三坐标测量仪的分类介绍
光学三坐标测量仪
光学三坐标测量仪还可以用于检测设备 的校准和认证
• 如检测量具、检测仪器等的精度和稳 定性 • 保证检测设备的质量和性能
04
光学三坐标测量仪的发展趋势
光学三坐标测量仪的技术创新
• 光学三坐标测量仪的技术创新主要表现在光学传感器、机械结构 和控制系统等方面
• 如轮廓测量、曲面测量、反向工程、机器人引导测量等
光学三坐标测量仪的测量精度
光学三坐标测量仪的测量精度主要取决于光学传感 器的精度、机械结构的稳定性和控制系统的精度
• 光学传感器的精度决定了测量数据的 准确性 • 机械结构的稳定性决定了测量过程的 稳定性 • 控制系统的精度决定了测量过程的精 确性
• 光学传感器是光学三坐标测量仪的核心部件 • 负责发射和接收光信号，并将光信号转换为电信号 • 光学传感器的类型包括激光扫描器、光学摄像头、光纤传感器等
• 机械结构是光学三坐标测量仪的支撑和移动部件 • 负责支撑光学传感器，并使光学传感器能够在空间中移动和定位 • 机械结构包括导轨、滑块、支架等部件
• 制造业对光学三坐标测量仪的需求较大，主要用于零部件的尺 寸检测、形状检测和位置检测
• 科研领域对光学三坐标测量仪的需求较小，主要用于实验数据 的采集和分析
• 质量检测领域对光学三坐标测量仪的需求较大，主要用于产品 的尺寸检测、形状检测和位置检测
• 光学三坐标测量仪的市场需求受经济发展、技术进步和行业政策 等因素的影响
• 控制系统和软件系统是光学三坐标测量仪的大脑 • 负责控制光学传感器和机械结构的运动，实现测量过程的控制 • 软件系统负责处理测量数据，计算物体的尺寸、形状和位置信息
光学三坐标测量仪的工作原理
三坐标测量机主要分类方法有哪些
三坐标测量机主要分类方法有哪些为了满足不同行业的不同需求，三坐标的种类有很多可供选择，企业要正确选择适合自己的三坐标才是事半功倍。
三坐标测量机主要有以下四种分类方法:(一)按CMM的技术水平分类1.数字显示及打印型这类CMM主要用于几何尺寸测量，可显示并打印出测得点的坐标数据，但要获得所需的几何尺寸形位误差，还需进行人工运算，其技术水平较低，目前已基本被陶汰。
2.带有计算机进行数据处理型这类CMM技术水平略高，目前应用较多。
其测量仍为手动或机动，但用计算机处理测量数据，可完成诸如工件安装倾斜的自动校正计算、坐标变换、孔心距计算、偏差值计算等数据处理工作。
3.计算机数字控制型这类CMM技术水平较高，可像数控机床一样，按照编制好的程序自动测量。
(二)按CMM的测量范围分类1.小型坐标测量机这类CMM在其最长一个坐标轴方向(一般为X轴方向)上的测量范围小于500mm，主要用于小型精密模具、工具和刀具等的测量。
2.中型坐标测量机这类CMM在其最长一个坐标轴方向上的测量范围为500～2000mm，是应用最多的机型，主要用于箱体、模具类零件的测量。
3.大型坐标测量机这类CMM在其最长一个坐标轴方向上的测量范围大于2000mm，主要用于汽车与发动机外壳、航空发动机叶片等大型零件的测量。
(三)按CMM的精度分类1.精密型CMM其单轴最大测量不确定度小于1×10-6L(L为最大量程，单位为mm)，空间最大测量不确定度小于(2～3)×10-6L，一般放在具有恒温条件的计量室内，用于精密测量。
2.中、低精度CMM低精度CMM的单轴最大测量不确定度大体在1×10-4L左右，空间最大测量不确定度为(2～3)×10-4L，中等精度CMM的单轴最大测量不确定度约为1×10-5L，空间最大测量不确定度为(2～3)×10-5L。
这类CMM 一般放在生产车间内，用于生产过程检测。
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。
三坐标测量仪教程
定义与原理定义三坐标测量仪是一种基于坐标测量原理的高精度测量设备，用于对三维空间内的几何元素进行精确测量。
原理通过测头在三个互相垂直的导轨上移动，感应被测物体的几何形状和尺寸，将测量数据通过计算机系统处理，得出被测物体的实际坐标值。
发展历程及现状发展历程自20世纪50年代第一台三坐标测量仪问世以来，随着计算机技术和精密制造技术的不断发展，三坐标测量仪的测量精度、速度和自动化程度不断提高。
现状目前，三坐标测量仪已广泛应用于机械制造、汽车、航空航天、能源、电子等各个领域，成为现代工业生产和质量控制不可或缺的重要工具。
