三坐标测量仪(CMM)用于碰撞试验中车身测量时测量结果的不确定度
三坐标测量仪(CMM)用于碰撞试验中车身测量时测量结果
的不确定度
吕恒绪;龙海靖;李充
【期刊名称】《军事交通学院学报》
【年(卷),期】2009(011)002
【摘要】介绍了三坐标测量仪在汽车碰撞试验中对车身测量时测量结果的不确定度评定,根据测量不确定度的理论与方差合成定理,提出了三坐标测量仪测量结果的不确定度数学模型,分析了不确定度的来源及对测量结果的影响,最后给出了测量结果的不确定度.
【总页数】4页(61-64)
【关键词】不确定度;三坐标测量仪;碰撞试验
【作者】吕恒绪;龙海靖;李充
【作者单位】中国汽车技术研究中心,天津,300162;中国汽车技术研究中心,天津,300162;中国汽车技术研究中心,天津,300162
【正文语种】中文
【中图分类】U463.82+1;O4-34
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1.基于三坐标测量仪测量角度及不确定度分析 [J], 范爽; 艾兆春
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4.外螺纹螺距测量仪示值误差测量方法及测量结果不确定度评定 [J], 赵文杰; 李云涛
三坐标测量机操作规程
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
三坐标测量技术基础
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
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
关于三坐标测量机的九个常见问题
关于三坐标测量机的九个常见问题 一、什么是三坐标测量机？ 我们通常所说的三坐标测量机是指：通过探头系统与工件的相对移动，探测工件表面点三维坐标的测量系统。它的英文名称为 COORDINATE MEASURING MACHINE简称（CMM），又称三坐标测量仪或三次元。 二、环境温度对三坐标测量仪的测量结果影响大吗？ 三坐标测量机是集光、机、电、计算机及控制技术于一身的复杂的测量系统，因此影响其测量结果不确定的因素较多，但对于中、小型坐标来说，环境温度偏离标准测量温度（20℃）是影响其测量结果不确定度的主要因素。为了使三坐标能够测出准确的结果，应将环境温度严格地控制在坐标机说明书要求的范围内。 二、三坐标测量仪需要进行哪些项目的校准？复校间隔多长？ 目前三坐标的校准依据是JJF1064-2000《坐标测量机校准规范》，规范中规定校准项目是：长度测量示值误差和探测误差。建议复校间隔一年。 三、三坐标测量仪需要进行哪些项目的校准？复校间隔多长？ 目前三坐标的校准依据是JJF1064-2000《坐标测量机校准规范》，规范中规定校准项目是：长度测量示值误差和探测误差。建议复校间隔一年。 四、三坐标测量仪何时需要校准21项误差？ 21项误差是三坐标坐标机准确度的基础，其校准是比较复杂的。规范中虽未列入，但在以下情况，21项误差的校准是必要的：新机验收时；长度测量误差校准结果超差时；坐标机搬动后；坐标机修理后。 五、校准三坐标测量机需要哪些设备？ 校准三坐标需要的标准器有：相应等级的尺寸至1000mm量块；激光干涉仪；电子水平仪；方角尺；标准球等
六、什么是5D激光干涉仪？ 5D激光干涉仪是美国API公司专为数控机床和坐标机的检测而设计生产的激光干涉仪。与其它激光干涉仪相比，它突出的特点是：一次安装调整可同时测量定位误差、两个方向的直线度误差和两个方面和角度误差。通过转向棱镜，还可测量三个轴相互之间的垂直度。配上电子水平仪就可以测量滚摆。从而轻松完成21项误差的测量 七、什么是三坐标测量仪的21项误差？ 三坐标有三个可运动的轴，每个轴都有1项定位误差、5项几何误差。几何误差包括：两个方向的直线度误差、两个方向的角度误差。三个轴共有18项，加上三个轴相互之间的垂直度，共有21项误差。这21项误差是坐标机测量结果不确定度的另一主要因素 八、三坐标测量机的探测系统对测量结果有影响吗？ 