三坐标测量机发展历史
意大利coord3三坐标
意大利coord3三坐标公司历史：Coord3成立于1973。
公司的使命曾经是为汽车工业制造者生产划线仪器。
从70年代到80年代：本公司生产安装了400多台划线仪器。
在80年代末期：公司产品范围进一步扩大，包括不同架构的机器：桥式，龙门式，水平臂式。
1992年：Coord3开发了基于Windows TM平台的手动及数控三坐标测量机的软件。
1999年：新股东投入资金并为公司管理走上快速成长道路作出贡献。
2004年：Coord3和卡尔蔡司公司宣布了在开发和销售Coord3龙门式测量设备反面的合作关系。
2007年：Coord3加入了高度创新，快速增长的测量机解决方案提供商Metris公司。
2009年：Metris公司分拆意大利三坐标测量机的运作，成立新的公司，名称为：Coord3 Industries有限责任公司。
当今：Coord3 Industries有限责任公司总部设在Bruzolo,意大利都灵。
公司使命：1.为三维测量提供整体解决方案。
2.制造高品质的机器以及最先进的软件和控制器设备。
Coord3 Industries是在意大利的三坐标测量机领军企业之一，拥有全球安装基础（超过3，000套，50%应用于意大利）的铝制桥式和大型龙门式三坐标测量机而且在不同高科技行业都有很多重要客户。
Coord3 Industries在全球市场范围内设有三坐标测量机的代理和服务中心网络。
Coord3 Industries仍然是Metris公司独家分销商（意大利),产品包括激光传感器，雷达/GPS系统和手动关节壁。
首页 >>> 产品目录 >>> 意大利COORD3三坐标测量机产品[水平臂测量机,水平臂测量仪,双悬臂测量机]资料点击看大图如果您对该产品感兴趣的话,可以产品名称: 水平臂测量机,水平臂测量仪,双悬臂测量机产品型号:产品展商: 昆山科德三测量仪器有限公司关注指数:62产品文档: 无相关文档简单介绍水平臂测量机,水平臂测量仪,双悬臂测量机水平臂测量机,水平臂测量仪,双悬臂测量机的详细介绍品牌Coord3 型号SWAN SI类型水平臂式三坐标测量机定位精度 0.001（mm）外形尺寸 1000*1860*2155（mm）水平臂型测量机：SWAN SISWAN SI系列的主要特点是承载运动主滑架的导航直接固定在地面上（“轨道”式结构），“轨道”式结构设计，充分保障待测工件无阻碍进出。
三坐标初级培训
工件坐标系
坐标系转换
通过平移、旋转等变换，实现不同坐 标系之间的转换，以满足测量需求。
根据被测工件的几何特征建立的坐标 系，用于描述工件上各点的位置。
几何量测量原理
长度测量
利用测头接触被测点，通过测量机内部算法计算两点之间的距离 。
选择依据
选择编程语言时，需要考虑ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ备 的兼容性、编程效率、易学易用 性等因素。
编程环境搭建与配置过程
硬件环境
需要配置高性能计算机、 三坐标测量机等硬件设备 。
软件环境
安装相应的编程软件，如 PC-DMIS、CMMManager等，并进行配置 和调试。
网络环境
确保计算机与三坐标测量 机之间的网络连接稳定可 靠。
关闭流程
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退出测量软件，关闭计算机及 控制系统。
断开总电源，关闭设备。
清理工作台面，确保设备整洁 。
工件装夹与定位方法
工件装夹 选择合适的夹具，确保工件稳固且易于测量。
将工件放置在夹具上，调整夹具位置，使工件处于测量范围内。
工件装夹与定位方法
• 紧固夹具，防止工件在测量过程中移动或松动。
角度测量
通过测量三个或更多点之间的相对位置，利用三角函数计算角度 值。
形状和位置误差测量
通过比较实际测量数据与理论数据，计算形状和位置误差。
误差来源及分类
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系统误差
