by21mm将状态设为“JOG”，把测头置于安全位置，并安装测头校验精度球；选择A0B0角对测头精度进行校验，并查看校验结果；3、校验合格后，手动建立工件坐标系（初建，采用“三二一原则”）（1）三维元素测定：平面手动测平面，手动在上平面测三点确定平面；建立坐标系A1，并将Z轴方向设定为所测定平面的方向（平面方向为其法向），将平面的当前坐标系下Z坐标设为坐标系的Z坐标零位置。
（2）二维元素测定：直线手动测直线，在正平面测两点确定在工作平面中的投影直线；建立坐标系A2，并将坐标系X轴方向设为所测直线的方向（注意直线方向为先测点指向后测点），坐标系Y轴零位置设为当前坐标系中所测直线投影的Y值。
（3）一维元素测定：点手动测点：选择零件左侧平面测一点以确定该点在工作平面中的投影点；建立坐标系A3，并将坐标系X轴零位置设定为所测点投影在当前坐标系下的X值。
4、自动建立坐标系（精建）先将测量方式改为DCC（自动）（1）三维元素测定：平面手动测平面，手动在上平面测三点以上确定平面；建立坐标系A4，并将Z轴方向设定为所测定平面的方向（平面方向为其法向），将平面的当前坐标系下Z坐标设为坐标系的Z坐标零位置。
（2）二维元素测定：直线手动测直线，在正平面测两点以上确定在工作平面中的投影直线；建立坐标系A5，并将坐标系X轴方向设为所测直线的方向（注意直线方向为先测点指向后测点），坐标系Y轴零位置设为当前坐标系中所测直线投影的Y值。
试验一三坐标测量实验指导书
三坐标测量实验指导书一、实验目的了解三坐标测量机的使用方法和测量原理二、仪器设备美国海克斯康三坐标测量机及配套设备型号：GLOBAL CLASSIC SR 9158测量行程：900X1500X800mm分辨率：≤0.1μm，测量示值误差：E=0.0022+3.3L/1000mm三、实验原理三坐标测量机是一种高效、新颖的精密测量仪器。
它广泛应用于机械制造、仪器制造、电子工业、航空工业等各领域。
三坐标测量机的测量过程是由测头通过三个坐标轴导轨在三个空间方向自由移动实现的，在测量范围内可到达任意一个测点。
三个轴的测量系统可以测出测点在X，Y，Z三个方向上的精确坐标位置。
根据被测几何型面上若干个测点的坐标值即可计算出待测的几何尺寸和形位误差。
应用三坐标测量机可对直线坐标、平面坐标以及空间三维尺寸进行测量，可以测量球体直径、球心坐标、曲线曲面轮廓、各种角度关系以及凸轮、叶片等复杂零件的几何尺寸和形状位置误差。
三坐标测量机测量精度高，速度快，软件功能强大，是测量行业不可或缺的高级仪器。
四、实验步骤1．开机首先打开空气压缩机储气罐排水阀排水，然后依次开启空压机、冷干机和测量机气源，检查气压是否在0.4～0.5Mpa范围之内，如果不在此范围内则可通过气源调节阀调节。
再依次接通交流稳压电源、UPS电源、控制系统电源和计算机电源，启动 QUINDOS测量程序后，机器回零。
2．测头标定在工作台上安装固定的基准球，标定测头。
3.“3－2－1”建立空间直角坐标系被测件的三个坐标不需要与测量机的X，Y，Z三个方向的坐标重合。
被测件在测量前可以任意放置在工作台上，不需调整找正，即可测量。
通过测量及数据处理可以找到参考基准，根据新基准转换坐标，并计算出测量结果。
这一切计算都通过计算机进行，速度很快，与测量前人工调整被测件位置的操作相比，既方便又省时间。
3——测量第一平面上的三点，软件自动将此平面的法矢作为零件坐标系的第一轴的方向；2——测量第二平面上的两点直线，再将其投影到第一平面作为第二轴的方向；1——再测量或通过构造产生一点作为零件坐标系的原点。
三坐标测量机课程教学大纲
《三坐标精密测量》课程教学大纲学分：1学时：30适应专业：工业设计、珠宝首饰设计、动画设计、机械类、建筑类各专业一、课程性质和任务课程性质：本课程是为机电类、制造类专业、工业造型专业三年制或四年制学生开设的一门全院选修课。
三座标测量机是一种集光、机、电、算一体化的精密光学测量仪器，是当代应用较多并将的普遍推广应用的精密形状和尺寸检测设备，可用于各种几何元素——点、线、面、圆、圆锥、圆柱、阶梯圆和球，形位公差——直线度、平面度、平行度、垂直度、位置度、倾斜度、跳动度、配合公差等方面的三维测量，也可进行计算机数控测量。
目前广泛应用于机械制造、仪器制造、电子工业、航天和国防工业、摩托车和汽车制造、飞机和船舶制造、首饰、玩具、造币、制鞋、电极等行业，适用于测量各种箱体零件的孔距、面距、各种模具、精密铸锻件、电子线路板、汽车的各种零件和外壳及整车、发动机零件、凸轮、飞机的各种零件和外形等。