应用领域与前景应用领域机械制造、汽车、航空航天、能源、电子等各个领域的产品研发、生产过程中的质量检测与控制。
前景随着智能制造、工业4.0等概念的提出和实施，三坐标测量仪将更加智能化、网络化、柔性化，实现更高精度、更高效率的测量，为工业生产和质量控制提供更加可靠的技术支持。
同时，随着新材料、新工艺的不断涌现，三坐标测量仪的应用领域也将不断拓展。
三坐标测量仪的主体结构，通常采用高强度材料制造，确保稳定性和刚性。
框架提供测量探针运动的轨道，保证运动的平稳性和准确性。
导轨支撑导轨并减少摩擦，保证测量探针的顺畅运动。
轴承驱动测量探针沿导轨运动，通常由电机和传动机构组成。
驱动系统主机部分01控制器接收并执行测量软件发出的指令，控制驱动系统使测量探针按预定轨迹运动。
02传感器检测测量探针的位置和姿态，将信号反馈给控制器以形成闭环控制。
03电源及电气系统为控制器、传感器等提供稳定可靠的电源和电气信号。
控制系统03根据被测对象的形状和尺寸特点，编写相应的测量程序，实现自动化测量。
测量程序对测量数据进行处理和分析，如计算形状误差、位置误差等。
数据处理将测量结果以图形、报表等形式输出，便于用户分析和判断。
结果输出测量软件用于对三坐标测量仪进行定期校准，确保其测量精度符合要求。
校准装置夹具防尘罩用于固定被测对象，保证其在测量过程中的稳定性和可靠性。
三坐标测量仪的学习
三坐标测量仪初步知识一、三坐标测量机的产生三坐标测量机（Coordinate Measuring Machining，简称CMM）是20世纪60年代发展起来的一种新型高效的精密测量仪器。
它的出现，一方面是由于数控机床高效率加工以及越来越多复杂形状零件加工需要有快速可靠的测量设备与之配套；另一方面是由于电子技术、计算机技术、数字控制技术以及精密加工技术的发展为三坐标测量机的产生提供了技术基础。
现代CMM不仅能在计算机控制下完成各种复杂测量，而且可以通过与数控机床交换信息，实现对加工的控制，并且还可以根据测量数据，实现反求工程。
目前，成为现代工业检测和质量控制不可缺少的万能测量设备。
二、三坐标测量机的组成及工作原理（一）CMM的组成三坐标测量机是典型的机电一体化设备，它由机械系统和电子系统两大部分组成。
（1）机械系统：一般由三个正交的直线运动轴构成。
X向导轨系统装在工作台上，移动桥架横梁是Y向导轨系统，Z向导轨系统装在中央滑架内。
三个方向轴上均装有光栅尺用以度量各轴位移值。
人工驱动的手轮及机动、数控驱动的电机一般都在各轴附近。
用来触测被检测零件表面的测头装在Z轴端部。
（2）电子系统：一般由光栅计数系统、测头信号接口和计算机等组成，用于获得被测坐标点数据，并对数据进行处理。
（二）CMM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，经过数学运算求出其尺寸和形位误差。
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OI；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。
三坐标测量仪
原理
三坐标测量机就是在三个相互垂直的方向上有导向机构、 测长元件、数显装置，有一个能够放置工件的工作台(大 型和巨型不一定有)，测头可以以手动或机动方式轻快地 移动到被测点上，由读数设备和数显装置把被测点的坐标 值显示出来的一种测量设备。显然这是最简单、最原始的 测量机。有了这种测量机后，在测量容积里任意一点的坐 标值都可通过读数装置和数显装置显示出来。 三坐标测 量仪测量机的采点发讯装置是测头，在沿X，Y，Z三个轴 的方向装有光栅尺和读数头。其测量过程就是当测头接触 工件并发出采点信号时，由控制系统去采集当前机床三轴 坐标相对于机床原点的坐标值，再由计算机系统对数据进 行处理。
三坐标测量仪
功能定义
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。
ห้องสมุดไป่ตู้
测量方法
接触式测量 非接触式测量 接触与非接触式并用测量
接触测量方式
常用于机加工产品、压制成型产品、金属 膜等的测量。为了分析工件加工数据，或 为逆向工程提供工件原始信息，经常需要 用三坐标测量机对被测工件表面进行数据 点扫描。
非接触式测量
对于接触式测量无法应用或者应用成本过 高的情况。例如人体模型测量，钢结构节 点坐标测量，大尺寸测量等。