由于测量机本身的设计、 制造、安装等因素引起的 误差，如机器精度、测头 误差等。
随机误差
由于环境因素（如温度、 湿度变化）或操作因素（ 如测头接触力不稳定）引 起的误差。
三坐标机发展历史
2、提高了三维测量的测量精度，目前高精度的 坐标测量机的单轴精度，每米长度内可达1um以 内，三维空间精度可达1um-2um。对于车间检测 用的三坐标测量机，每米测量精度单轴也达3um4um。
3、由于三坐标测量机可与数控机床和加工中 心配套组成生产加工线或柔性制造系统，从 而促进了自动生产线的发展。
L型桥式坐标测量机是综合移动桥式和龙门式测量机优 缺点的测量机，有移动桥式的平台，工作开敞性较好， 又像龙门式减少移动的重量，运动速度、加速度可以较 大，但要注意辅腿的设计。
图2.5 L型桥式坐标测量机
这类坐标测量机有沿着相互正交的导轨而运动的三个 组成部分，装有探测系统的第一部分装在第二部分上并 相对其作垂直运动。第三部分以悬臂被支承在一端，并 相对机座作水平运动。第三部分相对机座作水平运动并 在其上安装工件。 此类测量机载力不高，应用较少。
4、随着三坐标测量机的精度不断提高，自动化 程序不断发展，促进了三维测量技术的进步，大 大地提高了测量效率。尤其是电子计算机的引入， 不但便于数据处理，而且可以完成CNC的控制功 能，可缩短测量时间达95%以上。
5、随着激光扫描技术的不断成熟，同时满足了 高精度测量（质量检测）和激光扫描（逆向工程） 多功能复合型的三坐标测量机发展更好地满足了 用户需求，大降低用户投入成本，提高工作效率。
综上所述，三坐标测量机的出现是标志计量仪器 从古典的手动方式向现代化自动测试技术过渡的一 个里程碑。三坐标测量机在下述方面对三维测量技 术有重要作用。
1、实现了对基本的几何元素的高效率、高精度测 量与评定，解决了复杂形状表面轮廓尺寸的测量， 例如箱体零件的孔径与孔位、叶片与齿轮、汽车与 飞机等的外廓尺寸检测。
2、由于机械加工、数控机床加工及自动加工线 的发展，生产节拍的加快，加工一个零件仅有几 十分钟或几分钟，要求加快对复杂工件的检测。
蔡司三坐标教程
坐标系建立与校准
选择合适的测头
根据测量需求选择合适的测头， 并进行测头校准，确保测量精度。
建立坐标系
在测量空间中建立合适的坐标系， 通常选择工件上的三个基准点进
行定位。
校准坐标系
使用标准件对建立的坐标系进行 校准，确保坐标系的准确性和稳
定性。
工件装夹与定位
选择合适的装夹方式
根据工件的形状和尺寸选择合适的装夹方式，确保工件在测量过 程中的稳定性和准确性。
接触式测量的优点
测量精度高，稳定性好。
接触式测量的缺点
测头易磨损，测量速度较慢。
非接触式测量原理
光学测量
利用光学原理，如激光干涉、影 像处理等，对工件表面进行测量。
气动测量
通过空气喷嘴与工件表面的距离 变化，测量工件尺寸。
非接触式测量的优点
无需接触工件，无磨损问题，测 量速度快。
非接触式测量的缺点
原理
蔡司三坐标测量机采用测头接触或非接触方式，通过测量被测物体表面点的三 维坐标值，经过计算机数据处理，实现对物体几何形状、尺寸和位置的全面评 价。
发展历程及现状
初始阶段
20世纪初，三维坐标测量技术开始萌芽。
发展阶段
20世纪中后期，随着计算机技术的进步，三维坐标测量技术得到快速 发展。
成熟阶段
21世纪初至今，蔡司三坐标测量机在精度、速度和自动化程度等方面 取得显著进步。
测量软件
提供全面的测量功能，包括几何元素 测量、形位公差评定、逆向工程等， 支持多种CAD数据格式导入和导出。
03 蔡司三坐标测量原理及方法
接触式测量原理
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触发式测量
通过测头与工件表面接触，产 生触发信号，记录当前坐标值。
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。
三坐标检测发展历史.