我们知道，三坐标在测量时，是由探头接触被测工件后发出信号，再由控制系统和计算机把测头此时的坐标位置采集下来，而后进行必要的计算，得出我们所需要的测量结果。目前大部分坐标机的探头都是开关型的，其设计原理导致其在不同位置进行探测时开关接触点不同，由此带入了探测误差。这项误差对坐标机测量结果不确定度有直接影响。因此，希望这项误差越小越好。 九、有关三坐标的计量检定？ 依据JJF1064-2000，建议客户进行长度测量示值误差、探测误差和工作台平面度的校准长度测量示值误差在沿X、Y、Z三个轴的方向上四个空间对角线方向上，共105点。客户也可选择用5D激光干涉仪进行单轴示值误差校准，用量块进行空间对角线示值误差校准。 用三坐标的探头对标准球进行不同方位的25点测量，记录25点的坐标。用全部25个测量值计算出最小二乘球的中心，25个测量点到球心坐标的距离差的最大值即为探测误差 用坐标机的平面测量程序测量坐标机自身工作台的平面度，测量点 25-49点。 当客户需要进行21项误差校准时，需事先声明，将在上述方案的基础上加测21项误差。 以上由三坐标测量机博客总结自互联网，更多三坐标故障分析资料点这里。
三坐标测量机操作规范
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。
三坐标角度示值的不确定度评定报告(47BQD-01-2017)
测 量 不 确 定 度 报 告 47BQD-01-2017 1目的 为了验证产品角度尺寸与设计值的符合性，需要对产品的角度尺寸进行测量，三坐标测量机测量分辨率高是一种有效的测量设备。根据JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》对三坐标测量机的角度测量进行测量不确定度评定。 2依据 GB/T3177-2009 产品几何技术规范（GPS)光滑工件尺寸的检验 3适用范围 用单一材料或层积材料制成的有一定刚性的产品，产品尺寸在设备测量范围以内。 4方法概要 采用三坐标测量机对任意工件（本例中采用二级角度40°量块）在标准环境（温度20±2℃，湿度＜65％）中，进行测量，在直角坐标系空间的有效量程上，记录三坐标测量机示值，各机器平面测量三次，得到9组读数，将读数作为测量结果。 5数学模型 由测量的方式，建立数学模型如下：（采用40°的量块） i i T M = （i ＝1,2…9） 式中：i M ——测量结果，i T ——三坐标测量机的读数 6使用的计量器具、标准物质和仪器设备 ① 三坐标测量机，该设备的分辨率为0.5μm ，假定三角分布，k ＝61/2 ② 三坐标测量机，该设备的校准证书指出最大允许示值误差（MPE E ）为 8.0+7.5L/1000 (μm ) ，在本例中L ≤70mm ，得MPE E =8.525μm ，假定均匀分布，k ＝31/2； ③ 三坐标测量机，该设备的校准证书指出最大允许探测误差（MPE P ）为
8.0μm，假定均匀分布，k＝31/2。 ④三坐标测量机，该设备说明中设备轴间垂直度允差为0.0005°，假定 为均匀分布，k=31/2。 7测量结果M及典型值 用40°角度量块进行9次测量结果如下： XY面YZ面ZX面 读数1 读数2 读数3 读数4 读数5 读数6 读数7 读数8 读数9 40.0014 39.9987 40.0025 39.9995 40.0009 39.9971 39.9988 39.9980 39.9991 平均值： 39.9996° 8不确定度分量的识别、分析和量化 按照数学模型及方法概要，其不确定度来源有5方面： ① M的测量重复性u1 (M)（8.1） ②三坐标测量机的分辨率引入的标准不确定度u2 (M)（8.2） ③三坐标测量机的最大允许示值误差引入的标准不确定度u3 (M)（8.3） ④三坐标测量机的最大允许探测误差引入的标准不确定度u4(M)（8.4） ⑤三坐标测量机的轴间垂直度允差引入的标准不确定度u (M) (8.5) 5 8.1 测量重复性u1(M) 用40°角度量块进行9次测量重复性，贝塞尔公式计算单次测量标准差 