三坐标基础知识
三坐标基础知识
定球时将测头角度转到A0B0 ，在标准球顶部大致 中心位置采一个点 ，单击屏幕上的确定按钮 ，此 时软件开始自动进行定球操作 ，直到软件提示 “定球成功 ”，完成定球 3.测头角度校验
为什么要校验测头？
1、使软件得到测针宝石球的“等效直径 ”， 自动 进行“测头半径的补偿 ”。
2、使软件建立不同测头位置的关系矩阵 ，使我们 调用不同测头位置进行测点时 ，都通过矩阵转换
通过以上特征的构造都可以确定一个完 整的坐标系
8.程序执行中注意观察是否有采点不到 位的地方(例如毛刺 ，加工面加工不到位等）
9.程序执行结束检查报告中是否有异常， 对于异常尺寸要再次确认
10.执行单段程序检查当前坐标系是否与 该段程序要求的相同
产品上容易造成的采点异常
加工不到位
孔内铝屑粘在宝石球上
孔内带铝 屑
怎么得到图上P点的坐标，有哪些方法？ 测量图中孔的I,J,K分别等于多少? I= — 0.809，J=0.5878，K=0
测座型号：PH10MQ
转接头型号：PAA1x32_TO_M8 传感器型号：TP20_TO_AG 吸盘型号： TP20_SF_M2(标准测力) 这些参数可在设备的测头测座部分查看得到
4） 、装配顺序
装配顺序为： 测座——转接头——传感器——吸盘 长杆（可不装配） ——测针
测座
______________ 器
C.标准球直径 ，根据标准球校准证书的实测
值进行设置 ，我司两台爱德华设备标准球直 径分别为25.0023和25.0027
2.定球
定球： 确定标准球在机器坐标系下的空间位 置便以测头校正
定球只能用软件默认的测头文件名称的装配 进行校正 ， 否则无法完成定球操作 。默认的 测头文件名称为“DEFAULT ”，装配可自行 定义。
三坐标基础知识[小编整理]
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三坐标基础知识[小编整理]第一篇：三坐标基础知识三坐标基础知识1。
坐标测量机：由三个运动导轨，按【笛卡儿坐标系】组成的具有测量功能的测量仪器，称为坐标测量机，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。
2。
坐标测量机的原理：几何量测量是以【点】的坐标位置为基础的，它分为一维、二维和三维测量。
坐标测量机是一种几何量测量仪器，它的基本原理是将被测零件放入它容许的测量空间，精密地测出被测零件在X、Y、Z三个坐标位置的数值，根据这些点的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，经过数学计算得出形状、位置公差及其他几何量数据。
坐标测量机的特点及主要用途：从理论上讲，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）4。
坐标测量机的主要结构有哪几种形式，各有何优缺点主要分为桥式、悬臂式、水平臂和龙门式（也称门架式）。
桥式坐标测量机：使用最多的一种机器，使用于中等测量空间，精度高。
随着测量机自动化程度的提高，在小尺寸测量中用得很广。
【分类：活动桥式测量机：采用的最多的一种结构型式。
它可完成中型到大型零件的测量任务，测量准确度较高。
相对悬臂式而言，测量的开敞性不好。
固定桥式测量机：高精度测量机通常采用这种结构。
】悬臂式测量机：这种结构刚性好，操作方便，测量精度高，是小测量空间的测量机的典型形式。
水平臂式测量机：是大测量范围、低精度坐标测量机的典型形式。
但其操作性能很好，由于其移动质量小，因而非常快速。
在称为“测量机器人”中经常是这种形式测量机。
龙门式测量机：是超大型机器，水平轴最大可到数十米，由于其刚性要比水平臂式好得多，因而对大尺寸而言具有足够的精度。
三坐标基础知识
测座——转接头——传感器——吸盘——加长杆
（可不装配）——测针
3）、定义测头文件
定义测头文件名称时软件规定必须以英文 字母开头例如：A310
原则上字母开头后就行，但为了便以直观
的知道加长杆和测针的装配情况，最好将
名称命名成可表达出软件中测头装配的情况 的样式，例如：TP4BY40，“4”表示测头 宝石球直径，“40”表示测针加加长杆总长 度。我司两台爱德华三坐标设备测座、转接
4、软件中测座、测头、加长杆、测针设置正确（测杆 长度输入正确），测头使用位置定义正确（避免使 用时发现缺项，宁多无少）。标准球直径输入正确 （必须是校准证书或合格证中的真实值），测头校 正速度设置与测量时一致。