平均每12年加工误差缩小一半
一般加工精度<0.01mm 超精密加工精度0.005μm 增长速度比国外低50%，约落后15～20年
加工中心精度提升历程（刀柄 ISO40 或HSK63）
工作精度每８年提升１倍
5、实现逆向（反求）工程的需要，例如随着模具 生产的发展，往往采用按制好的工件模型去仿制
模具，故需要三维扫描测量出工件轮廓曲线的数
三坐标测量机是精密的测量仪器，它集机、光、 电等于一体。随着电子技术、计算机技术的发展， 三坐标测量机由手动数显逐步发展到目前的CNC控 制的高级阶段。测量机机械结构最初是在精密机床 基础上发展起来的。如美国Moore公司的测量机就 是由坐标镗床——坐标磨——坐标测量机逐步发展 起来的，又如瑞士的SIP公司的测量机就是在大型 万能工具显微镜——光学三坐标测量仪基础上逐步 发展起来的。这些测量机的结构都没有脱离精密机 床及传统精密测试仪器的结构。
4、随着三坐标测量机的精度不断提高，自动化 程序不断发展，促进了三维测量技术的进步，大 大地提高了测量效率。尤其是电子计算机的引入， 不但便于数据处理，而且可以完成CNC的控制功 能，可缩短测量时间达95%以上。 5、随着激光扫描技术的不断成熟，同时满足了 高精度测量（质量检测）和激光扫描（逆向工程） 多功能复合型的三坐标测量机发展更好地满足了 用户需求，大降低用户投入成本，提高工作效率。
4、随着生产规模日益扩大，加工精度不断提高， 除了需要高精度三坐标测量机的计量室检测外， 为了便于直接检测工件，测量往往需要在加工车
间进行，或将测量机直接串连到生产线上。检验
的零件数量加大，科学化管理程度加强，因而需 要各种精度的坐标测量机，以满足生产的需要。
1950年至2000年 50年内约提升两个数量级 平均每8年加工误差缩小一半 我国情况
1-三坐标测量机测量技术讲解
世界上第一台三坐标测量机（英国Ferranti公司1956）
•1992年全球拥有三坐标测量机46100台，年销售增长率 在7%-25%左右。
•发达国家拥有量高，在欧美、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，年增长率在20%以上。
•目前，三坐标测量机被广泛应用 在汽车、航天、航空 、家电、电 子、模具等制造领域。
2.意义和作用
随着人们生活水平的提高和制造业的快速发展， 特别是机床、机械、汽车、航空航天和电子工业，各 种复杂零件的研制和生产需要先进的检测技术；
同时为应对全球竞争，生产现场非常重视提高加 工效率和降低生产成本。其中，最重要的便是生产出 高质量的产品。
因此，为确保零件的尺寸和技术性能符合要求， 必须进行精确的测量，因而体现三维测量技术的三坐 标测量机应运而生，并迅速发展和日趋完善。
综上所述，三坐标测量机的出现是标志计量仪器从古典的手 动方式向现代化自动测试技术过渡的一个里程碑。三坐标测量 机在下述方面对三维测量技术有重要作用。
1、实现了对基本的几何元素的高效率、高精度测量与评定， 解决了复杂形状表面轮廓尺寸的测量，例如箱体零件的孔径与 孔位、叶片与齿轮、汽车与飞机等的外廓尺寸检测。
三坐标测量机的发展历程
1.三坐标测量机的发展历程
三坐标测量机是近30年发展起来的一种高效率的新 型精密测量仪器。它广泛件的尺寸、形状及相互位置的 检测。由于它的通用性强、测量范围大、精度高、效率 高、性能好、能与柔性制造系统相连接，已成为一类大 型精密仪器，有“测量中心”之称。
如图所示，测量孔1和2的中心距，先在孔1和2各测至少3点， 计算出各自的圆心坐标值，然后计算两点的距离，同时可以测 量外形尺寸、孔径、孔的圆度和圆柱度、两孔轴线的平行度、 轴线与基面的垂直度、工件表面的平面度等。
三坐标检测发展历史
图2 .1移动桥式BQC系列坐标测量机
（1）结构简单，结构刚性好，承重能力大； （2）工件重量对测量机的动态性能没有影响。
（1）X向的驱动在一侧进行，单边驱动，扭摆大，容易 产生扭摆误差； （2）光栅是偏置在工作台一边的，产生的阿贝臂误差较 大，对测量机的精度有一定影响； （3）测量空间受框架影响。
世 界 上 第 一 个 触 发 测 头
1956年，英国Ferranti公司开发了第一台三坐标测量机
•1992年全球拥有三坐标测量机46100台，年销售增长率 在7%-25%左右。
•发达国家拥有量高，在欧美、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，年增长率在20%以上。 •目前，三坐标测量机被广泛应用 在汽车、航天、航空 、家电、 电子、模具等制造领域。
4、随着生产规模日益扩大，加工精度不断提高， 除了需要高精度三坐标测量机的计量室检测外， 为了便于直接检测工件，测量往往需要在加工车
间进行，或将测量机直接串连到生产线上。检验
的零件数量加大，科学化管理程度加强，因而需 要各种精度的坐标测量机，以满足生产的需要。