s(M)=[∑M i2/(n-1)]1/2= 0.001726° u1(M)＝s(M)/ 91/2＝ 0.0005754° 8.2 设备的分辨率引入的标准不确定度u2(M) 考虑设备在根据测点构造矢量时，因设备的示值误差±0.5μm会发生角度偏差，在L=70的长度内，设测点间距为60mm，角误差即为±0.0009549°，双矢量则为：±0.001910°,假定为三角分布，k＝61/2， u2(M)＝0.001910°/61/2=0.0007797° 8.3 设备的最大允许示值误差引入的标准不确定度u3(M) 设备的最大允许示值误差是MPE E=8.525μm, 同样在L=70的长度内，设测点间距为60mm，角误差即为：0.01628°，双矢量则为：0.03256°，
三坐标测量机操作规范标准[详]
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。
三坐标测量机的介绍及应用领域
三坐标测量机的介绍及应用
摘要：我公司是专业提供机械测量解决方案的服务提供商，包括三坐标测量、径向跳动测量等。根据我们多年为客户提供服务的实战经验，本文就三坐标测量机的定义，测量原理，测量方法，以及应用等内容进行详细的讲解。 一、三坐标测量机的介绍 三坐标测量机(Coordinate Measuring Machine, CMM) 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，又称为三坐标测量仪或三次元。 二、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、三坐标使用方法： CMM按测量方式可分为接触测量和非接触测量以及接触和非接触并用式测量，接触测量常于测量机械加工产品以及压制成型品、金属膜等。本文以接触式测量机为例来说明几种扫描物体表面，以获取数据点的几种方法，数据点结果可用于加工数据分析，也可为逆向工程技术提供原始信息。扫描指借助测量机应用PC- DMIS软件在被测物体表面特定区域内进行数据点采集。此区域可以是一条线、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。扫描类型与测量模式、测头类型及是否有CAD文件等有关，状态按纽（手动/DCC）决定了屏幕上可选用的“扫描”（SCAN）选项。若用DCC方式测量，又具有CAD 文件，那么扫描方式有“开线”（OPEN LINEAR）、“闭线”（CLOSED LINEAR）、“面片”（PATCH）、“截面”（SECTION）及“周线”（PERIMETER）扫描。若用DCC方式测量，而只有线框型CAD文件，那么可选用“开线”（OPEN LINEAR）、“闭线”（CLOSED LINEAR）和“面片”（PATCH）扫描方式。若用手动测量模式，那么只能用基本的“手动触发扫描”（MANUL TTP SCAN）方式。若在手动测量方式，测头为刚性测头，那么可用选项为“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。 注意事项： 正确使用三坐标测量仪对其使用寿命、精度起到关键作用，应注意以下几个问题： 1、工件吊装前，要将探针退回坐标原点，为吊装位置预留较大的空间；工件吊 装要平稳，不可撞击三坐标测量仪的任何构件。 2、正确安装零件，安装前确保符合零件与测量机的等温要求。 3、建立正确的坐标系，保证所建的坐标系符合图纸的要求，才能确保所测数据 准确。 4、当编好程序自动运行时，要防止探针与工件的干涉，故需注意要增加拐点。
三坐标测量机不确定度