应用领域
广泛的应用于汽车、电子、机械、航空、 军工、模具等行业中的箱体、机架、齿轮、 凸轮、蜗轮、蜗杆、叶片、曲线、曲面等 的测量、五金、塑胶等行业，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， 逆向工程等任务。
三坐标测量仪的分类
三坐标测量仪的分类三坐标测量仪有不同的操作需求、测量范围和测量精度，这些对选用三坐标测量仪是很重要的。
按三坐标测量仪结构可分为如下几类：1.移动桥架型(Moving bridge type)移动桥架型，为最常用的三坐标测量仪的结构，轴为主轴在垂直方向移动，厢形架导引主轴沿水平梁在方向移动，此水平梁垂直轴且被两支柱支撑于两端，梁与支柱形成“桥架”，桥架沿着两个在水平面上垂直和轴的导槽在轴方向移动。
因为梁的两端被支柱支撑，所以可得到最小的挠度，且比悬臂型有较高的精度。
2.床式桥架型(Bridge bed type)床式桥架型，轴为主轴在垂直方向移动，厢形架导引主轴沿着垂直轴的梁而移动，而梁沿着两水平导轨在轴方向移动，导轨位于支柱的上表面，而支柱固定在机械本体上。
此型与移动桥架型一样，梁的两端被支撑，因此梁的挠度为最少。
此型比悬臂型的精度好，因为只有梁在轴方向移动，所以惯性比全部桥架移动时为小，手动操作时比移动桥架型较容易。
3.柱式桥架型(Gantry type)柱式桥架型，与床式桥架型式比较时，柱式桥架型其架是直接固定在地板上又称为门型，比床式桥架型有较大且更好的刚性，大部分用在较大型的三坐标测量仪上。
各轴都以马达驱动，测量范围很大，操作者可以在桥架内工作。
4.固定桥架型(Fixed bridge type)固定桥架型，轴为主轴在垂直方向移动，厢形架导引主轴沿着垂直轴的水平横梁上做方向移动。
桥架(支柱)被固定在机器本体上，测量台沿着水平平面的导轨作轴方向的移动，且垂直于和轴。
每轴皆由马达来驱动，可确保位置精度，此机型不适合手动操作。
5. L形桥架型(L-Shaped bridge type)L形桥架型，这个设计乃是为了使桥架在轴移动时有最小的惯性而作的改变。
它与移动桥架型相比较，移动组件的惯性较少，因此操作较容易，但刚性较差。
6.轴移动悬臂型(Fixed table cantilever arm type)轴移动悬臂型，轴为主轴在垂直方向移动，厢形架导引主轴沿着垂直轴的水平悬臂梁在轴方向移动，悬臂梁沿着在水平面的导槽在轴方向移动，且垂直于轴和轴。
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。
三坐标测量机的简介
第一章三坐标测量机的概述一、三坐标测量机的发展历史世界上第一台测量机是英国FERRANTI公司于1956年研制成功，当时的测量方式是测头接触工件后，靠脚踏板来记录当前坐标值，然后使用计算器来计算元素间的位置关系。
1962年菲亚特汽车公司一位质量工程师在意大利都灵创建了世界上第一家专业制造坐标测量设备的公司，即先在仍然知名的DEA（Digital Electronic Automation）公司。
随后，DEA公司先后推出了手动、机动并首先使用气浮导轨技术的测量机，也相应配备了各种测头和软件，使之成为世界上最大的测量机供应商之一。
1964年，瑞士SIP公司开始使用软件来计算两点间的距离，开始了利用软件进行测量数据计算的时代。
随后的国ZEISS公司使用计算机辅助工件坐标系代替机械对准，从此测量机具备了对工件基本几何元素尺寸、形位公差的检测功能。
随着计算机的飞速发展，测量机技术进入了CNC控制机时代，完成了复杂机械零件的测量和空间自由曲线曲面的测量，测量模式增加和完善了自学习功能，改善了人机界面，使用专门测量语言，提高了测量程序的开发效率。
从90年代开始，随着工业制造行业向集成化、柔性化和信息化发展，产品的设计、制造和检测趋向一体化，这就对作为检测设备的三坐标测量机提出了更高的要求，从而提出了新一代测量机的概念。
其特点是：1、具有与外界设备通讯的功能；2、具有与CAD系统直接对话的标准数据协议格式；3、硬件电路趋于集成化,并以计算机扩展卡的形式,成为计算机的大型外部设备。
到1992年全球就拥有三坐标测量机46100台，工业发达的欧美、日韩每6-7台机床配备一台三坐标测量机，我国三坐标测量机生产始于20世纪70年代，现在已被广泛应用在机械制造、汽车、家电、电子、模具和航空航天等制造领域，并保持快速增长。