课程任务：本课程的任务是让学生认识三坐标精密测量的基本工作原理，了解三坐标测量机的基本结构和分类，重点学会三坐标测量机的操作和软件应用（包括接触式和激光扫描），能够针对给定的产品零件，按照技术要求，制订正确合理的测量方案，并通过测量操作，打印出完整的测量报告或保存测量结果数据文件。
前期课程：公差与配合或机械制造基础二、课程基本要求通过本课程的学习，使学生在理论、技能和素质方面达到如下要求：1．理论要求通过本课程的教学，（1）了解目前精密测量的发展状况，懂得三坐标测量机的特点、应用和基本工作原理；（2）了解并认识三坐标测量机的基本结构；2．技能要求（1）学会三坐标测量机和激光扫描的操作；（2）掌握三坐标测量机和激光扫描相关软件各菜单和功能的应用（数据处理方法）；（3）懂得三坐标测量机的安装、调试方法和日常使用、维护和保养；（4）能够针对不同的产品零件，根据技术图纸要求，制定正确合理的测量方案，完成测量检测任务，保存结果数据并按要求打印测量报告。
三坐标测量机实验指导书
第一章三坐标测量机系统的初步认识三坐标测量机是60年代后期发展起来的一种高效的新型精密测量设备，目前被广泛应用于机械、电子、汽车、飞机等工业部门，它不仅用于测量各种机械零件、模具等的形状尺寸、孔位、孔中心距以及各种形状的轮廓，特别适用于测量带有空间曲面的工件。
由于三坐标测量机具有高准确度、高效率、测量范围大的优点，已成为几何量测量仪器的一个主要发展方向。
三坐标测量机的测量过程是由测头通过三个坐标轴导轨在三个空间方向自由移动实现的，在测量范围内可到达任意一个测点。
三个轴的测量系统可以测出测点在X，Y，Z三个方向上的精确坐标位置。
根据被测几何型面上若干个测点的坐标值即可计算出待测的几何尺寸和形位误差。
另外，在测量工作台上，还可以配置绕Z 轴旋转的分度转台和绕X 轴旋转的带顶尖座的分度头，以方便螺纹、齿轮、凸轮等的测量。
三坐标测量机按其精度分为两大类：精密型万能测量机（UMM）：是一种计量型三坐标测量机，其精度可以达到1.5 μm+2L/1000，一般放在有恒温条件的计量室内，用于精密测量，分辨率为0.5μm，1或2μm，也有达0.2μm或0.1μm的。
生产型测量机（CMM）：一般放在生产车间，用于生产过程的检测，并可进行末道工序的精加工，分辨率为5μm或10μm，小型生产型测量机也有1μm或2μm的。
§ 1.1三坐标测量机系统的硬件构成和功能三坐标测量机系统的硬件主要有三部分组成：⑴终端控制计算机和打印机：在三坐标测量机系统的硬件结构中，计算机是整个测量系统的管理者。
计算机实现与操作者对话、控制程序的执行和结果处理、与外设的通讯等功能。
⑵数控设备及其外设：数控设备是计算机和测量机的接口（I/O，工具信号，紧急情况等）。
数控设备通过由计算机传来的数据计算出参考路径，不断地控制测量机的运动及与手提式控制盒的通讯。
⑶三坐标测量机：三坐标测量机的主体主要由以下各部分组成：底座、测量工作台、立柱、X向支撑梁和导轨、Y向支撑梁和导轨、Z轴部件、测头、驱动电机及测长系统。
三坐标测量机测尺寸实验报告
三坐标测量机实验一、实验目的了解三坐标测量机的结构、原理和应用，熟悉检测过程并且掌握基本使用方法。
二、实验设备1.规格测量范围：x-600mm、y-450mm、z-300mm分辨率：0.001mm结构形式与特征：固定桥式、气浮导轨、花岗岩工作台测量系统：金属反射式光栅测量精度：各轴(3+3L/1000) um （L-测量长度）重复性：σ=1um控制方式：手动，用手可轻快地将测量头移动到测量点上，x，y方向微动可用马达驱动。
探针形式：机械硬测头和3D信号触头。
2.仪器构造与组成如图所示的测量机由底座、工作台、立柱、xyz导轨组成，配有微型计算机数据处理装置，由打印机输出测量结果，绘图仪绘制轮廓图形，还有各种探头，另配有电感测微仪以及检具和工具等。
3.仪器特征1）X、Y、Z 三条导轨组成桥式结构。
采用空气静压导轨，当供气压力保持恒定时，在导轨面间形成的气垫间隙保持不变，导轨运动时几乎无摩擦，轻便灵活且稳定性好，导向精度高。
2）X、Y 轴用机动微调，当锁紧X、Y 轴后，按下驱动开关8，马达就会驱动丝杠转动。
X、Y 轴可分别以快（0.26mm/min）、慢（0.013mm/min）两档速度移动，Z轴用手动微调。
3）采用光栅式测量系统。
反射式金属光栅尺直接用螺钉固定在测量机的导轨上。
4）花岗石工作台稳定性和抗振性好，不易变形。
5）测量数据可通过键盘、脚踏开关输入和用三维电子触发式探头输入。