5、单个测头位置校正，注意观察测针直径和标准偏差， 测针直径应与平时校正相近且重复性好，标准偏差 尽量小，（测头前加长杆长时，直径小，偏差大）。 6、多个测头位置校正时，除要观察以上结果外，还要 用校正后的各个测头位置测量标准球，观察球心坐 标值的变化，数值应与示值误差或探测误差相近。 7、如果以上校正过程中数值相差比较大，应重点检查 测座、测头、测针、标准球的安装是否牢固和清洁。
转接头
传感器 吸盘 加长杆和测针
软件中定义测头文件时为： PH10MQ——PAA1x32_TO-M8——TP20_TOAG——TP20-SF-M2——EXTEN(加长杆，可 无）——BALL(测针) 例如定义TP4BY40测头文件： PH10MQ PAA1X32_TO_M8 这部分唯一 TP20_TO_AG TP20-SF-M2 M2_3X20_M2 M2_4X20
应重点关注
1.观察产品的形状和检测部位确定装夹方式
尽可能在一次装夹中全部检测
三坐标测量基础知识知识讲解
0.0001
0.0002
0.0002
0.0003
0.0019
0.0038
0.0057
0.0076
0.0077
0.0154
0.0231
0.0309
0.0176
0.0353
0.0529
0.0709
0.0321
0.0642
0.0963
0.1284
6.00
0.0005 0.0115 0.0463 0.1058 0.1925
Z
10
Y
5 10
5
X
0 | | | | 5 | | | |10
校正坐标系
校正坐标系是建立零件坐标系的过程。通过数学 计算将机器坐标系和零件坐标系联系起来。
1、零件找正
找正元素控制了工作平面的方向。
2、旋转轴
旋转元素需垂直于已找正的元素，这控制着轴线相对 于工作平面的旋转定位。
3、原点
定义坐标系X、Y、Z零点的元素。
2维/3维: 3维
输出 X = 5 Y = 5 Z = 5
Y
5
基本几何元素
直线 Z
最小点数: 2
位置:
重心
矢量: 第一点到最后一点 5 2
1
Y
形状误差: 直线度
2维/3维: 2维/3维
5
输出 X = 2.5 I = -1 Y=0 J=0 Z=5 K=0
X
5
基本几何元素
圆
最小点数: 3
位置:
中心
矢量*: 相应的截平面矢量
Y = 2.50 J = 0.000
Z = 3.33 K = 0.707
3
X
5
基本几何元素
三坐标测量知识点总结
三坐标测量知识点总结
一、坐标系
坐标系是指用来定位一个点位置的参考系统。
常见的坐标系有直角坐标系、极坐标系、三维坐标系等。
在三坐标测量中，通常使用的是三维坐标系。
三维坐标系由三个相互垂直的坐标轴构成，分别是x轴、y轴和z轴。
x轴和y轴在平面上，z轴垂直于平面。
二、坐标变换
在实际测量中，常常需要把一个点的坐标从一个坐标系转换到另一个坐标系。
这就涉及到坐标变换的问题。
坐标变换的基本原理是通过旋转、平移和缩放等方法将一个点在不同坐标系下的表示相互转换。
在三坐标测量中，常见的坐标变换方法有欧拉角、四元数、矩阵变换等。
三、测量仪器
在三坐标测量中，常用的测量仪器有全站仪、GPS、测距仪等。
全站仪是一种多功能的测量仪器，它可以同时测量水平角、垂直角和斜距，并且可以通过计算得出点的三维坐标。
GPS可以通过卫星信号定位确定点的三维坐标。
测距仪可以测得点到测量仪器的距离，结合水平角和垂直角可以计算出点的三维坐标。
四、误差分析
在三坐标测量中，测量误差是不可避免的。
误差的产生可能源于仪器精度、环境条件、人为因素等。
对误差进行分析和控制是保证测量精度的重要环节。
常见的误差分析方法有残差分析、最小二乘法等。
综上所述，这四个方面是三坐标测量中的重要知识点。
通过学习这些知识点，可以掌握三坐标测量的基本原理和方法，为实际工程测量提供技术支持。
三坐标基础知识
一、机器的组成
1、主体 alpha 20.33.10(长.宽.高)
2、控制系统
3、探测系统
4、软件 PC-DMIS CAD模块
二、软件的应用
1、测头的选择
（1）打开软件---新建（毫米）
（2）插入---硬件定义---测头（在没有弹出测头校验对话框时选择）
测头的定义：测座（PH10MM）+转接（egCONWERT30MM_TO_M8THRD）+（加长杆）+测头（由传感器和吸盘组成）（PROBE_TP20）+(加长杆)（EXTEN20(10)MM）+测针（TIP4BY20MM）如图（1-1）
<注意：加长杆+测针<=60mm>
图1-1
2测头校验
(1)添加角度
（2）测量
默认选择---测量。
三、建立零件坐标系
3-2-1法建立坐标系
面-线-点、面-圆-圆、面-面-面
建立坐标系的三个步骤：零件找正，旋转轴，设置远点。