三坐标测量机示值校准结果不确定度的评定 1. 测量方法（依据JJF1064-2004《坐标测量机校准规范》） 尺寸测量校准方法的原理，是通过比较5个不同长度的尺寸实物标准器的校准值和指示值，评价测量尺寸的坐标测量机是否符合规定的最大允许示值误差MPE E 。5个尺寸实物标准器放在测量空间的7个不同的方向或位置，各测量3次，共进行105次测量。大值与最小值的。 2. 数学模型 对标准器进行测量，得到的测量长度值为 E L L L t L L L S S S +?-?-?-?+=321α 其中S L 标准器的校准长度，1L ?为标准器形状误差等因素引起的误差，2L ?为长度稳定性引起的误差，3L ?为测量重复性引起的误差，S α为标准器的热膨胀系数，t ?为标准器温度对20℃的偏差，E 为坐标测量机的示值L 的误差。 3. 灵敏度系数 11/1≈?+=??=t L L c S S α t L L L c S S ?=??=/2 S S L t L c α=???=)(/3 1)(/14-=???=L L c 1)(/25-=???=L L c 1)(/36-=???=L L c 1/7=??=E L c 4. 标准不确定度 1u 为标准器校准值S L 的标准不确定度，2u 为标准器热膨胀系数s α的标准不确定度，根据标准器的校准证书确定标准不确定度值。 3u 为标准器温度测量的标准不确定度，由于标准器的温度测量是坐标测量机上的功能，测量误差是坐标测量机示值误差的一部分，与校准方法无关，不予单独考虑。 4u 为标准器的长度变动量引入的标准不确定度。 5u 为标准器的长度稳定度引入的标准不确定度。 6u 为测量重复性引入的标准不确定度。 7u 为坐标测量机示值误差的标准不确定度，也是坐标测量机的测量示值误差的组成部分，与校准方法无关，不予单独考虑。 5. 合成标准不确定度 []2/12625242221)(u u u tu L u u S c +++?+=。 取两个长度，确定不确定度的系数，以bL a u c +=的形式给出。 6. 扩展不确定度
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;
传感器在三坐标测量仪中应用
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。
三坐标测量机的论述及发展前景
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/48678160.html, 三坐标测量机的论述及发展前景 作者：刘晓青 来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2015年第11期 摘要：三坐标测量机的问世，不仅解决了复杂零件研制急需先进检测仪器和检测技术的 难题，而且还迎合了产品更新节奏的加快，对产品检测速度的要求，因此三坐标在测量领域得到广泛的应用，体现出它的重要性和广阔的发展前景。 关键词：三坐标；现状；趋势；不足；前景 目前三坐标测量仪主要用于机械、航空航天、汽车零部件、五金、模具等行业的轮廓和表面形状尺寸、角度及位置、齿轮、凸轮、蜗轮、蜗杆、叶片、曲线、曲面测量，也可以对工件的尺寸、形状和形位公差进行精密检测，从而完成零件检测、外形测量、过程控制等任务。在实际的生产、加工、检验方面起着举足轻重的作用。世界上第一台三坐标测量机是在1959年英国诞生的。如今据统计三坐标测量机的年销售增长率在7%-10%。目前，国内外三坐标测量机正迅速发展，品种规格已达300种以上。而三坐标测量机的意义在于针对工件需求进行空间测量，弥补传统测量方法以满足生产需要；顺应自动加工线优势，加快了对复杂工件的检测；方便快捷的对大批量工件进行高精度，低误差，高效率的检测，并且可反向工程，为加工工件提供了准确快捷的数据。 三坐标测量机可定义为“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”。三坐标测量机的探测头可以在空间沿X、Y、Z三个轴向移动，其它位置以直角标或极坐标表示，测量工件时立方体的五个面皆可测量，无需变换工件位置，如果加装了适当夹具和特殊测头，则第六面也可进行测量。它可以在工件的任何位置，设定工作坐标系原点，并且以间接主算法计算出测量结果，三坐标的测量方式是以电脑数据处理机，快速准确的计算出测量值，配合教 导程式使坐标测量机的测理工作自动化，它取代了传统测量方式，不仅提高了检验准确度，而且对于高精度产品可以百分之百检验，可以胜任检测困难度高的复杂工件的测量，保证精确的数值，大幅度减小了检验的时间、费用和人力，增加了测量效率。 