探头径向测力0.15~0.20N,轴向测力0.60N。
6）工件的定位比较方便，可通过对工件的基准边、基准孔或几个参考点进行测量后，由计算机确定工件的坐标系。
在测量过程中，计算机可自动将每个测量点的数据由机器坐标转换成工件坐标。
7）计算机可通过软件来补偿测量头半径并完成多种几何运算和测量数据处理。
8）由于采用“学习程序”，在测量成批零件时，按照第一个工件的测量操作次序，把测量的程序记忆贮存起来。
在测量以后工件时，由计算机自动连续顺序执行程序，而不必操作键盘，可大大提高测量效率。
三坐标 测量 实验报告
三坐标测量实验报告1. 实验目的通过三坐标测量仪器进行测量，熟悉并掌握其操作方法，提高测量的准确性。
2. 实验器材和原理2.1 实验器材本次实验使用的器材有：- 三坐标测量仪- 计算机2.2 实验原理三坐标测量仪是一种高精度的测量仪器，可同时测量物体的三个坐标位置。
其工作原理是通过测量传感器检测到的信号来计算物体的位置坐标，并通过计算机进行数据处理和显示。
该仪器通过激光、光电测量或触点探测等方式来实现测量。
3. 实验步骤3.1 实验准备- 打开计算机，将三坐标测量软件启动并连接到三坐标测量仪。
- 检查测量仪器是否正常工作，确保各个部件灵活可动。
3.2 校准测量仪器- 垂直校准：使用垂直角度块将测量样品精确定位在测量台上，进行垂直校准。
- 水平校准：使用水平角度块进行水平校准。
- 零点校准：使用零点块进行零点校准。
3.3 进行测量- 将待测样品放置在测量台上，确保样品稳定。
- 使用测量仪器的探针进行测量。
可以选择激光或触点测量方式，根据实际情况选择合适的方式。
- 测量仪器会自动记录并显示样品的坐标位置。
3.4 数据处理- 将测量数据导入计算机，使用三坐标测量软件进行数据处理。
- 对测量数据进行分析和计算，得出需要的结果，如样品的尺寸、形状等。
4. 实验结果与分析- 根据测量数据，可以得出样品的尺寸、形状等信息。
- 通过与样品设计参数进行比较，可以评估样品的制造质量。
5. 总结与心得通过本次实验，我对三坐标测量仪器有了更深入的了解。
通过实际操作，我掌握了三坐标测量仪器的使用方法，并且了解到其在工业生产中的重要性。
三坐标测量仪器具有高精度、高效率的特点，可以提高产品的制造质量。
在今后的工作或研究中，我将继续学习和应用三坐标测量技术，以提升自己的专业水平。
6. 参考文献- 无。
实验一 三坐标测量仪数据测量实验1
（3）待气阀开关旁的压力表压力达到工作要求（最小供气压力 0.5MPa），接通控制系
统电源，将计算机插上密钥（测头盒中的 U 盘），双击桌面
按钮，起动
PC-DMIS 控制软件。
（4）冷启动时，软件窗口会提示进行回机器零点的操作。此时将操纵盒的“加电”键
（左上角）
按下，接通驱动电源，然后按”菜单——【结果】 中可以查看校验结果
PC-DMIS 界面
（8）修改测量模式为“程序模式”。 【操作】 ——【图形显示窗口】— —【程序模式】 （9）3-2-1 法新建坐标系
“3”——不在同一直线上的三个点能确 定一个平面，利用此平面的法线矢量确定 一个坐标轴方向——找正；
（6）校验模式：一般应采用
，在采点数为9～12 点
时，层数应选择
层。起始角和终止角可以根据情况选择，一般球形和柱形测针采用
度（填范围），才能使齿轮（蜗轮）轴向定位。
（7）鼠标滚轮前后滚动可对特征图形缩小或者放大；
同时按下，选中特
征图形后松开，即对其局部放大；在图形窗口中，中线以上点击鼠标右键是
，相反
6.注意事项 （1）每次开机前首先检查供气压力达到要求后才能开控制柜： 三联体处压力：0.4Mpa—0.6Mpa (1bar≈0.1Mpa≈14.5psi)
气源的供气压力：≥0.6Mpa 。 （2） 当三联体存水杯中油水混合物高度超过5mm时需要手动放水。机器的供气压力正
常，而三联体处压力不能调到正常值时，则需更换滤芯。 （3）测量机房的温度保持在20±2℃，相对湿度25~75%。 （4）稳压电源的输出电压为220±10V。 （5）气源的出口温度为20±4℃。 （6）每天开机前用高织纱纯棉布（或医用脱脂棉花）沾无水酒精清洁三轴导轨面，待
《三坐标测量技术》课程教学大纲
《三坐标测量技术》课程教学大纲课程编号：0803401012课程名称：三坐标测量技术英文名称：Three coordinates Measuring Technique课程类型：专业基础限选课总学时：32 讲课学时：30 实验学时：2学时：32学分：2适用对象：四年制机械设计制造及其自动化专业先修课程：互换性与技术测量、机械设计、液压与气压传动、测试技术、数控技术等一、课程性质、目的和任务三坐标测量技术课程是机械设计制造及其自动化专业机械制造专业方向的一门专业基础限选课。