1、测量平面，找正零件，即确定第一轴线。
2、有了第一轴线和参考平面就可以进行建立坐标系的第二步：旋转轴来确定第
二轴。
3、再以第一步的找正后的平面来定坐标原点。
（1）面-线-点法建立坐标系
按照以上的步骤：
（2）面-面-面法建立坐标系（对一般的模具都是用这一方法）
！、第一先要关于平面的找正然后再开始建立坐标系
三、自动测量
特殊的地方：
1圆柱：内圆柱长度向下为正
外圆柱长度向下为负
2圆锥：内圆锥长度向下为负
外圆锥长度向下为正
3圆：内圆深度向下为正
外圆深度向下为负
潘学义 2012.3.5。
三坐标基础知识
三坐标基础知识摘要：本文介绍了三坐标测量中的基础知识，包括三坐标测量原理、常用术语以及数据处理方法。
三坐标测量是一种精确测量技术，可以用于测量物体的尺寸、形状和位置等参数，广泛应用于制造业、汽车工业以及航空航天等领域。
1. 引言三坐标测量是一种基于数学几何和物理原理的测量方法，通过测量物体在三个坐标轴上的位置，来确定物体的尺寸、形状和位置等参数。
三坐标测量广泛应用于工程领域，是一种非常重要的测量技术。
2. 三坐标测量原理三坐标测量的原理基于数学几何和物理原理，通过测量物体在三个坐标轴上的位置，来确定物体的尺寸、形状和位置等参数。
三坐标测量仪通常由测量头、测量座和计算机等组成。
测量头可以在三个坐标轴上移动，并进行测量。
测量座是测量头的支撑，提供稳定的测量环境。
计算机负责收集、处理和分析测量数据。
3. 常用术语在三坐标测量中，常用的术语包括：- 坐标轴：在三坐标测量中，使用的是直角坐标系。
通常用X、Y和Z分别表示水平、垂直和深度坐标轴。
- 测量范围：指测量仪器可以测量的最大范围。
测量范围通常由测量仪器的移动范围决定。
- 测量精度：指测量结果与真实值之间的差异。
测量精度越高，测量结果越准确。
- 测量误差：指测量结果与真实值之间的偏差。
测量误差可以由仪器本身或环境因素引起。
4. 数据处理方法三坐标测量得到的数据通常需要进行处理和分析。
常用的数据处理方法包括：- 数据过滤：将无效数据或异常数据从测量数据中排除。
- 数据平滑：通过数据平滑方法，去除测量数据中的噪声和波动。
- 数据拟合：使用适当的数学模型，对测量数据进行拟合，从而得到更精确的结果。
- 数据比对：将测量数据与标准数据进行比对，评估测量结果的准确度。
- 数据分析：对测量数据进行统计和分析，得出结论和决策。
5. 应用领域三坐标测量在制造业、汽车工业以及航空航天等领域有着广泛的应用。
以下是三坐标测量在这些领域的一些应用。
- 制造业：三坐标测量可以用于检测制造过程中的零件尺寸和形状等参数，保证产品质量。
三坐标培训教程
三坐标培训教程三坐标测量是一种用于测量物体形状、位置和尺寸的高精度测量技术。
它适用于各种行业，如制造业、航空航天、汽车、船舶等。
本篇文章将介绍三坐标测量的原理、基本步骤以及培训教程。
一、三坐标测量的原理三坐标测量是通过在物体表面上触摸点，然后根据这些点的坐标计算出物体的尺寸和形状。
它由三个主要组成部分组成：探头、坐标测量系统和数据处理系统。
探头是与被测物体直接接触的部分。
它通常由硬质材料制成，如钢制或碳纤维材料。
探头通过与物体表面接触并测量表面的形状和位置。
坐标测量系统是一组用于测量探头位置的传感器和测量装置。
它通常包括三个传感器，分别用于测量X、Y和Z轴的坐标。
传感器可以是光学传感器、激光传感器或机械传感器，具体选择根据测量要求而定。
数据处理系统是用于处理和分析测量数据的计算机系统。
它通过收集坐标测量系统输出的数据，计算出物体的尺寸和形状。
数据处理系统通常具有数据可视化和数据分析功能，并能生成报告和图形。
二、三坐标测量的基本步骤1.零点设置：在进行三坐标测量之前，首先需要设置探头的初始位置，也称为零点。
零点设置是通过将探头接触到已知位置的参考物体上，并将其坐标设置为零点来完成的。
2.测量点选择：选择需要进行测量的点，通常是物体表面的关键点或特征点。
选择合适的测量点是确保测量结果准确性的重要步骤。
3.探头接触：将探头轻轻接触到选定的测量点上。
接触过程需要小心，避免探头损坏或对物体表面造成划伤。
4.数据记录：随着探头接触到测量点，坐标测量系统将测量到的坐标数据传输到数据处理系统。
数据处理系统记录和保存这些数据。
5.数据处理和分析：通过计算和分析测量数据来确定物体的尺寸和形状。
数据处理系统会根据输入的数据进行相应的计算，并生成相应的报告和分析结果。
6.验证和调整：对测量结果进行验证，确保其准确性。
如果发现测量结果与要求不符，可能需要进行调整或重新测量。
三、三坐标测量的培训教程三坐标测量是一项高精度的测量技术，需要专业的培训来掌握。