国内外生产三坐标的厂家较多如：德国的蔡司、意大利的Cord3、日本的三丰、美国的谢菲尔德，国内的海克斯康、青岛雷顿、西安爱德华、北京航空精密机械研究所（303所）、上海机床厂、上海第三机床厂、北京二机床、北京机床研究所、天津大学和新天光学仪器厂。
三坐标简介
开线扫描
4、设置扫描增量（点间距）2； 执行选项卡： 执行控制“常规”（扫描测头选择已定义）； 理论值查找方法“查找标称值” 边界类型：“平面”，交叉数”1”
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开线扫描
5、“定义路径选项卡”点击“生成”即可在数模上生成扫描路径；
6、点击创建生成扫描
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SM HD
总结与展望
总结与展望
2020/8/14
参考测针
获得测针的有效直径
获得各个角度的关联关系
16
建立零件坐标系
机器坐标系、工件坐标系
目的：
根据工件基准，建立工件坐标系，按照工 件坐标系的方向，才能得到正确的距离。
方法： 面面面法，面线点法，面圆圆法
步骤： 手动粗建坐标系
自动精建坐标系
Y+ Y+
2020/8/14
Z+ Z+
X+ X+
拟合数模编程
扫描测头
触发测头
测座
测座的A角以15 °分度从0 °旋转 到90 °， B角以15 °分度从－ 180 °旋转到180 °。
B 角旋转 A 角旋转
触发式测头的原理
TP20机械测头 包括3个电子接触器，当测杆
接触物体使测杆偏斜时，至少有一 个接触器断开，此时机器的X、Y 、Z光栅被读出。这组数值表示此 时的测杆球心位置。
接触器断开
SM HD
三坐标测量机使用与维护
测量机的工作环境要求
温度
测量机环境温度的变化主要包括：温度范围、温度时间梯度、温度空间梯度。
温度范围：
20℃±2℃
温度时间梯度：
≤1℃/小时&≤2℃/24小时
温度空间梯度:
三坐标知识点总结
第一章概论1、三坐标测量机的构成；三坐标测量机可分为主机、测头、电气系统三大部分。
主机包括框架结构、标尺系统、导轨、驱动装置、平衡部件、转台与附件。
框架结构是工作台、立柱、桥架、壳体等机械结构的集合体；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、精密丝杠、感应同步带、光栅尺、磁尺及光波波长等，标尺系统还应包括数显电气装置；导轨是实现三维运动的重要部件，多采用滑动导轨、滚动轴承导轨和气浮导轨，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，气管、分流器等一套气动装置；驱动装置是测量机重要运动机构，可实现机动和程序控制伺服运动的功能，一般采用的驱动装置有丝杠丝母、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；平衡部件主要用于Z轴框架结构中，功能是平衡Z轴的重量，以使Z轴上下运动无偏重干扰，使检测时Z向测力稳定，调节Z轴上测头时，重新调节平衡力的大小，以达到新的平衡。
转台和附件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、万能转台和数控转台，附件一般包括基准平尺、角尺、步距规、标准球体、测微仪及用于自检的精度检测样板。
三维测头即是三维测量的传感器，可在三个方向上感受瞄准信号和微小位移，以实现瞄准和测微两种功能。
测量机测头主要有硬测头、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。
电气系统包括电气控制系统、计算机硬件部分、测量机软件和打印与绘图装置。
电气控制系统是测量机的电气控制部分。
具有单轴和多轴联动控制、外围设备控制、通信控制和保护与逻辑控制等；硬件部分包括PC机和工作站等；测量机软件包括控制软件和数据处理软件。
三坐标测量机的分类
三坐标测量机的分类
三坐标测量机是一种高精度的测量设备，广泛应用于制造业中的质量控制和检测领域。
根据其结构和功能的不同，三坐标测量机可以分为以下几类。
第一类是手动三坐标测量机。
手动三坐标测量机是最基本的三坐标测量机，由三个互相垂直的轴组成，可以通过手动操作进行测量。
手动三坐标测量机适用于简单的测量任务，如测量零件的长度、宽度和高度等。