三坐标测量是现代企业技术进步、产品升级、质量控制不可或缺的检测手段。
通过本课程的学习让学生了解几何参数的先进测量技术，初步掌握三坐标测量机的测量原理，组成及特点，测量机的使用方法，为今后从事三坐标测量机的设计制造和操作打下良好的基础。
二、教学基本要求本课程以三坐标测量机为研究对象。
重点讨论三坐标测量机的功用、类型、主体结构、测头、控制系统、软件，举例说明三坐标测量机的应用。
学完本课程应达到以下基本要求：1．掌握坐标测量机的测量原理和基本的组成特点；2．初步掌握坐标测量机主机的结构组成及特点；3．初步掌握坐标测量机测头结构型式及特点；4．初步掌握坐标测量机控制系统的结构，了解各功能部件的控制方法；5．初步掌握坐标测量机软件各功能模块的特点与使用技术；6．理解并掌握坐标测量机的典型测量示例；7．初步掌握坐标测量机测量不确定度的误差来源，坐标测量机对环境基本要求；8．了解坐标测量机的误差检定方法；9．了解坐标测量机的误差补偿技术；10．了解三坐标测量机的发展方向。
三、教学内容及要求1．概论（1）了解三维测量的需求与意义；（2）了解三维测量技术的演变历程；（3）掌握三坐标测量机的组成；（4）了解三坐标测量机的类型及选用方法。
2. 坐标测量机的主机（1）了解坐标测量机的结构形式与材料特点；（2）了解标尺系统的特点；（3）了解导轨的类型特点及设计中的注意事项；（4）了解驱动机构的传动特点；（5）了解实现平衡的不同方法及特点。
三坐标测量实验报告1
三坐标测量实验报告（1）
一、实验目的
1、了解并学会使用测量仪测量形位公差
2、学会结合电脑记录数据
二、实验器材
测量仪、电脑，被测工件
三、实验原理
测量仪原理：
将被测零件放入它允许的测量空间，精密地测出被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、位置公差及其它几何量数据。
四、实验内容及步骤
1、开启测量仪，并打开电脑
2、打开电脑上记录数据的软件，数据清零，点击开始
3、开始测量，操纵手柄以移动测量仪探头接触工件表面
4、操作完毕，再看电脑上的数据并记录
5、测量完毕，测量仪复位，关闭电脑及测量仪
五、实验数据
六、心得体会
通过几次实验，大致了解了测量仪的结构和使用，通过对平面、圆球、圆柱表面等的形位公差的测量，也不断提高了自己的专业技能，为以后更好的学习打下了良好的基础，对测量有了更多的了解。
三坐标测量实验大纲
三坐标测量实验大纲（结合高等教育公差教学）2009年6月目录实验一坐标测量机认知实验 (3)实验二孔、轴件的测量实验 (6)实验三平面度测量实验 (10)实验四圆锥各尺寸的测量实验 (14)实验五轴键槽对称度测量实验 (18)实验六螺纹孔测量实验 (21)实验一坐标测量机认知实验一、实验目的了解三坐标测量机结构了解三坐标测量机原理了解三坐标测量机维护保养方法二、设备与器材1）三坐标测量机2）测头系统：MH20i或PH10T3）测针：20×ø3mm三、实验步骤1）三坐标测量机结构按机械结构分：a)龙门式——用于轿车车身等大型机械零部件或产品测量；b)桥式——用于复杂零部件的质量检测、产品开发，精度高；c) 悬臂式——主要用于车间划线、简单零件的测量，精度比较低。
按驱动方式结构分：a) 手动型——手工使其三轴运动来实现采点,价格低廉,但测量精度差； b) 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；c) 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，且精度高。
2）三坐标测量机原理将被测物体置于三坐标测量机的测量空间，可获得被测物体上各测量点的坐标值，根据这些点的空间坐标值经过数学运算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置公差。
3）三坐标测量机维护保养方法三坐标测量机作为一种精密的测量机器，如果维护及保养做得及时，就能延长机器的使用寿命，并使精度得到保障、故障率降低。
为使客户更好地掌握和用好测量机，测量机维护及保养规程如下： （1）开机前的准备a.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；b.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。