三坐标测量基础知识分解
三坐标测量基础知识分解目录1. 内容概括 (2)2. 三坐标测量原理 (2)2.1 三坐标测量系统的组成 (3)2.2 测量系统的基本原则 (4)2.3 坐标系的选择与定义 (6)3. 三坐标测量机械结构 (7)3.1 机头部件 (8)3.2 移动平台 (9)3.3 导向系统 (10)3.4 电子控制单元 (11)4. 测量技术基础 (12)4.1 测量精度与误差 (13)4.2 测量方法的选择 (14)4.3 测量数据的处理 (16)5. 测量仪器与软件 (18)5.1 光栅尺及相关测量仪 (19)5.2 影像测量仪 (20)5.3 编程软件与操作界面 (22)6. 测量实训与应用 (23)6.1 三坐标测量实训基地建设 (24)6.2 三坐标测量案例分析 (25)6.3 测量系统在制造业的应用 (26)7. 三坐标测量仪维护 (27)7.1 日常维护与清洁 (29)7.2 故障诊断与排除 (30)7.3 仪器保养与寿命延长 (30)1. 内容概括“三坐标测量基础知识分解”文档旨在为学习者和技术人员提供一个全面的了解三坐标测量技术的平台。
文档首先将对三坐标测量的基本概念、工作原理和应用领域进行阐述，随后深入分析设备组成、测量技术、数据处理方法和质量控制的相关知识。
文档还将包括三坐标测量机的操作流程、维护保养技巧以及与三坐标测量相关的一些高级应用实例。
该文档旨在为读者提供一个深入浅出的学习路径，以便更好地掌握三坐标测量的各项技术要点。
2. 三坐标测量原理三坐标测量，又称三维扫描测量，是一种利用空间参考系和探针结合测量物体三维几何特性的非接触式量测方法。
其基本原理在于通过一台三坐标测量机精密地探测探针在测量空间里的位置，并根据探针的位置和测量方向，计算出物体的几何参数，例如坐标、尺寸、角度等。
三坐标测量机通常由台式或桥式架设，并配备一个具备高精度运动机构和传感器探针的机械臂。
探针通过机械臂在测量空间内自由移动，接触物体表面测量各个点的坐标。
三坐标基础知识08.11
设备介绍
• 温泽悬臂式三坐标测量机是典型的机械、 光学、电子技术和计算机融为一体的高 精度、高效率的自动化检测设备，该主 机为四悬臂测量结构，导轨和工作平板 为同一整体，两者实现严格的数学建联 关系， 测量范围：X轴=8000mm，Y轴 =3000mm，Z轴=2500mm； Y轴单臂伸出测量范围为1600mm，每 相对两臂之间有100mm的测量重叠范围。 单臂单轴精度【U1=30+（L/35）um】 ≤ 90um 空间精度【U3=40+（L/25）um ≤110um全量程不超过120um。 联机空 间精度【U3=70+（L/20）um】 ≤120um全量程不超过170um ；（根据 VDA/VDE2617标准）具有自动温度补 偿功能（每轴至少两个温度传感器） ； 工作平台为进口铸铁平台，与地面齐平; 平台负载约29吨，分辨率：0.5um;通用 性强，测量尺寸范围广，检测质量稳定， 数据处理功能强；主要用于测量驾驶室 焊接夹具、驾驶室焊接总成及焊接分总 成、各种车型的冲压件、标准样件等。 该设备具有自动加减速、测头保护、防 止碰撞及运动轨迹管理功能。
• 测量线的时候都要 投影到一个面上。
回目录页
球的测量
• 球的测量至少要4点，一 般都测量5点。 • 通过测量得出的数据可以 看出球的直径与半径尺寸。
回目录页
圆柱的测量
• 测量一个圆柱至少要测量
6点且前3点要在一个圆上， 后3点也要在一个圆上。
• 测量一个圆柱的结果，可
以得到一个圆柱的直径与 半径以及一根轴线。
回目录页
点的测量
•点的测量方法。
•点的补偿方向。
回目录页
几何元素的测量
线的测量
• 至少测量两点形成 一条线。 • 测量线的时候都要 投影到一个面上。
三坐标建立坐标系基础知识培训
05 三坐标测量机维护与保养
日常维护
每日开机前检查
确保三坐标测量机的工作环境清 洁、无尘、无振动，检查设备表
面是否有损伤或异常。
设备表面清洁
使用干燥的微纤维布轻轻擦拭设 备表面，保持清洁。
设备周围环境整理
保持工作区域整洁，避免杂物堆 放，以便于设备散热和维护。
定期保养
每周润滑
对三坐标测量机的导轨、丝杠等运动部件进行润 滑，确保设备运行平稳。
每月清洁
使用专业清洁剂彻底清洁设备表面和内部，保持 设备整洁。
每季度检查
对设备的精度和稳定性进动不顺畅
可能是润滑不足或导轨、丝杠等部件磨损，需要进行润滑或更换。
测量结果误差大
坐标原点选择
在实际应用中，可以根据需要选择不 同的坐标原点，但一旦选定，应保持 一致。
坐标原点是固定的，不随物体位置的 变化而变化。