由于其操作简单、价格低廉，因此在小型企业和个人工作室中得到广泛应用。
第二类是半自动三坐标测量机。
半自动三坐标测量机在手动三坐标测量机的基础上增加了自动化功能，可以通过计算机程序进行测量。
半自动三坐标测量机适用于中等复杂度的测量任务，如测量零件的曲率、角度和平面度等。
由于其自动化程度较高，可以提高测量效率和准确度，因此在大型企业和生产线中得到广泛应用。
第三类是全自动三坐标测量机。
全自动三坐标测量机是最先进的三坐标测量机，具有高度的自动化和智能化功能。
全自动三坐标测量机可以通过计算机程序进行自动测量、数据处理和分析，可以实现高精度、高效率的测量任务。
全自动三坐标测量机适用于高精度、高复杂度的测量任务，如测量零件的曲面、曲率和三维形状等。
由于其高度的自动化和智能化程度，可以大大提高测量效率和准确度，因此在高端制造业和科研领域中得到广泛应用。
三坐标测量机根据其结构和功能的不同，可以分为手动三坐标测量机、半自动三坐标测量机和全自动三坐标测量机。
不同类型的三坐标测量机适用于不同的测量任务，可以提高测量效率和准确度，为制造业的质量控制和检测提供了重要的技术支持。
三坐标标尺系统(测量系统)分类
三坐标标尺系统（测量系统）的分类三坐标的标尺系统，也称为三坐标测量系统，是坐标测量机的重要组成部分。
它直接影响测量机的精度、性能和成本。
另外，不同的测量系统，对坐标测量机的使用环境也有不同的要求。
目前三坐标测量机上使用的测量系统种类很多，它们与在各种机床和仪器上使用的标尺系统大致相同，按其性能可以分为下面几类：一、机械式标尺系统1、精密丝杠加微分鼓轮式测量系统这是一种仪精密丝杠为检测元件的机械式测量系统，读数方法是把丝杠的转角所对应的位移从微分鼓上读出。
测量系统的精度取决于丝杠的精度2、精密齿条及齿轮把一对互相啮合额的齿轮和齿条作为检测元件。
测量系统的精度取决于齿轮副的精度，该测量系统可靠性高，维护简便，但是精度较低。
3、滚动直尺工作原理和齿条齿轮式的测量系统十分相象，这里是用直尺代替齿条，用滚轮代替齿轮，用摩擦穿戴代替齿轮传动。
精度与摩擦副中有误打滑及滚轮的尺寸精度有关，结构简单，安装方便，缺点是银摩擦副滚轮磨损，都会使测量精度下降。
二、光学式标尺系统1、光学读数刻线尺2、光学编码器3、光栅4、激光干涉仪三、电气式标尺系统1、感应同步器式测量系统感应同步器式测量系统的测量元件是一对具有平面绕组的定尺和划尺。
优点1：对环境要求低，维修简单优点2：抗干扰能力强，工作可靠优点3：工艺性好，成本低，易于成批生产缺点：精度低于激光及光栅式测量系统，电气系统较为复杂，适用于中等精度的三坐标测量机中。
2、磁栅测量系统磁栅测量系统的检测元件是磁性标尺（也叫磁栅）和磁头。
磁栅精度略低于感应同步器，其优缺点、适用范围与感应器相似。
灵位磁栅传感器还具有录制方便、成本低、使用方便、可在机床上按转念好再录磁以便面安装误差和可方便地录制任意节距的磁栅等优点。
使用与保存时需避免外磁场的干扰。
总结：根据对国内外生产CMM所使用的标尺系统的统计分析可知，使用最多的是光栅，其次是感应同步器和光学编码器。
有些高精度CMM的标尺系统采用了激光干涉仪。
机械测量仪器三坐标基础知识
Y X
间距 VG = +1
测量点
Z
材料
理论点
材料
理论点
测量点
X
间距 VG = -1
Y
• 该矢量差依据协定,在从公差表面指向材料外表面时为正值,从公差表面
指向材料内表面时为负值.
1.9 距离 :
• 连接两个点间
Z
的线段的长度.
Z2
它总是正值.
例如 : 点M1和点M2之间 的距离d等于 :
M2
Z1
d
1.7 点 :
• 用个示标准正交三维坐标系(O, X, Y, Z)中 的三轴坐标值（x,y,z）表示： 例如 :
Z
点M1的坐标为 X1, Y1, Z1
Z1
X1
M
1
Y1 Z1
o
Y1
Y
X
X1
1.8 "矢量"差 (VG)
• 实际表面与相应的理论表面之差,表示为理论表面的个法向矢量,该矢量的方向从 理论表面指向实际表面.
1.2 汽车车身坐标系的原点和 方向
• 原点在车身 前桥轴线的中 点上,向后为 X+,向右为 Y+,向上为Z+
标准 PSA B180050 标准 ISO 4130
1.4 基准和基准系的定义
• 标准：ISO 5459 + A32 2125 + 出自“车身零件几何鉴定”文件的E299
• 基准是个使被测要素与之相关的几何组件.