定期清洗过滤器及油水分离器。
定期检查机床气源上一级空气来源，（空气压缩机或集中供气的储气罐）；花岗岩导轨更要定期检查导轨面状况，所以每次开机前应清洁机器的导轨，用航空汽油擦拭（120或180号汽油）或无水乙醇擦拭。
三坐标测量机实验报告
三坐标测量机实验报告实验报告：三坐标测量机的使用与优化一、实验目的本实验旨在了解三坐标测量机的基本原理和使用方法，通过实际操作掌握测量机的基本测量技巧，并进一步优化测量方法，提高测量精度。
二、实验原理三、实验步骤1.启动三坐标测量机，等待其自检完成。
2.将待测物体放在测量台上，并固定好。
3.根据测量要求选择合适的探头和测量方法。
4.进行初始设定，包括原点定位和坐标系选择。
5.开始测量，按照测量要求进行操作。
6.完成测量后，保存数据并进行数据分析。
四、实验结果与分析通过实验，我们成功地完成了对几个标准零件的测量，并得到了相应的测量数据。
根据测量数据，我们计算出了零件的尺寸和形状，并与其理论值进行比较。
结果表明，测量机的测量精度能够达到亚微米级别，非常准确。
在实验过程中，我们注意到了一些影响测量精度的因素。
首先是待测物体的固定问题，对于较小的物体，由于固定不牢，可能会导致测量结果不准确。
其次是探头的选择和校准问题，探头的质量和校准状态对测量结果有很大的影响。
最后是仪器本身的误差，虽然三坐标测量机是高精度的测量设备，但其本身也存在一定的误差，需要校正和补偿。
为了进一步提高测量精度，我们提出了以下优化方案：首先是加强待测物体的固定，可以采用专用夹具或工装来确保固定稳定；其次是定期校准探头，确保其精度和稳定性；最后是根据测量机的误差特性，进行误差校正和补偿。
通过这些优化措施，可以提高测量机的测量精度，并确保测量结果的准确性。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了三坐标测量机的原理和使用方法，并通过实际操作掌握了测量机的基本测量技巧。
同时，通过对测量结果的分析，我们也意识到了测量精度受多种因素的影响，并提出了相应的优化方案。
三坐标测量实验1.6
（1）零件的找正
所有建立坐标系的第一步是在零件上 测量一个平面来把零件找正。其目的是保 证测量时总是垂直零件表面而不是垂直于 机器坐标轴。
蓝图告诉你哪一个是基准平面，不然 可以选一个精加工的表面，而且把测量点 尽量分开。
测一个平面最少点数是3点
（2）旋转到轴线
有了一个参考平面， 以进入第二步即旋转 到轴线。目的是锁定 零件的旋转自由度。
2 1 (b)
添加测头角度
➢点击上图中的“添加角度”，在相应栏框 内输入所需测头角度或在图表中选择所需 测头角度，然后点击确定。
4、建立坐标系
➢ 在精确的测量工作 中，正确地建立坐标 系与具有精确的测量 机、校验好的测头一 样重要。
➢ 建坐标系三步曲： 建坐标系有三步，
而且很重要的是不要 搞乱它的顺序。
（3） 测量圆
测圆的点最少为3点,尽可能把测量点 分布开来。
（4）测量圆柱 圆柱的测量类似圆的测量,不过应该测
两个圆。 应注意测完第一个圆后再测第二个圆。
测圆柱的最少点数是6点（每个圆3点）。 当所有点采集完后，在 键盘上按“END” 键。
（5） 测量圆锥
测量圆锥类似测量圆柱，由于各截面 直径 不同PC—DMIS会自动进行判断。
2、硬件定义--测头校验
测头校正是三坐标测量机进行测量时不可缺少的一个重 要步骤，目的是要正确得到被测零件的测量参数。因此检测 零件时首先要校正所使用的测头系统。
➢ 检验测头的目的：
计算出测杆上的球心与CMM零点的关系。 求出红宝石球的有效直径。
测头的余弦误差
3、定义测头系统参数
➢从“插入”下拉菜 单中选“硬件定 义”，进入“测头” 选项。
三坐标测量实验
一、实验目的 二、实验项目 三、测量原理 四、实验过程
实验指导书_精密测量 三坐标测量机
实验三精密测量实验
一、实验目的
了解和熟悉精密机床（三坐标测量机）的结构、应用及操作步骤；了解精密加工、精密测量环境。
二、实验内容
1.观察精密机床加工（测量）环境；
2.了解精密机床主要结构部件；
3.了解三坐标测量机的应用及操作。
三、实验原理及方案
精密加工机床是实现精密加工的首要条件，目前主要研究方向是提高机床主轴的回转精度，工作台的直线运动精度及刀具的微量进给精度，分别取决于主轴轴承、机床导轨和微量进给装置。
精密加工技术离不开精密测量技术，目前精密加工中所使用的测量仪器多以干涉法和高灵敏度电动测微技术为基础，最近出现的隧道扫描显微镜的分辨率已达0.01nm。