03 三坐标建立坐标系方法
建立坐标系步骤
确定工件原点
根据工件图纸或工艺要求，确 定工件上的一个基准点作为原
点。
确定测量原点
在测量机上选择一个固定的基 准点，作为测量坐标系的原点 。
记录坐标系参数
手动输入工件原点的坐标值和测量 方向的角度值，记录为工件坐标系 参数。
自动建立坐标系
自动识别工件原点
自动确定测量方向
通过测量机的自动识别功能，自动识别工 件上的基准点作为原点。
根据工件图纸或工艺要求，自动确定测量 坐标系的X、Y、Z轴方向。
自动建立坐标系
记录坐标系参数
通过测量机的自动移动和旋转功能，自动 将工件原点与测量原点重合，并调整测量 方向与工件坐标系一致。
坐标轴定义
三坐标基础知识
应用领域与前景
汽车制造
用于检测发动机、变速器、车身等关键零部件的尺寸和形状精度 。
航空航天
用于检测飞机发动机、机翼、尾翼等复杂零部件的几何精度。
模具制造
用于检测模具型腔、型芯等关键部位的尺寸和形状精度。
应用领域与前景
机床制造
用于检测机床主轴、导轨等运动部件的位置精度和动态性能。
前景展望
随着智能制造、工业4.0等概念的提出和实施，未来三坐标测量机将朝着更高精 度、更高速度、更智能化方向发展。同时，随着新材料、新工艺的不断涌现和应 用领域的不断拓展，三坐标测量机的市场需求将持续增长。
误差分析与质量控制
对拟合后的曲面进行误差分析，判断 其是否满足设计要求，并实施相应的 质量控制措施。
自动化生产线上的在线检测
生产线集成 将三坐标测量机集成到自动化生 产线中，实现生产过程中的在线 检测。
数据追溯与报告生成 对生产线上的检测数据进行追溯 和记录，生成相应的质量报告和 统计分析结果，为生产管理提供 决策支持。
数据处理
对采集的数据进行滤波、平滑、拟合等处理 ，以消除误差并提高数据质量。
数据输出
将测量结果以图形、报表等形式输出，供用 户参考和使用。
03
三坐标测量机操作与维护
操作规程与注意事项
操作前准备
熟悉三坐标测量机的结构、性能、操作方法及测量原理， 检查设备状态是否良好，确保测量机处于正常工作状态。
操作规程
评定指标
包括定位精度、重复定位精度、探测 误差、测头半径补偿误差等。
评定方法
采用国际标准或国家标准规定的测试 程序，使用标准球、标准环规等器具 进行测试。
校准原理及步骤
校准原理
通过测量已知几何形状和尺寸的标准 件，比较测量结果与标准值的差异， 从而确定测量机的误差。
三坐标测量基础知识
测量过程中由于测头或被测要素倾斜引起的 位置误差。
对中误差
测量过程中由于测头对中不良引起的位置误 差。
综合位置误差
综合考虑定位误差、对中误差和倾斜误差等 因素引起的位置误差。
04
三坐标测量机操作与维护
操作规程与注意事项
开机与预热
按照规定的开机顺序启动设备 ，进行必要的预热和自检。
编程与测量
定性和可靠性。
03
精密制造
精密制造领域对零部件的尺寸和形状精度要求极高。三坐标测量技术可
以满足精密制造领域的高精度测量需求，为精密制造提供可靠的保障。
发展趋势及挑战
高精度、高效率
多功能集成
智能化、自动化
随着制造业对产品质量和生产效率的 要求不断提高，三坐标测量技术将朝 着更高精度、更高效率的方向发展。 同时，需要解决测量过程中的误差来 源和数据处理等问题，提高测量的准 确性和可靠性。
与设备供应商保持联系，及时获取技术支 持和维修服务；建立设备维修档案，记录 设备维修情况和更换的零部件。
05
三坐标测量数据处理与分析
数据采集与处理流程
数据采集
通过三坐标测量机对被测物体进行扫描，获 取其表面的三维坐标数据。
数据预处理
对采集到的原始数据进行去噪、滤波等处理 ，以提高数据质量。
数据配准
在先进制造领域中的应用前景
01
智能制造
随着智能制造技术的不断发展，三坐标测量技术将与智能制造技术深度
融合，实现测量数据的自动采集、处理和分析，提高生产线的自动化程
度和智能化水平。
02
柔性制造
柔性制造系统需要具备快速响应、高度灵活和可重构等特点。三坐标测
量技术可以为柔性制造系统提供高精度的测量数据支持，确保系统的稳
三坐标知识点总结
三坐标知识点总结三坐标系统是一个广泛使用的工程和地理测量系统，它用来描述和定位物体的位置和方向。
在三坐标系统中，通常使用三个坐标轴来描述物体的位置，这些坐标轴通常是X轴、Y轴和Z轴，其中X轴表示物体在水平方向上的位置，Y轴表示物体在垂直方向上的位置，Z轴表示物体在深度方向上的位置。
通过这三个坐标轴的组合，我们可以精确地描述一个物体的位置和方向。
在实际应用中，三坐标系统广泛用于地理信息系统、机械制造、航空航天、地质勘探等领域。