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。我国是20世纪70年代才开始引进、研制三坐标测量机的，现如今国内主要的生产厂家中有西安爱德华测量设备股份有限公司、青岛海克斯康测量技术有限公司、北京303所、智泰集团等，但是同国外相比还是有一定差距，主要体现在：三坐标系列品种较少，新产品开发周期长，原件和材料配套难，生产成本高；电控系统和传动系统可靠性较差；多数厂家没有独立自主的技术，大多数高精度零件全凭进口；软件创新开发和更新力度不够等问题。
三坐标测量机培训教程
三坐标测量机基础 培训教程 无锡职业技术学院 2008 年6 月
前言 机械设计、制造及检测是机械工程领域的三大技术支柱及研究内容。随着计算机辅助技术的发展，计算机辅助设计、制造及检测的应用日益普及，尤其是计算机辅助设计和制造技术，在目前的机械类课程教学中起到越来越重要的作用。 随着我国机械工业的迅速发展和市场竞争的日益激烈，计算机辅助检测技术作为提高产品质量的重要手段以及逆向工程技术的发展，也日渐形成为一门独立的学科获得了迅速的发展。在工业应用上，各种计算机辅助检测工艺及系统推陈出新。除传统的三坐标测量机外，近几年发展起来许多新的检测工艺如激光扫描测量、影像测量、照相测量等等。检测设备除传统的台式机外，还涌现了关节臂式、手持式等测量设备。而目前高校机械工程教学中对检测领域的教学还仅限于传统的工具阶段，虽有“互换性及技术测量基础”，“几何量精度设计与检测”，“形状与位置公差”等与检测相关的课程，但这些课程的教学还局限于传统的游标卡尺、千分尺、水平仪等简单检测工具的教学。对基于计算机辅助检测技术的新一代高精度、高柔性、数字化的检测原理及工业应用领域几乎没有涉及。显然这是今后机械和仪器仪表类课程教学和改革中必须加强的内容，以提高学生的实际动手能力和适应社会需要的能力。 本校本教程过小容负责编辑整理，在编写过程中得到了三坐标测量机生产厂家其他有关高等院校和职业技术学院的大力支持与帮助，同时还参阅了几十种相关的书籍及其他文章资料，谨在此予以致谢。由于编者的水平所限，书中难免存在着缺点或疏漏，恳请批评指正。
目录 第一章计算机辅助检测技术概论 1.1 计算机辅助检测的基本概念 1.2 计算机辅助检测技术与系统 1.3 三坐标测量机 1.4 计算机辅助检测技术的应用 1.5 计算机辅助检测技术的发展趋势 1.6 标准球定义与检验 1.7 几何元素构造 第二章三坐标测量软件MWorks-DMIS简介 2.1 MWorks-DMIS 软件的主要功能特性 2.2 MWorks-DMIS 软件的安装与启动 2.3 MWorks-DMIS 软件的用户界面 2.4 软件的环境、视图与窗口 第三章三坐标测量机测头系统配置 3.1 分步式配置测头系统 3.2 向导式创建测头系统 第四章三坐标测量机坐标系的建立与变换 4.1 坐标系的建立 4.2 坐标系的旋转、平移、清零与转换 4.3 坐标系的存储、调用与删除 第五章零件几何特征的测量 5.1 点线面测量 5.2 圆圆柱圆锥的测量 5.3 球椭圆的测量 5.4 曲线曲面的测量 5.6 点云与数模对比测量 第六章几何特征的构造 6.1 求交
三坐标测量机的组成
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
三坐标测量机的工作原理及适用范围
三坐标测量机的工作原理及适用范围 三坐标测量机，也称为CMM ，是典型的现代化仪器设备，它由机械系统和电子系统两大部分组成。涵盖了几乎所有的普通尺寸测量，数据处理，外形分析等现代测量任务。 1、三坐标测量机的工作原理 三坐标测量机是基于坐标测量的通用化数字测量设备。它首先将各被测几何元素的测量转化为对这些几何元素上一些点集坐标位置的测量，在测得这些点的坐标位置后，再根据这些点的空间坐标值，经过数学处理方法求出其尺寸和形位误差。