现在工厂广泛应用的精密测量机器为坐标测量机，精度为微米级或更高。
实验中观察三坐标测量机的精密部件及测量环境，了解测量过程及坐标测量的应用。
四、实验仪器设备
1、LK-G90C三坐标测量机；
2、被测量工件若干。
3、气泵、空调、除湿机等相关设施。
图6.LK-G90C三坐标测量机
附：实验报告
一、实验记录
1.实验仪器及工具
2.实验现象、分析及结论
二、实验思考题
1．比较实验中测量机同普通机床结构中导轨形式、材料，工作台材料等的不同，各自性能如何？
2．精密加工（测量）中，要保证哪些环境条件？为什么？3．举例说明三坐标测量机的应用。
4.体会及认识。
三坐标 教学大纲
三坐标教学大纲三坐标教学大纲引言：三坐标测量技术是现代制造业中一项重要的测量技术，它能够精确测量物体的尺寸、形状和位置，对于保证产品质量和提高生产效率起到了至关重要的作用。
因此，三坐标教学成为了许多工科专业学生必修的一门课程。
本文将探讨三坐标教学大纲的设计和重要性。
一、三坐标教学大纲的设计1.1 课程目标三坐标教学大纲的设计首先需要明确课程的目标。
课程目标应该明确表达学生在学习结束后应该达到的能力和知识水平。
例如，学生应该能够理解三坐标测量的原理和方法，掌握三坐标测量仪器的操作技巧，能够准确测量物体的尺寸和形状等。
1.2 教学内容三坐标教学大纲的设计还需要确定教学内容。
教学内容应该根据课程目标来确定，包括三坐标测量原理、仪器的结构和功能、操作技巧、误差分析等。
同时，还可以结合实际案例和实验，让学生通过实践来加深对知识的理解和掌握。
1.3 学习方法三坐标教学大纲的设计还需要考虑学习方法。
学习方法应该灵活多样，包括理论学习、实践操作、小组讨论、案例分析等。
通过多种学习方法的组合，可以提高学生的学习效果和兴趣，培养学生的综合能力。
二、三坐标教学大纲的重要性2.1 提高学习效果三坐标教学大纲的设计能够提高学习效果。
通过明确课程目标和教学内容，可以使学生在学习过程中有明确的方向和目标，避免盲目学习。
同时，通过合理的学习方法，可以激发学生的学习兴趣，提高学习效果。
2.2 培养实践能力三坐标教学大纲的设计能够培养学生的实践能力。
三坐标测量是一项实践性很强的技术，通过实践操作和案例分析，学生可以加深对知识的理解和掌握，培养实际操作的能力。
这对于学生将来从事相关工作具有重要意义。
2.3 促进创新思维三坐标教学大纲的设计能够促进学生的创新思维。
在教学过程中，可以引导学生思考如何应用三坐标测量技术解决实际问题，培养学生的创新意识和解决问题的能力。
这对于学生的综合素质提升和未来的职业发展具有重要意义。
结论：三坐标教学大纲的设计对于提高学生的学习效果、培养实践能力和促进创新思维具有重要意义。
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三坐标测量实验大纲（结合高等教育公差教学）2009年6月目录实验一坐标测量机认知实验 (3)实验二孔、轴件的测量实验 (6)实验三平面度测量实验 (10)实验四圆锥各尺寸的测量实验 (14)实验五轴键槽对称度测量实验 (18)实验六螺纹孔测量实验 (21)实验一坐标测量机认知实验一、实验目的了解三坐标测量机结构了解三坐标测量机原理了解三坐标测量机维护保养方法二、设备与器材1）三坐标测量机2）测头系统：MH20i或PH10T3）测针：20×ø3mm三、实验步骤1）三坐标测量机结构按机械结构分：a)龙门式——用于轿车车身等大型机械零部件或产品测量；b)桥式——用于复杂零部件的质量检测、产品开发，精度高；c) 悬臂式——主要用于车间划线、简单零件的测量，精度比较低。
按驱动方式结构分：a) 手动型——手工使其三轴运动来实现采点,价格低廉,但测量精度差； b) 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；c) 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，且精度高。
2）三坐标测量机原理将被测物体置于三坐标测量机的测量空间，可获得被测物体上各测量点的坐标值，根据这些点的空间坐标值经过数学运算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置公差。
3）三坐标测量机维护保养方法三坐标测量机作为一种精密的测量机器，如果维护及保养做得及时，就能延长机器的使用寿命，并使精度得到保障、故障率降低。