在这些领域中，通常需要对物体的位置和方向进行精确测量和定位，而三坐标系统正是能够满足这一需求的工具之一。
在本文中，我们将主要介绍三坐标系统的基本知识点，包括坐标轴的方向、坐标点的表示方法、坐标系的转换、坐标系的旋转等内容。
通过对这些知识点的了解，读者将能够更好地应用三坐标系统进行定位和测量工作。
坐标轴的方向在三坐标系统中，通常使用右手坐标系来描述坐标轴的方向。
在右手坐标系中，X轴的正方向是从左向右，Y轴的正方向是从下向上，Z轴的正方向是从里向外。
这个方向规定是为了方便描述物体的位置和方向，它可以帮助我们准确地表示一个物体在空间中的位置和方向。
坐标点的表示方法在三坐标系统中，通常使用三个数字来表示一个物体在空间中的位置，这三个数字分别对应于X轴、Y轴和Z轴上的坐标值。
例如，一个物体的位置可以表示为（x，y，z），其中x代表物体在X轴上的坐标值，y代表物体在Y轴上的坐标值，z代表物体在Z轴上的坐标值。
通过这种表示方法，我们可以清楚地了解一个物体在空间中的具体位置，这对于进行定位和测量工作非常有用。
坐标系的转换在实际应用中，我们有时需要将一个坐标系转换为另一个坐标系，这就需要进行坐标系的转换工作。
通常情况下，我们可以通过一系列的数学计算来完成坐标系的转换，这些计算包括坐标轴的旋转、坐标点的平移等操作。
通过进行坐标系的转换，我们可以将一个物体在一个坐标系中的位置转换为它在另一个坐标系中的位置，这对于进行不同坐标系下的定位和测量工作非常有帮助。
三坐标基础知识
三坐标基础知识三坐标测量技术是现代制造业中一种非常重要的精密测量手段，它能够对物体的几何尺寸、形状和位置进行高精度的测量。
三坐标测量机（Coordinate Measuring Machine, CMM）是实现这种测量的设备，它通过三个互相垂直的坐标轴来确定空间中的点的位置。
三坐标测量机主要由以下几个部分组成：1. 机械结构：包括立柱、横梁和工作台，它们构成了测量机的主体框架，支撑着测量头和工件。
2. 测量系统：通常由传感器、编码器和测量头组成，负责捕捉和记录测量数据。
3. 控制系统：负责指挥测量机的移动和测量过程，以及数据的处理和输出。
4. 软件系统：用于操作界面的显示、数据的分析和报告的生成。
三坐标测量机的工作原理基于笛卡尔坐标系，通过测量机的三个坐标轴（X轴、Y轴和Z轴）的移动，测量头可以到达空间中的任意一点。
测量头通常装有触觉探头或光学探头，用于接触或非接触地测量工件表面。
在进行测量之前，需要对三坐标测量机进行校准，以确保测量的准确性。
校准过程包括对测量机的各个轴进行精确定位，以及对测量头的灵敏度和精度进行调整。
三坐标测量技术的应用非常广泛，包括但不限于：- 汽车制造：用于测量汽车零件的尺寸和形状，确保其符合设计要求。
- 航空航天：用于测量飞机和航天器的复杂零件，以保证其精确装配。
- 医疗器械：用于测量医疗器械的精密部件，确保其安全性和功能性。
- 电子产品：用于测量电子组件的尺寸，以保证其在电路板上的正确安装。
三坐标测量机的优点在于其高精度和灵活性，能够适应各种复杂的测量需求。
然而，它也有一定的局限性，比如测量速度相对较慢，且对操作人员的技术水平要求较高。
随着技术的发展，现代三坐标测量机正逐渐集成更多的自动化和智能化功能，如自动测量路径规划、3D扫描和实时数据反馈等，以提高测量效率和准确性。
此外，随着计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）技术的发展，三坐标测量机与这些系统的集成也越来越紧密，为制造业提供了更加全面和高效的解决方案。
三坐标测量基础知识
未知直径和位 置的测头。
已知直径并且可以溯源到 国家基准的标准器。
二、测头校验过程
利用操纵杆在标准球的 最大范围内触测5点，点的 分布要均匀（图3-13）。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”。
有效测头半径
拓展知识—测头颜色含义
根据测头标定前后显示的颜色分类，总共分为5种颜色，分 别为黑色、绿色、蓝色、红色以及灰色，每种颜色都代表测头 不同的含义。
黑色：测头未经标定； 绿色：测头标定过且标定结果合格； 蓝色：测头标定过但标定结果超差； 红色：测头标定结果数据过期； 灰色：已删除的不存在测头；
默认情况下， 点1、2、3拟合一个平面进行零件找 正，并确定零件坐标系Z轴方向。 点4、5拟合一条直线以控制工件旋转 自由度，并确定零件坐标系X轴方向。 点6拟合一个单点，确定任一坐标轴 起点位置。
工作平面
一、工作平面定义