如图所示，要测量工件上一圆柱孔的直径，可以在垂直于孔轴线的截面I 内，触测内孔壁上三个点（点1、2、3），则根据这三点的坐标值就可计算出孔的直径及圆心坐标O I ；如果在该截面内触测更多的点（点1，2，…，n ，n 为测点数），则可根据最小二乘法或最小条件法计算出该截面圆的圆度误差；如果对多个垂直于孔轴线的截面圆（I ，II ，…，m ，m 为测量的截面圆数）进行测量，则根据测得点的坐标值可计算出孔的圆柱度误差以及各截面圆的圆心坐标，再根 据各圆心坐标值又可计算出孔轴线位置；如果再在孔端面A 上触测三点，则可计算出孔轴线对端面的位置度误差。由此可见，CMM 的这一工作原理使得其具有很大的通用性与柔性。从原理上说，它可以测量任何工件的任何几何元素的任何参数。 2 1 Z Y X 3 O I A O I
2、三坐标测量机的使用范围 2.1．几何尺寸测量：可完成点、线、面、孔、球、圆柱、圆锥、槽、抛物面、环的几何尺寸测量，同时可测出相关的形状误差。 2.2．几何元素构造：通过测量相关尺寸，可构造出未知的点、线、面、孔、球、圆柱、圆锥、槽、抛物面、环等，并计算出它们的几何尺寸和形状误差。 2.3．计算元素间的关系：通过测量一些相关尺寸，可计算出元素间的距离、相交、对称、投影、角度等关系。 2.4．位置误差检测：可完成平行度、垂直度、同轴度、位置度等位置误差的测量。 2.5．几何形状扫描：用DEA公司提供的SCAN3D软件包可对工件进行扫描测量。 3、三坐标测量机的优劣势 3.1. 优点：非常适合普通尺寸的测量； 测量简单，精确，可靠，柔性较好； 通过后续不同的数据处理软件包可以实现不同的分析功能； 3.2. 缺点：造价比较昂贵； 不适合做大范围的动态测量； 频响不可能太快 4、参考文献及资料： 张国雄《三坐标测量机》天津大学出版社，1999 施文康余晓芬《检测技术》机械工业出版社，第三版 余连栋李维诗《坐标测量技术》(双语课堂)
三坐标测量机综合误差测量不确定度
坐标测量机长度测量示值误差不确定度分析 1 测量方法 依据坐标测量机校准技术规范JJF1064-2000, 坐标测量机的长度测量示值误差是采用量块进行校准, 一般要沿X 轴、Y 轴、Z 轴三个方向和空间四个对角线方向放置量块。将量块的实际长度与坐标测量机所测的结果进行比较，从而得到坐标测量机的长度测量示值误差。由于坐标测量机测量空间不同点的测量不确定度不同，不同的测量方案对测量结果的不确定度也有不同的影响，本文讨论坐标测量机自动测量沿空间对角线放置量块的不确定度，并以标称长度为100 mm 和1000 mm 的量块为例估算不确定度，最后得到与标称长度L 有关的扩展不确定度。 2 数学模型 δ=R －L （1） 式中: δ──坐标测量机的长度测量示值误差； R ──坐标测量机测量量块的读数； L ──对应的量块实际长度。 3 方差和灵敏系数 依: )(][)(222 k k m 1 k c x u x f/y u ??=∑= 由式（1）有 )()()()()(222222L u L C R u R C u u c c ?+?=δ= 式中 C (R )=R ?δ?/=1 C(L)=L ?δ?/-1 则 )()(222 L u R u u c += （2） 由长度测量示值误差的数学模型，根据不确定度的传播公式得到长度测量示值误差的标准不确定度是由坐标测量机读数引起不确定度分量u (R )和量块引起不确定度分量u (L )两大部分组成。 4 不确定度的来源及估算 4.1 坐标测量机读数引起不确定度分量u (R ) 坐标测量机读数引起不确定度主要是坐标测量机的测量重复性。为了获得测量机沿空间测量的重复性，可将长度为20 mm 的量块沿空间对角线放置，编制测量机检测编程，让测量机自动重复测量该量块10次，得到一组测量误差 x 1,x 2,…,x 10如下表1，按式(3)得到实验标准偏差s, 则u (R )可由式（4）求得。 表1 测序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 误差（μm ） +1.0 +1.3 +1.4 +1.3 +1.6 +1.6 +1.6 +1.4 +1.5 +1.3 19.0)101(91101101 2 =-=∑∑==i i i i x x s μm （3）