同样的,二维坐标轴由同平面两条垂直相交而来,是解 析几何的基础,描述几何点在某平面上的位置.
• 三坐标参照系是由空间三维坐标系标准正交而来（ 3 个矢量 XYZ两 两垂直）是个计算坐标的数学系统.（是个计算坐标的数学系统.它的 所有三条轴的单位完全相同且每条轴之间的两两夹角皆为90°）
简述三坐标测量机的设备分类
三坐标测量机的设备分类1. 介绍三坐标测量机是一种用于测量物体尺寸、形状和位置的精密测量设备。
它通过在三个坐标轴上移动探针，利用高精度传感器来测量物体的各个方向上的尺寸。
三坐标测量机广泛应用于制造业中，特别是在汽车、航空航天、电子和机械制造等领域。
2. 设备分类根据不同的测量需求和技术原理，三坐标测量机可以分为以下几类：2.1 光学三坐标测量机光学三坐标测量机是利用光学原理进行测量的设备。
它通过投射光线到被测物体上，并通过摄像头或传感器捕捉光线反射或透过被测物体后的图像，然后利用图像处理算法计算出被测物体的尺寸和位置信息。
光学三坐标测量机具有非接触式、高速度、高精度等优点，适用于对表面形貌、曲率半径等特征进行精确测量。
2.2 机械式三坐标测量机机械式三坐标测量机是利用机械原理进行测量的设备。
它通过在三个坐标轴上移动探针来测量物体的尺寸和位置。
探针可以是机械触发式或者电子触发式，通过接触被测物体表面进行测量。
机械式三坐标测量机具有结构简单、稳定可靠等优点，适用于对形状较复杂、表面不规则的物体进行精确测量。
2.3 激光三坐标测量机激光三坐标测量机是利用激光原理进行测量的设备。
它通过发射激光束到被测物体上，并利用传感器检测激光束的反射或透过被测物体后的信号，从而计算出被测物体的尺寸和位置信息。
激光三坐标测量机具有非接触式、高速度、高精度等优点，适用于对形状复杂、表面特征丰富的物体进行精确测量。
2.4 扫描式三坐标测量机扫描式三坐标测量机是利用扫描原理进行测量的设备。
它通过在被测物体表面上移动探针或传感器，并记录下每个点的坐标信息，从而构建出被测物体的三维模型。
扫描式三坐标测量机具有快速、全面、高精度等优点，适用于对复杂曲面、零件内部空间等进行精确测量。
2.5 多传感器三坐标测量机多传感器三坐标测量机是利用多种传感器结合进行测量的设备。
它可以同时使用光学、机械、激光等不同类型的传感器，在不同的应用场景下选择合适的传感器进行测量，以提高测量效率和精度。
三坐标测量机技术介绍
三坐标测量机技术介绍一、概述长度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。
三坐标测量机是一种长度测量仪器，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三个坐标位置的数据，根据这些点的数值经过计算机数据处理，得出被测零件的几何尺寸、形状和位置公差。
根据国际上“CMMA”的标准规范，“一台三坐标测量机是对直角坐标系统的具体化”。
现代的测量机是把光学、机械、电子技术和计算机技术融为一体的高精度、高效率的自动化检测设备。
三坐标测量机三轴的直线性、导轨的平行性、扭摆和三个坐标的垂直性等，精度都非常高，通过电控系统和计算机及其相应软件可对被测零件的几何尺寸、形状位置公差进行手动、机动或CNC数控测量，并可与CAD/CAM系统连接。
它是现代工业检测和质量控制不可缺少的高精度大型测量仪器。
三坐标测量机的特点是高精度（达到 m级）、高效率（数十、数百倍于传统测量手段）、万用性（可替代多种长度测量仪器）。
因而多用于产品测绘，复杂型面检测，工夹检具测量，研制过程中间测量，CNC 机床或柔性生产线在线测量等。
使用三坐标测量机可以解决困难的测量问题，提高工作效率，并节省专用量具的制造、贮存、维修等工作。
尤其在现代工业向高度自动化发展的今天，将CAD/CAM技术应用于三坐标测量机——加工中心联机系统，三坐标测量机——计算机工作站——数控机床（生产线）的联机系统将得到进一步的推广，在新产品开发和计算机管理的自动生产线上，三坐标测量机的使用将越来越多越来越广。
现代制造业中的程序控制和质量保证越来越多地依赖三坐标测量机，近20年来在发达国家三坐标测量机已经替代了使用块规和夹具的传统检测方法，它的机动性节省了必备块规的投入，同时也大大降低了传统的质量控制所需的人力和时间。
