三坐标测量基础知识

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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。

三坐标测量基础知识学习资料

凸台或加工基准缩进> 5mm，以避免基准损坏
3.2.3 通过小球:
作基准用的小球通过使用钻套放置在检验平台上
3.3 建立参考系几种方法
• 3-2-1建立参考系 • 几何法建立参考系 • 三个中心点建立参考系 • 六个曲面点建立参考系 • 基准元素建立参考系 • 最佳拟合建立参考系
3.3.1 3-2-1建立参考系
2.2 检具的检定报告
检具的测量和夹具的测量原理相同，先测量检具或夹具的基准，根据图纸提供的条件建立检具或夹具的坐标系，然后对检具或夹具的定位销和定位面进行测量。
根据图纸或验收要求对比测量结果判断是否满足使用要求。
3.1 为什么创建参考系?
• 果不查参考系，那么只有机器的坐标系。例如，测量一个下面的零件：
• 这种建立参考系方法的原则是，通过在基准表面上采集六个点，从而创建参考系。
• 上图的例子中，点1, 2, 3 设定了X方向，这些点的坐标位置是 X=-100，点4, 5 设定了Y 方向坐标是 Y=45，点 6 设定了Z方向是 Z=50. 选择3-2-1构建坐标系时，显示右侧的对话框：
照窗口中的顺序采集六个点，并确认。参考系显示出来。
三坐标测量基础知识
前言
•
三座标测量是焊装白车身几何尺寸监控的重要手段
，随着公司发展，3D测量也纳入了冲压零件的质量监控范
围。可以说伴随着每个工厂的开工建设， 3D测量间是同
步开工的。也就是说，所有的焊装车身和冲压零件几何尺
寸分析都离不开3D测量数据。因此，掌握一些三座标测量
原理，了解如何分析阅读3D的测量报告，如何提出测量需
1.4测量软件介绍--目前武汉工厂全部使用Metrolog软件，整体界面如下。

2024版三坐标测量培训教程课件

三坐标测量培训教程课件
目录
• 三坐标测量基础 • 三坐标测量操作 • 数据处理与分析 • 误差来源与补偿技术 • 典型案例分析 • 三坐标测量发展趋势与展望
01
三坐标测量基础
三坐标测量原理
01
02
03
坐标系的建立
通过三个互相垂直的坐标轴（X、Y、Z）建立三维坐标系，确定被测物体在空间中的位置。
壁厚较薄、刚度较差、易变形等。
03
测量步骤
建立零件的三维模型，确定测量点和路径，进行数据采集和处理，生
成测量报告。
02
测量方法
采用接触式测量，如三坐标测量机、测微仪等。
04
注意事项
保证测量设备的精度和稳定性，选择合适的夹持方式和测量力，避免
零件的变形和损坏。
齿轮类零件的测量
齿轮类零件的特点
形状复杂、尺寸精度要求高、齿形齿向精度要求高等。
降。
误差补偿技术介绍
软件补偿
通过测量软件对测量数据进行实时修正，以消除误差。
硬件补偿
在测量设备上增加补偿装置，如温度补偿器、湿度补偿器等，以减小环境因素对测量精度的影响。
组合补偿
综合运用软件补偿和硬件补偿技术，以最大限度地提高测量精度。
提高测量精度的方法
选择高精度测量设备
控制环境因素
采用更高精度的测量设备可以直接提高测量精度。
控制系统
负责控制测量机的运动、数据采集和处理等任务，通常由计算机和相关软件组成。
数据处理与分析软件
对测量数据进行处理、分析和输出，提供测量结果和图形化展示。
三坐标测量机分类及应用
桥式三坐标测量机
具有高精度、高稳定性和高效率等特点，广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天等领域。

三坐标测量基础知识

度、圆度、圆柱度、平行度、垂直度、倾斜度、位置度、同轴
（心）度、对称度、圆（全）跳动等形位公差。
本章知识要点
测头标定的原理及意义。
余弦误差产生原因及避免方法。
构建坐标系的意义及对3-2-1法的理解。
工作平面的理解及掌握其适用场合。基本几何元素的最少点数及矢量方向记忆。元素构造的意义及其功能应用。元素尺寸偏差及形位公差的理解。
示例一：点构造
圆心（球心）点构造两直线相交点构造线2
圆
线1
投影点偏移点原始点任一点偏置某一距离
原始点
任一点投影至某一平面
示例二：圆构造
在一个圆锥指定的直径位置产生一个圆。
同时通过所选的几个元素拟和产生虚拟圆。
平面和圆锥相交产生某一高度的截面圆。
示例三：镜像构造
矩形阵列
法向矢量实际接触点
期望接触点导致的误差·
坐标系
一、测量机的坐标空间（MCS）
测量机的空间范围可用一个立方体表示。立方体的每条边是测量机的一个轴向。如下图所示，X轴为左右指向， Y 轴为前后指向，Z 轴为上下指向，三条边的交点为机器的原点。
Z
Y
原点
X
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、添加新测头角度后
c、添加加长杆后
d、测针更换过后
e、标定结果超差时
f、标定数据过期时
矢量与余弦误差
一、矢量的定义
矢量可以被看做一个带有箭头的单位长度直线，I 方向
在X轴，J方向在Y轴，K方向在Z轴。矢量I、J、K值介于1和
-1之间，分别表示与X、Y、Z夹角的余弦。在三坐标测量中矢量精确指明测头垂直触测被测特征的方向，即测头触测后的回退方向。 Z (+k) Y (+J )

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，一方面是由于自动机床、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。

1960年，英国FERRAN TI公司研制成功世界上第一台三坐标测量机，到20世纪60年代末，已有近十个国家的三十多家公司在生产CMM，不过这一时期的CMM 尚处于初级阶段。