工作平面用来定义二维元素数学计算的平面。软件在默认 情况下，定义XY平面作为元素计算的工作平面。当被测二维元 素所在平面与XY平面不重合或者不平行时，需要提前定义好它 们的测量工作平面，否则会导致测量结果不正确。一般来说， 我们会选择被测二维元素所在平面作为其测量的工作平面。
Z
Y
X
原点
二、建立零件坐标系的意义
a、通过建立零件坐标系，限制被测工件的6个自由度； b、通过建立零件坐标系，实现数模对齐以方便测量； c、通过建立零件坐标系，提高检测结果的准确性；
三、3-2-1法建立坐标系
3-2-1法建立坐标系是三坐标测量机最常用的建立坐标 系方法，测量软件中很多其他建坐标系方法都是基于该方 法进行延伸与拓展。
三坐标基础知识
三坐标基础知识三坐标是一种用于测量物体形状和位置的技术。
它使用三个坐标轴来描述一个点的位置，这三个坐标轴通常分别为X、Y和Z轴。
三坐标技术在工程、制造和测量领域应用广泛，它可以精确地测量物体的尺寸、形状和位置，并可用于质量控制、产品设计和线路布局等方面。
在三坐标测量中，引入了坐标轴的概念，其中X轴是水平方向，Y轴是垂直方向，Z轴是垂直于X和Y轴的方向。
这三个坐标轴分别用于测量物体的长度、宽度和高度。
通过测量物体在三个坐标轴上的坐标值，可以准确地确定物体的位置和尺寸。
三坐标测量通常使用三坐标测量机进行。
三坐标测量机是一种精密测量设备，它由铁床、机械臂和测量探头组成。
铁床提供了一个稳定的测量平台，机械臂可以在三个坐标轴上移动，测量探头用于测量物体的表面。
在进行三坐标测量之前，需要先进行校准。
校准是将测量机的坐标系与真实世界坐标系对齐的过程。
校准通常使用标定球或标定块来进行，这些校准工件具有已知的尺寸和坐标值。
通过与校准工件的比较，可以确定测量机的误差，并进行误差补偿，以提高测量的精度。
三坐标测量的精度主要取决于测量机的精度，同时还受到环境条件、操作人员技术水平和测量物体的特性等因素的影响。
为了提高测量精度，需要注意以下几点：1.保持良好的环境条件：三坐标测量需要在稳定的环境条件下进行，避免温度、湿度和振动等因素对测量结果的影响。
同时，还需要保持测量机的清洁和正常运行状态。
2.熟练操作三坐标测量机：操作人员应熟练掌握三坐标测量机的操作方法和测量软件的使用，避免操作错误和误解测量结果。
在进行测量之前，还需要对测量工件的特性和形状进行了解，以确定合适的测量方法和参数设置。
3.定期维护和校准测量机：三坐标测量机需要定期进行维护和校准，以保持其精度和稳定性。
维护工作包括清洁、润滑和部件更换等，校准工作包括误差补偿和坐标系校准等。
三坐标测量的应用范围很广，包括机械制造、汽车制造、航空航天、电子设备等领域。
在机械制造中，三坐标测量可用于检验零件的尺寸和形状是否符合要求，在汽车制造中，三坐标测量可用于测量车身件的位置和间隙，在航空航天中，三坐标测量可用于测量飞机零件的尺寸和形状，在电子设备中，三坐标测量可用于测量电子元器件的位置和高度等。
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1、使软件得到测针宝石球的“等效直径”，自动 进行“测头半径的补偿”。
2、使软件建立不同测头位置的关系矩阵，使我们 调用不同测头位置进行测点时，都通过矩阵转换
到同一个测头下（1号测头）A0B0。
所以校正测头前，应进行以下检查，确认测头硬件部分可靠，避免返工。 1、 确认测座安装方向与测量机坐标轴方向一致，如果拆卸了测座，要进行
的截面圆，并且用圆柱进行测量这样才 可以获得孔的角度，两截面圆之间的距 离尽量拉开（2到3个截面）。
4.测量一个平面的角度时，沿倾斜方向 进行采点点之间的距离尽量拉开，使围 成的多边形面积尽可能的大5.检测平面 度时，缸盖、缸体、歧管的气道、油道 、
水道周边一定要分布点根据大小不同可对每个气道、油道、水道周边分布 4到8个点其余部分按正常采点进行检测。 5.对于带角度的孔无论是测量圆还是圆柱都要用正确的矢量去检测，可减 少误差。 6.所有程序编制和测量都要保证在稳定可靠的装夹中进行，不能出现晃动 。 7.所有程序的编制和测量必须在正确理解图纸表达意思的前提下进行，避 免检测结果与图纸不符。
M2_4X20
这部分唯一
加长杆和测针型号可根据实际需要在软件中自行定义。
5）、测针校正 测针校正步骤
1.设置辅助参数 辅助参数包括： a.标准球坐姿，即：标准球的朝向，是朝Z正，Y正，还是X正方向或者
其他方向。一般
情况为竖直放置，即朝Z正方向。
b.形状误差，一般选择默认0.025不做修改
C.标准球直径，根据标准球校准证书的实测值进行设置，我司两台爱德 华设备标准球直径分别为25.0023和25.0027