另外，精密的三坐标测量机集几种测量功能于一机，例如：齿轮测量，凸轮轴测量、圆度测量等等，以上每种测量功能在使用传统测量方法的工厂中都需要单独配备一台专用测量设备。
三坐标测量机探测系统的分类及特点
三坐标测量机探测系统的分类及特点三坐标测量机的探测系统是由测座、测头、探针组成的系统，测头是测量机探测时发送信号的装置，它可以输出开关信号，亦可以输出与探针偏转角度成正比的比例信号，它是坐标测量机的关键部件，测头精度的高低很大程度决定了测量机的测量重复性及精度；不同零件需要选择不同功能的测头进行测量。
1、测头的分类◆触发测头：触发测头(Trigger Probe)：又称为开关测头，测头的主要任务是探测零件并发出锁存信号，实时的锁存被测表面坐标点的三维坐标值。
触发测头一般发出的为跳变的方波电信号，利用电信号的前缘跳变作为锁存信号，由于前缘信号很陡，一般在微秒级，因此保证了锁存坐标值的实时性。
◆扫描测头(Scanning Probe)：又称为比例测头或模拟测头，此类测头不仅能作触发测头使用，更重要的是能输出与探针的偏转成比例的信号(模拟电压或数字信号)，由计算机同时读入探针偏转及测量机的三维坐标信号(作触发测头时则锁存探测表面坐标点的三维坐标值)，以保证实时的得到被探测点的三维坐标，由于取点时没有测量机的机械往复运动，因此采点率大大提高，扫描测头用于离散点测量时，由于探针的三维运动可以确定该点所在表面的法矢方向，因此更适于曲面的测量。
◆接触式测头与非接触式测头：接触式测头(Contact Probe)：需与待测表面发生实体接触的探测系统。
非接触式测头(Non-Contact Probe)：不需与待测表面发生实体接触的探测系统，例如光学探测系统、激光扫描探测系统等。
2、分度测座◆集成测头的手动旋转测座特征：基本型，经济实用的集成式测头和测座系统，可以手动定位内置测头的方位，从而在空间内完成工件所有特征的测量。
◆集成测头的手动分度式测座两个自由度的集成测头和测座系统，允许以设定的可重复分度在空间内手动定位其内置的测头，提高了手动和机动测量机的灵活性。
◆自动可分度测座特征：两个自由度的测座，可在空间内以良好的重复性自动定位测头，能够自动更换测量传感器，旋转后不需重新校准测头，因此针对工件的表面可以选择最适合的角度测量。
简述三坐标测量机的设备分类
简述三坐标测量机的设备分类三坐标测量机是一种高精度的测量设备，广泛应用于汽车、航空、航天、机械等行业。
它通过测量物体在三个坐标轴上的位置，来确定物体的尺寸和形状，从而实现精确的检测和质量控制。
在使用三坐标测量机之前，需要对其进行分类。
一、按结构分类1. 桥式三坐标测量机桥式三坐标测量机是最常见的一种结构类型，由两个立柱和一个横梁组成。
工件放置在横梁下方的工作台上进行测量。
桥式结构具有刚性好、稳定性高等优点，适用于大型工件和重型零部件的测量。
2. 悬臂式三坐标测量机悬臂式三坐标测量机与桥式结构不同，它只有一个立柱和一个悬臂臂杆。
工件放置在臂杆下方的工作台上进行测量。
悬臂式结构具有体积小、重量轻等优点，适用于小型零部件和精密零部件的测量。
3. 滑台式三坐标测量机滑台式三坐标测量机是一种特殊的结构类型，它的工作台可以在三个坐标轴上移动，同时测头也可以在三个坐标轴上移动。
滑台式结构具有灵活性好、适用范围广等优点，适用于各种形状和大小的零部件的测量。
二、按测量精度分类1. 高精度三坐标测量机高精度三坐标测量机是一种精度较高的设备，其误差范围通常在0.001mm以下。
高精度设备适用于对尺寸和形状要求较高的零部件进行检测和质量控制。
2. 中精度三坐标测量机中精度三坐标测量机是一种误差范围在0.005mm以下的设备。
中精度设备适用于对尺寸和形状要求较为普通的零部件进行检测和质量控制。
3. 低精度三坐标测量机低精度三坐标测量机是一种误差范围在0.01mm以下的设备。
低精度设备适用于对尺寸和形状要求不高的零部件进行检测和质量控制。
三、按控制方式分类1. 手动三坐标测量机手动三坐标测量机需要操作人员手动调整工作台和测头的位置，进行测量。
手动设备适用于对零部件的精度要求不高的场合。
2. 半自动三坐标测量机半自动三坐标测量机需要操作人员手动调整工作台的位置，但是测头的移动是由电脑程序控制的。