1950年至2000年 50年内约提升两个数量级 平均每8年加工误差缩小一半 我国情况
这类测量机有沿着相互正交的导轨而运动的三个组成 部分，装有探测系统的第一部分装在第二部分上并相对 其作垂直运动，第一和第二部分的总成沿着牢固装在机 座两侧的桥架上端作水平运动，在第三部分上安装工件 。 高精度测量机通常采用固定桥式结构，经过改进这类 测量机速度可达400mm/S,加速度达到3000mm/S2，承 重达2000KG，典型的固定桥式有目前世界上精度最好的 出自德国LEITZ公司的PMM-C测量机。
据。因此需要与“数控机床”或“加工中心”相 配合的三维检测技术。
三坐标测量机
三坐标测量机三坐标测量机是20世纪60年代后期发展起来的一种高效率的精密测量仪器。
它的出现，一方面是由于生产发展的需要。
即高效率加工机床的出现，产品质量要求进一步提高，复杂立体形状加工技术的发展等都要求有快速、可靠的测量设备与之配合；另一方面也由于电子技术、计算技术及精密加工技术的发展，为三坐标测量机的出现提供了技术基础。
三坐标测量机（CMM）是一种以精密机械为基础，综合应用电子技术、计算机技术、光栅与激光干涉技术等先进技术的检测仪器。
三坐标测量机的主要功能是：1）可实现空间坐标点的测量，可方便的测量各种零件的三维轮廓尺寸、位置精度等。
测量精确可靠，万能性强。
2）由于计算机的引人，可方便的进行数字运算与程序控制，并具有很高的智能化程度。
因此它不仅可方便地进行空间三维尺寸的测量，还可实现主动测量和自动检测。
在模具制造工业中，充分显示了在测量方面的万能性、测量对象的多样性。
三坐标测量机广泛应用于机械制造、仪器制造、电子工业、航空和国防工业各部门，特别适用于测量箱体类零件的孔距和面距、模具、精密铸件、电子线路板、汽车外壳、发动机零件、凸轮以及飞机型体等带有空间曲面的工件。
三坐标测量机的作用不仅是由于它比传统的计量仪器增加了一二个坐标，使测量对象广泛，而且它的生命力还表现在它已经成为有些加工机床不可缺少的伴侣。
例如它能卓有成效地为数控机床制备数字穿孔带，而这种工作由于加工型面愈来愈复杂，用传统的方法是难以完成的，因此，它与数控“加工中心”相配合己具有“测量中心”之称号。
第一节三坐标测量机的类型三坐标测量机有多种分类方法，下面从不同的角度对其进行分类。
一、按照技术水平的高低分类（1）数显及打字型（N）——这种类型主要用于几何尺寸测量，采用数字显示，并可打印出测量结果，一般采用手动测量，但多数具有微动机构和机动装置，这类测量机的水平不高，虽然提高了测量效率，解决了数据打印问题，但记录下来的数据仍需进行人工运算。
PPT-苏州天准培训资料(三坐标)
• 控制系统部分 1.控制器 2.驱动器
5.测头采集数据部分 测头采集数据部分
精准测量
恒久如一
Precise Measurement Forever
• 测头采集数据部分 1.测头座 2.测头 3.测针 （软件演示）
6.上位机软件部分 上位机软件部分
Precise Measurement Forever
六、天准三坐标的特点
精准测量
恒久如一
Precise Measurement Forever
• 天准三坐标充分考虑了机械结构对三坐标 精度的影响，汲取并提升了业内大部分生 产厂家的设计优点，从测量机的稳定性到 机械部分的误差源、还有独特的齿形带齿 形轮传动系统，外加全误差补偿，保证了 机床空间内任意位置的精度。
六、天准三坐标的特点
精准测量
恒久如一
Precise Measurement Forever
一、主副立柱的跨距最小化设计，增加机床 的刚性，从而提高机械本体的重复性、稳 定性 二、气浮轴承的跨距大，增加机床的刚性、 稳定性
六、天准三坐标的特点
精准测量
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五.三坐标测量机的组成 三坐标测量机的组成
精准测量
恒久如一
Precise Measurement Forever
三坐标可分为六大部分组成： 1.机械主体部分 2.传动部分 3.光栅读数头部分 4.控制系统部分 5.测头采集数据部分 6.上位机软件部分
精准测量
恒久如一
Precise Measurement Forever
• 上位机软件部分 1.软件安装包（安装光盘） 2.软件加密狗（像U盘一样的USB狗） 3.软件授权码（注册序列码） （简介软件的一些功能和模块）
三坐标测量机
从清单中选 择测座类型
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产生测头文件
精选ppt
第三步 从清单中 选择测头 附件
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产生测头文件
精选ppt