进入20世纪80年代后，以ZEISS、LEITZ、DEA、LK、三丰、SIP、FERRANTI、MOORE等为代表的众多公司不断推出新产品，使得CMM的发展速度加快。

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，CMM已广泛用于机械制造业、汽车工业、电子工业、航空航天工业和国防工业等各部门，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。

如图9-1所示结构中，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。

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。

三坐标机基础

5 输出 X = 5 Y=5 Z=5
基本几何元素直线
最小点数: 2 位置: 矢量: 重心第一点到最后一点。直线度 2维/3维
Z
5
2
1
形状误差: 2维/3维:
Y
5
输出 X = 2.5 Y=0
I = -1 J=0
X
5
Z=5
K=0
基本几何元素
圆
最小点数: 位置: 中心矢量*: 相应的截平面矢量形状误差: 2维/3维: 圆度 2维 Z=0 K=1 3 5
P ro b e D ia A n g le E rro r 1 .0 ° 5 .0 ° 1 0 .0 ° 1 5 .0 ° 2 0 .0 °
0 .5 0 .0 0 0 0 0 .0 0 1 0 0 .0 0 3 9 0 .0 0 8 8 0 .0 1 6 0
1 .0 0 2 .0 0 3 .0 0 4 .0 0 M a g n it u d e o f e rro r in t ro d u c e d b y n o t p ro b in g n o rm a l t o su rfa c e 0 .0 0 0 1 0 .0 0 0 2 0 .0 0 0 2 0 .0 0 0 3 0 .0 0 1 9 0 .0 0 3 8 0 .0 0 5 7 0 .0 0 7 6 0 .0 0 7 7 0 .0 1 5 4 0 .0 2 3 1 0 .0 3 0 9 0 .0 1 7 6 0 .0 3 5 3 0 .0 5 2 9 0 .0 7 0 9 0 .0 3 2 1 0 .0 6 4 2 0 .0 9 6 3 0 .1 2 8 4
坐标系类型三坐标测量中常使用三种类型坐标系：直角坐标系、极坐标系和球坐标系。由于直角坐标系可用线性转换矩阵实现坐标变换，故在三坐标测量机中大都以直角坐标系作为坐标系转换基础。直角坐标系：指由三条数轴相交于原点且相互垂直建立的坐标系，又称笛卡尔直角坐标系。

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。

三坐标测量仪入门教学

三坐标测量仪入门教学三坐标测量仪是一种精密测量仪器，用于测量物体的尺寸、形状和位置等参数。

它能够在三个坐标方向上同时进行测量，具有高精度和高稳定性，被广泛应用于制造业领域。

本文将介绍三坐标测量仪的基本原理、操作步骤和注意事项，帮助初学者快速入门。

1. 基本原理三坐标测量仪基于坐标测量技术，通过传感器探测被测物体上的特征点，并将其坐标数据传输到计算机进行处理和分析。

其主要原理包括以下几点：•坐标系：三坐标测量仪采用直角坐标系，通常以三个轴线（X轴、Y 轴、Z轴）为基准，用来定位和测量被测物体。

•传感器：传感器通常由光学或机械测头组成，能够接收物体上的反射点或标记点，并测量其位置坐标。

•测量软件：测量软件用于控制测量仪，并将传感器测量的坐标数据转化为可视化的图形和数值结果。

2. 操作步骤以下为使用三坐标测量仪进行测量的基本操作步骤：1.开启三坐标测量仪：按下电源按钮，等待系统初始化完成。

2.定位被测物体：将被测物体放置在测量台上，并通过调整法兰螺丝或夹具来确保物体的稳定和准确位置。

3.调整工作台位置：使用控制按钮或键盘上的指令来调整工作台位置，将测量物体放置在传感器的测量范围内。

4.设置测量参数：在测量软件中设置测量参数，例如测量模式、精度要求和坐标轴方向等。

5.执行测量操作：点击开始测量按钮，三坐标测量仪将自动进行测量，并将测量结果显示在计算机屏幕上。

6.数据分析和处理：根据需要，进行数据分析和处理，例如计算尺寸差异、形状偏差和位置误差等。

7.完成测量报告：根据需要，生成测量报告并保存在计算机中或输出打印。

3. 注意事项在使用三坐标测量仪进行测量时，需要注意以下几点：•清洁和维护：定期清洁三坐标测量仪的传感器和工作台，确保其表面清洁无尘，以保证测量的准确性。

•校准和验证：定期对三坐标测量仪进行校准和验证，确保其测量结果与实际情况一致。

•被测物体：被测物体表面应平整光滑，没有杂质和变形，否则会影响测量结果的准确性。

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

倾斜误差
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

三坐标基础知识

三坐标基础知识1.基础理论1.1 什么是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。

1.2 坐标测量机的原理是什么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。

1.3 坐标测量机的特点及主要用途是什么从理论上讲，坐标测量机的特点是高精度（达到µm级）、高效率（数十、数百倍于传统测量手段）、万能性（可代替多种长度计量仪器）。

因而多用于产品测绘，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）以及各种类型的测头系统等,能完成多种复杂零件的测量，还可以与计算机辅助设计连用，与加工设备连用等，用于产品的检验（形位测量、复杂型面的测量、工夹具模具测量、与CNC机床或柔性生产线在线测量），因此坐标测量技术已经在工业质量保证中找到了自己的特定地位。

使用坐标测量机可以解决困难的测量问题，提高工作效率，并且节省专用夹具的制造，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技术应用于测量机一一加工中心联机系统，测量机一－计算机工作站一一数控机床（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，测量机的使用将越来越多越来越广。

1.4 坐标测量机的主要结构有哪几种形式，各有何优缺点从结构形式上分，主要分为桥式、悬臂式、水平臂和龙门式（也称门架式）。

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。