当气压低于0.38Mpa时各轴将抱死，此时不要试图 移动各轴。等待气压恢复正常后，方可正常使用 。
测头装配
• 1)、 测头装配的注意事项 • 测头装配要根据我们测量机当前测头测座系统的实际情况进行装配
，千万不可在不确定当前测量机配备情况的前提下随意在软件中定义 测头文件，否则将无法进行后面的测头校正。
• 测座型号：PH10MQ
• 转接头型号：PAA1x32_TO_M8 • 传感器型号：TP20_TO_AG • 吸盘型号：TP20_SF_M2(标准测力) 这些参数可在设备的测头测座部分查看得到
4）、装配顺序
装配顺序为：测座——转接头——传感器——吸盘——加长杆（可不装配）—— 测针
测座
转接头 传感器
2.定球
定球：确定标准球在机器坐标系下的空间位置便以测头校正
定球只能用软件默认的测头文件名称的装配进行校正，否则无法完成定 球操作。默认的测头文件名称为“DEFAULT”，装配可自行定义。
定球时将测头角度转到A0B0，在标准球顶部大 致中心位置采一个点，单击屏幕上的确定按钮， 此时软件开始自动进行定球操作，直到软件提示 “定球成功”，完成定球 • 3.测头角度校验
吸盘 加长杆和测针
软件中定义测头文件时为：
PH10MQ——PAA1x32_TO-M8——TP20_TO-AG——TP20-SF-M2— —EXTEN(加长杆，可无）——BALL(测针)
例如定义TP4BY40测头文件：
PH10MQ
PAA1X32_TO_M8
TP20_TO_AG
TP20-SF-M2
M2_3X20_M2
• 2)、测头测座系统各部分名称 测座——转接头——传感器——吸盘——加长杆（可不装配）——测
针 3）、定义测头文件 • 定义测头文件名称时软件规定必须以英文字母开头例如：A310 • 原则上字母开头后就行，但为了便以直观
• 的知道加长杆和测针的装配情况，最好将名称命名成可表达出软件中 测头装配的情况的样式，例如：TP4BY40，“4”表示测头宝石球直 径，“40”表示测针加加长杆总长度。我司两台爱德华三坐标设备测 座、转接头、传感器、吸盘均相同。
5、单个测头位置校正，注意观察测针直径和标准偏差，测针直径应与平时校正相近且 重复性好，标准偏差尽量小，（测头前加长杆长时，直径小，偏差大）。
6、多个测头位置校正时，除要观察以上结果外，还要用校正后的各个测头位置测量标 准球，观察球心坐标值的变化，数值应与示值误差或探测误差相近。
7、如果以上校正过程中数值相差比较大，应重点检查测座、测头、测针、标准球的安 装是否牢固和清洁。
8.建立坐标系时尽量让工件坐标系的方向与机器坐标系方向一致，避免在 编程中出现混论，遵循笛卡尔坐标系原则。 9.所有程序建立坐标系时，一定要有粗建坐标系和精建坐标系，测量结果一 定要在精建坐标系下进行，可最大限度的减少人工干预对测量结果的影响 。 10.编程中理清思路，想好测量顺序，减少移动路线和测针角度更换的次数 ，提高检测效率。
பைடு நூலகம்
3.校验结果的观察和重点关注对象 校验结果应重点查看测头校验完成后的各角度校验后的实际半径、半 径差和形状误差，正常校验结果是测头校验的实际半径比理论半径小 ，这是三坐标测头延迟误差造成的，是不可避免的误差。
形状误差正常情况不会超过0.003，超过0.003最好对该测头进行重 新校验，这部分误差同测头半径一样，最终将计算到后面的测量中。 半径差不超过0.002
应重点关注
测量程序编制的注意事项
• 1.观察产品的形状和检测部位确定装夹方式 尽可能在一次装夹中全部检测
• 2.根据各产品的检测部位的不同，选择合适的测 针角度，尽可能的与被测平面垂直或孔的轴线平 行，避免碰杆和余弦误差
• 3.对于测量带角度的孔时要按图纸给出的角度计 算出矢量方向再进行检测，这样可以获得较理想
找正。
2、测座固定牢靠，测头、测针的安装牢靠（安装应使用工具），宝石球清洁 、无破损，加长杆安装长度与测头或吸盘的负载能力协调。
3、标准球与台面(或支撑）固定牢固，各连接关节紧固。球体无损伤，表面清 洁。
4、软件中测座、测头、加长杆、测针设置正确（测杆长度输入正确），测头使用位置 定义正确（避免使用时发现缺项，宁多无少）。标准球直径输入正确（必须是校准 证书或合格证中的真实值），测头校正速度设置与测量时一致。
三坐标培训资料
一、三坐标启动加电 1）、步骤
检查气源气压，打开气源开关，检查干燥 机是否正常工作松开控制柜、测量机、操作盒 上的急停开关，打开控制柜上的电源总开关， 检查操作杆换向键指示灯是否亮起，打开计算 机显示器开关，打开计算机主机，检查三联体 气压是否在0.5Mpa，打开AC-DIMS软件
进行回零操作。