第四步 从清单中选 择相应的传 感器如： Tp20, Tp200 等
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产生测头文件
精选ppt
第五步 从测头清单 中选择所用 的测杆，如 ：4 *20 〔直 径、长度〕
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精选ppt
〔2〕测头系统 测头是坐标测量机触测被测零件的发讯开关, 是
坐标测量机的关键部件，测头精度的上下决定了坐标 测量机的测量重复性。三坐标测量机的功能、工作效 率、精度与测头密切相关。三坐标测头的两大根本功 能是测微和触发瞄准。
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精选ppt
测头的分类
– 按结构原理，测头可分为机械式、光学式和电气式。 – 按测量方法，测头可分为接触式和非接触式。
〔4〕测量软件
测量机本体只是提取零件外表空间坐标 点的工具。 测量机精度在很大程度上依赖 于软件。测量机软件成 为决定测量机性能 的主要因素。
测量软件从功能上可以分成以下几类：
① 通用测量软件
②专用测量评价软件
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③附加功能软件
精选ppt
测量软件功能与应用的分类有以下几方面。
①箱体类零件 ②自由曲面类零件 ③特定形 面类零件 ④反求测量
建立零件坐标系时需要做三件事： 找正 (用任何元素的方向矢量〕。找正元素控制了工作平面的方向。 旋转坐标轴 (用所测量元素的方向矢量). 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。 原点 (任意测量元素或将其设为零点的定义了X、Y、Z值的元素)。
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精选ppt
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。
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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。
2024版经典三坐标培训教程
经典三坐标培训教程contents •三坐标测量机概述•三坐标测量机结构与组成•三坐标测量机操作与维护•三坐标测量机编程技术•三坐标测量机精度评定与优化•三坐标测量机应用实例分析目录01三坐标测量机概述定义与原理三坐标测量机（CMM）定义一种基于坐标测量原理，通过测头系统对工件进行接触或非接触式测量，获取其几何形状、尺寸和位置等信息的精密测量设备。
坐标测量原理利用三个互相垂直的导轨（X、Y、Z轴）建立三维坐标系，通过测头在三个方向上的移动，实现对工件表面点的坐标测量。
发展历程及现状发展历程从20世纪50年代第一台商用三坐标测量机的诞生，到70年代计算机技术的引入，再到90年代高精度、高效率的测量技术发展，三坐标测量机不断升级和完善。
现状当前，三坐标测量机已广泛应用于制造业各个领域，成为产品质量控制的重要手段。
同时，随着智能制造、数字化工厂等概念的提出，三坐标测量机正朝着自动化、智能化方向发展。
应用领域与前景应用领域汽车制造、航空航天、模具制造、精密机械、电子电器等制造业领域。
前景随着制造业对产品质量要求的不断提高，以及新技术、新工艺的不断涌现，三坐标测量机将在未来发挥更加重要的作用。
同时，随着人工智能、大数据等技术的融合应用，三坐标测量机将实现更高程度的自动化和智能化，提高测量效率和精度。
02三坐标测量机结构与组成通常采用高精度花岗岩或铸铁材料，具有稳定的温度特性和抗变形能力。
主机框架导轨系统驱动系统包括X 、Y 、Z 三个方向的导轨，确保测量机的运动精度和稳定性。
采用伺服电机或步进电机驱动，实现测量机的精确定位和运动控制。
030201主机结构与设计控制系统与软件控制系统负责控制测量机的运动、数据采集和处理等功能，通常采用工业控制计算机或PLC等控制设备。
测量软件具有强大的测量功能，包括点、线、面、圆等基本元素的测量，以及形位公差、曲线曲面等复杂特征的测量。
数据处理软件对测量数据进行处理、分析和优化，生成测量报告和图形化显示结果。
三坐标测量机发展历史
三坐标测量机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，1962DEA 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。