为使客户更好地掌握和用好测量机，测量机维护及保养规程如下： （1）开机前的准备a.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；b.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。
定期清洗过滤器及油水分离器。
定期检查机床气源上一级空气来源，（空气压缩机或集中供气的储气罐）；花岗岩导轨更要定期检查导轨面状况，所以每次开机前应清洁机器的导轨，用航空汽油擦拭（120或180号汽油）或无水乙醇擦拭。
c.切记在保养过程中不能给任何导轨上任何性质的油脂；输出: X = 2.0 I = 0 D = 4Y = 2.0 J = 0 R = 2Z = 2.5 K = 1d.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；e.开机前检查电源，如有条件应配置稳压电源，定期检查接地，接地电阻小于4欧姆。
(2)工作过程中：a.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针使用寿命；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；b.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；c.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；d.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；e.在工作过程中如果发生异常响声，切勿自行拆卸及维修，请及时与厂家联系，厂家会安排经过严格培训的人员前往，并承诺以最快的速度帮助客户解决问题。
(3)操作结束后a.请将Z轴移动到上方，但应避免测针撞到工作台；b.工作完成后要清洁工作台面；c.检查导轨，如有水印请及时检查过滤器。
如有划伤或碰伤也请及时与厂家联系，避免造成更大损失；d.工作结束后将机器总气源关闭。
实验二孔、轴件的测量实验一、实验目的测量内孔尺寸与轴尺寸误差的方法和特点认真体会“局部实际尺寸（实际误差）”概念二、设备与器材1）三坐标测量机2）测头系统：MH20i或PH10T3）测针：20×ø3mm三、实验原理与方法三坐标测量基本原理就是通过探测传感器（测头）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（如图1-1），然后通过一定的数学计算，完成对所测得点的分析拟合，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（如图1-2），从而完成对被测零件的检验工作。
1-11-2四、实验步骤、方法与注意事项1）首先针对工件选择对应的测头配置，将被测得圆柱孔放置在工作平面如下图（1-3）：1-32）被测件的孔属于基本元素“圆柱”，我们可以设置2种测量方案：方法1、自动测量，需要有被测件的CAD模型。
拥有被测件的CAD模型后打开软件，选择→→。
导入IGES文件，建立好工件坐标系让模型与工件对齐，使用面选择器选择样件的内孔的圆柱面如图（1-4）。
软件将该圆柱面命名为CYL1，我们可以在软件右侧的元素对话框中看见CYL1的圆柱面信息如图（1-5）。
1-41-5软件下方切换到“测量”界面。
点选“圆柱”功能，将CYL1拖入被测元素对话框中，在数显区滚动鼠标滚轮确定测量点数可设置测量点数为8如图1-6，点击“生成测量点”，整体设置可参照图1-7：1-7点击“测量”，设备根据所设置的参数采取被测件孔的空间点位置再通过软件计算还原出被测件的几何元素，这样就得到了孔的实际尺寸输出报告，在软件下方切换到“公差”，点选“直径”公差，将圆柱孔CYL1的实际数据拖入元素名对话框，设置如下图（1-8）：1-8点击“定义公差”完成圆柱孔的公差评估并在右侧的“公差”对话框中生成公差标签TDIAM2。
如下图1-9：1-9切换到测量报告对话框，将TDIAM2的公差标签拖入对话框中就完成了圆柱孔直径的公差报告。
如图1-101-10方法2：手动测量，相对于自动测量操作来说较简单，适用于单一尺寸的快速测量。
在软件下方选择“测量”界面，点选“圆柱”测量功能在选择“统计图”分页功能，用手持器在圆柱孔壁任意取点，取点时注意要让测头的红宝石探头接触圆柱孔面，如果是测头杆接触取得的数据会影响最后的真实数据，每取得一个空间点位置是左下方的数显就会显示如下图1-111-11同样取得8个空间点后点击确认，生成圆柱孔名CYL1，之后的评估操作与方法一相同。
