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三坐标培训教程
课程目标
• 坐标测量基础知识 •了解为什么并且如何进行测头校正 • 完全理解如何建立零件坐标系 • 学会如何编制零件的測量程式 • 从头到尾编制合理的有条理的工件测量程式
六个良好测量实践的原则
正确的测量：测量仅应当满足已经协议的并且进行了很好定义的要求 。 正确的工具：应当采用合适的设备和方法进行测量，这些都经过论证 并适合于工作的目的。 正确的人员：测量人员应当是能胜任工作的、合格的和了解所要做工 作重要程度的。 定期的回顾：应当既有内部的，亦有独立的部门对所有测量设施和过 程的技术性能作出评估。 论证的一致性：在一个地方测量应当与在其他地方进行测量一致。 正确的过程：所有的测量的过程应当经深思熟虑并与国家或国际标准 相一致。
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 m+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0.5m，1或2m，也有达0.2m或0.1m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5m或10m，小型生产型测 量机也有1m或2m的。
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。其结构形式（总体布局形式）主要取决于三组坐标的相 对运动方式，它对测量机的精度和适用性影响很大。图1-1列出了常见的几种 结构形
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。
测量机在现代汽车工业中的应用
常见元素的测量及坐标系的建立
常见元素的测量
元素的构造：是通过间接的方法得到一些我们需要却无法直接 测量的特征元素。构造在测量之后进行，是对测量的延伸。
元素的评价：评价元素包含：距离、角度、几何公差、文本值 、坐标信息。
坐标系的原理与使用
三坐标测量机的结构形式分类
（a）, (b) 悬臂式;
(c) , (d) 桥式
(e)，(f) 龙门式;
(g) 坐标镗床式;
(h) 卧式镗床式
通用元素几何定义
多种几何量的测量
掌握三坐标测量机的基本功能及相应的测量方法。
1．坐标系变换 ⑴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。如图1-2所示， 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。 ⑵根据被测工件的需要，将直角坐标转换 为极坐标。
什么是三坐标？
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两两垂直并等长）
点M的三坐标值是向量OM在该坐标系每一个轴上的投影。点M的坐标为 （X1、Y1、Z1）。M的偏差值=实测值-理论值
常见的三坐标测量设备介绍介绍：
1、按测量方式分类（测头） • 分接触式测量 • 非接触式测量 2、按测量机的结构分类（机械坐标系统） 悬臂式、台式、桥式、龙门式、关节臂式
三坐标测量的基础知识
坐标测量的基础知识
一维坐标轴（基础） 简称数轴
-2
-1
0
2
y=-2 y=-1 y=0 y=+2
1yຫໍສະໝຸດ y=+1坐标值为根据坐标轴上某一点对应该轴的位置测得的代数值，数值可以为 正值，也可以为负值。
物理意义：用来描述物体在某一方向上的长度值。
同样的，二维坐标轴由两条一维坐标轴正交而来，是解析
悬臂式、台式、桥式、龙门式均采用直线光栅进行测量，结构上均有3个明 显的轴向运动部件。可手动也可自动进行测量。 关节臂式（便携式）采用圆形光栅进行测量。结构上类似人类的手臂，具 有3个（或更多）“关节”。因其结构小巧，只能手动测量。
车身坐标系
ISO 4130-1978 道路车辆 三维基准系统和基准符号 定义
确定形状、位置、中心和尺寸
•测量复杂形状 三坐标测量机可以测量圆柱面凸轮、端面凸轮、凸轮轴、螺纹、 丝杠、齿轮及非渐开线齿形等。 •周长、面积和体积测量。 •特殊参数测量 可以根据对被测件的测量计算出其重心、断面二次力矩及断面 系数等参数。
三坐标测量机是一种柔性的通用测量仪器，适于测量几乎是任何物体的 几何参数，它的准确度（和精度）是衡量一台机器好坏的重要指标。影响测 量机准确度（和精度）的因素主要有两个方面，一是测量机本身系统，二是 外部环境影响，由此产生的误差有系统误差和随机误差，针对误差的补偿方 法也有系统和随机两种。分析和研究误差补偿方法不但可保证三坐标测量机 的现有精度而且可使之提高。