半自动设备适用于对零部件的精度要求较高的场合。
三坐标基础知识介绍
拟合
拟合是用途最广泛的一
种建坐标方法，多用于
优化坐标系。前面提到
旋转
元
的1面2点，特征值法，
素 控
三点法都是拟合的一种
平移
制
方
，通过拟合我们可以得
向
到同样的坐标系。一般
要求更改坐标系对零件
进行调研时我们会采用
拟合。这里的元素都要
有理论值。
拟合原理及常见问题
拟合时建议大家遵守以下两点： 1、拟合坐标系实际上也是一个建立新坐标系的过程，因此不能将被 考察的元素列入拟合的范围。要确认参与拟合的元素都是基准元素。
2、非接触式测量： 被测物体表面不能是玻璃、透明体等对光束会
产生折射反射或透射的物体
汽车行业常见的三坐标测量设备
桥式，龙门式，双悬臂多用于测量产品，钣金件或整车。需要恒温
（20±2℃），可手动也可自动进行测量。适合批量零件的监控。 精度0.02-0.05
龙门 双悬臂
桥式
汽车行业常见的三坐标测量设备
F.F
投影平面
平面的测量
平面通常作为也被用作基准元素，实际零件上很常见。 测量一个平面最少需要在平面上测量3个点。一般情况测 量4个点，在需要测量平面度的时候要尽量平均分布在平 面的各个角落，数量尽可能的多。 如用平面做基准元素，尽量选择不需要料厚补偿的那面。
矢量方向 F.F
圆的测量
圆也可用作基准元素，实际零件上很常见。测量一个圆最少需要在圆 上测量3个点。形状公差（圆度）至少4点才能计算。
3点法
此类型的参考系基于测量三个已经知道的理论位置的元素( 球或圆或点...) 一般用于利用基准孔或基准球来建坐标。 当点用来计算坐标系时, 一般是构建的点。 直接测量的点不能用来构建坐标。 实际和理论的任何偏差都会分散到三个元素内。 基准元素同向偏差之和为0。也是拟合的一种。 例如： 坐标值 SPHE1 : X=60, Y=-20, Z=-20.
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三坐标测量仪的分类介绍
三坐标测量仪基本工作原理是将被测零件放入它允许的测量空间范围内，精确地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。
不同的产品可以根据不同的标准来划分成不同的类型，三坐标测量仪也不例外。
下面思瑞测量为大家简单介绍以下几种三坐标测量仪的分类方式：
一、按照操作方式可以将三坐标测量仪分为手动三坐标测量仪和自动三坐标测量仪。
1、手动三坐标测量仪，控制系统结构简单，需要人为调试各轴，价格比较低廉，通常用于生产车间，对所测物件的测量精度要求不高。
2、自动三坐标测量仪，是通过计算机结合软件测量系统对测量机各轴之间的运动进行控制，以及对测量机的运行状态进行实时监控，从而实现自动测量。
二、按照测量范围可以将三坐标测量仪分为：小型、中型、大型三坐标测量仪。
1、小型三坐标测量仪，在X轴方向上的测量范围小于500mm，主要用于小型精密模具、工具和刀具等的测量。
2、中型三坐标测量仪，在X轴方向上的测量范围为500～2000mm，是应用最多的机型，主要用于箱体、模具类零件的测量。
3、大型三坐标测量仪，在X轴方向上的测量范围大于2000mm，主要用于汽车与发动机外壳、航空发动机叶片等大型零件的测量。
三、按照测量精度可以将其分为：精密型三坐标测量仪、中、低精密型三坐标测量仪。
1、精密型三坐标测量仪，单轴最大值不小于1*10-6L（L为最大量程，单位：mm），空间最大测量不小于（2-3）*10-6L。
一般应该把仪器放在恒温室内，以免仪器受到外界温度、湿度变化而影像测量精密度。
2、中、低精密型三坐标测量仪，低精度三坐标测量仪的单轴最大测量精度在1*10-4L左右，空间最大测量精度在（2-3）*10-4L。
中等精度三坐标测量仪的单轴最大测量精度在1*10-5L，空间最大测量精度在（2-3）*10-5L。
这类型的三坐标测量仪因为其测量精度要求不高，所以一般放在生产车间即可。
除了以上这些分类以外，思瑞测量还将三坐标测量仪按照设计结构分为龙门式三坐标测量仪、移动桥式三坐标测量仪和便携式三坐标测量仪。
其中移动桥式
三坐标测量仪是销量最好，也是最常用的一款，它的通用性比较强，适合多种行业，例如电子，五金，模具，汽车零部件等等。