3）测量轴的方法与孔的方法一致，孔与轴都属于基本元素中的“圆柱”。
用三坐标测量机在轴的圆柱面上提取空间的离散点通过软件计算得出被测件的实际尺寸。
五、处理数据实验三平面度测量实验一、实验目的了解平面度的测量原理和方法掌握平面度误差的评定方法二、设备与器材1）三坐标测量机2）测头系统：MH20i或PH10T3）测针：20×ø3mm三、测量原理和方法平面度公差用以限制平面的形状误差。
其公差带是距离为公差值的两平行平面之间的区域。
三坐标在测量平面度时，在平面上采取数个测量点，用测量点以最小二乘法拟合一个平面，包容所有测量点的两个平行平面间的距离为平面度。
这两个平行平面平行于拟合的最小二乘平面。
最小二乘法的原理是，所有测量点距离拟合元素（平面、直线、圆、圆柱）的距离的平方和最小。
如图2-12-1（两平面的距离为被测平面的平面度）四、实验步骤、方法与注意事项1）针对工件选择对应的测头配置，粗糙度不同的平面，对平面度的要求是不一样的。
粗糙度越大的平面，最好尽量选择直径较大的探针。
2）导入CAD模型：选择→→。
导入IGES文件，建立好工件坐标系让模型与工件对齐，使用面选择器选择样件的上表面作为实验案例如图2-2，红色高亮部分为待测区。
2-23）规划测量路径：从上述的三坐标对平面度的测量原理得知，测量点数越多反应的被测平面的平面度越真实。
因此根据被测平面的长宽为80X80，我们可以编辑一个栅格点的测量路径，示意图如2-3。
也可以把我们从CAD上选取的平面PLN1拖入“测量”模块的“面”功能，在数显取设置测量点数为80后点击“生成测量点”设置如图2-4，检查生成的测量路径如图2-5，点击“测量”完成测量步骤2-3 2-52-44）评估平面度：切换到“公差”模块的“平面度”功能，拖入已测量的实际平面PLN1到元素名如图2-5，输入公差带0.02点击“定义公差”确认设置，完成被测平面的平面度公差评估。
2-5五、数据处理三坐标的平面度计算方式与以往所熟悉的计算方法不一样，不需要使用计算法、作图法、对角线发等求取平面度的误差值。
都是通过软件自动计算出被测面得平面度公差，我们只需要输出公差报告就可以直观看出平面误差的“图形错误报告”。
步骤如下：1）切换到测量报告对话框，将TFLAT1的公差标签拖入对话框中。
2）切换到图形错误报告对话框，将面PLN1拖入对话框中，软件将以彩色云图的表现方式表示平面的趋势如图2-6，点击将图形错误报告导入到测量报告对话框中。
☆测量报告见附页附页实验四圆锥各尺寸的测量实验一、实验目的了解圆锥配合中的基本参数熟悉使用三坐标测量机测量圆锥各尺寸的测量方法二、设备与器材1）三坐标测量机2）测头系统：MH20i或PH10T3）测针：20×ø3mm三、测量原理和方法在圆锥体的测量中，必须熟悉影响圆锥互换性的几个基本参数，主要有圆锥面、圆锥角（ɑ）、圆锥直径（D，d，dx）、圆锥长度（L）、锥度（C）如图3-1.三坐标测量机在测量圆锥基本参数时，主要是获取圆锥面上的离散的空间点，然后通过一定的数学计算，还原出圆锥面。
再获取圆锥2个端面的面信息，通过构造在软件中生成被测圆锥的CAD图形，就可以从CAD图形上获取圆锥的几个基本参数。
四、实验步骤、方法与注意事项1），以图3-1被测件上的圆锥台为例，测量出它的基本参数。
分析被测件我们可是使用20×ø3mm测针，测头角A为30 B为180。
标定测头，将被测件固定在工作台上如图3-23-13-22）使用面选择器选择被测件上的圆锥面如图3-3，软件自动命名圆锥面为CON1，将CON1拖入“测量”模块的“圆锥”功能，在数显取设置测量点数为15后点击“生成测量点”。
检查生成的测量路径如图3-4，点击点击“测量”完成测量步骤3-23-43）通过观察发现测量出的实际圆锥与理论圆锥的的高度不一致如图3-5，可以测量出圆锥的2个端面通过构造得出实际圆锥的CAD数据。
使用面选择器选择被测圆锥的2个端面如图3-6，测量出PLN1和PLN2。
3-53-6切换到“构造”模块，选择“边界”功能，将CON1拖入被限制的元素对话框中，将2个端面PLN1和PLN2拖入边界元素对话框中如图3-7，点击“添加结果”完成实际圆锥的CAD构造。
4）得到实际圆锥的CAD数据后，切换到“公差”模块的“锥角”功能，拖入已测量的圆锥CON1到元素名对话框如图，输入上公差、下公差分别为0和-0.1，点击定义公差完成圆锥角的评估。