测量机的发展可划分为三代:第一代：世界上第一台测量机是英国的FERRANTI 公司于1959 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。
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。
第二代：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。
第三代：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，从而提出了第三代测量机的概念。
原创三坐标测量教案PPT课件
三坐标测量机的发展历史
2024/4/4
三坐标测量机的主要组成部分
三坐标测量机种类繁多但大体上皆由若干具有一定功能的部分 组成，主要由主机、测头、电气系统三大部分。主机部分主要 包括机械框架结构、标尺系统、导轨、驱动装置、转台及附 件。三维测头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。电气系统包 括控制部分。计算机硬件、计算机软件及输出设备。
测头的材料
红宝石 氮化硅 氧化锆球
杆材料
不锈钢 碳化钨
陶瓷 碳纤维
测头是测量机触测被测零件的发讯开关，它是坐标测量机的
关键部件，测头精度的高低决定了测量机的测量重复性。
接触式
机械接触式测头 电气接触式测头
触发式 扫描式
测头分类
非接触式 光学测头
光学测头的优势
1）由于不存在测量力，因而适合于测量各种软的和薄的 工件；
什么时侯用扫描测头？
应用于有形状要求的零件和轮廓的测量：扫描方式测量 的主要优点在于能高速的采集数据，这些数据不仅可以 用来确定零件的尺寸及位置，更重要的是能用众多的点 来精确的描述形状、轮廓，这特别适用于对形状、轮廓 有严格要求的零件，该零件形状直接影响零件的性能(如 叶片、椭圆活塞等); 也适用于你不能确信你所用的加工 设备能加工出形状足够好的零件,而形状误差成为主要问 题时。
2024/4/4
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2）由于是非接触测量，可以对工件表面进行快速扫描测 量；
3）多数光学测头具有比较大的量程，这是一般接触式测 头难以达到的；
4）可以探测工件上一般机械测头难以测到的部位。
什么时侯用触发式测头？
1.被测零件所关注的是尺寸（如小的螺纹底孔）、间 距或位置，接触式触发测量是合适的，特别是由于对 离散点的测量; 2. 触发测头体积较小当测量空间狭窄时测头易于接近 零件; 3. 一般来讲触发式测头使用及维修成本较低。
三坐标培训教程海克斯康ppt教案
目 录
• 三坐标测量机概述 • 三坐标测量机结构与工作原理 • 三坐标测量机操作方法与步骤 • 数据处理与结果分析 • 设备维护与保养知识 • 安全操作规程与注意事项
01
三坐标测量机概述
三坐标测量机定义及作用
定义
三坐标测量机（CMM）是一种精 密测量设备，通过三个互相垂直 的运动轴（X、Y、Z）实现空间 坐标的测量。
03
三坐标测量机操作方法与 步骤
开机前准备工作
检查设备状态
确保三坐标测量机处于正常状态 ，无异常报警或故障提示。
清洁测量空间
清除测量空间内的杂物和灰尘，确 保测量环境干净。
准备测量工具
根据测量需求，准备好相应的测头 、测针等测量工具。
软件界面介绍及基本操作
软件启动与登录
介绍软件的启动方法，以及用户 登录和权限设置。
计算机系统
包括硬件和软件，用于 数据处理、结果显示和
打印输出等。
传感器类型及其特点
触发式传感器
通过测头与被测物体接触 产生触发信号进行测量， 具有测量精度高、稳定性 好的特点。
扫描式传感器
通过测头在被测物体表面 连续扫描进行测量，具有 测量速度快、效率高的特 点。
光学传感器
利用光学原理进行测量， 具有非接触、测量范围大 、精度高等特点。
产品线
涵盖了三坐标测量机、便携式测量设 备、光学测量系统等多个领域，为客 户提供全方位的测量解决方案。
02
三坐标测量机结构与工作 原理
三坐标测量机主要组成部分
主机
包括测量空间、运动系 统、控制系统等，是测
量机的主体部分。
测头系统
包括测头、测针等，用 于接触被测物体并传递
三坐标
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FERRANTI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。
三坐标背景综述
手动式测量机
手动三坐标一般都没有 配备运动控制系统所有 测量过程都是纯手动操 作，随机误差远远大于 自动三坐标测量机。而 且由于本身配臵问题而 导致它不能像自动测量 机那样实现程序控制设 备进行批量测量。
本章知识要点 三坐标发展概况及应用领域的认知； 三坐标测量工作原理的理解； 三坐标结构种类及它们各自的优势。
水平臂式坐标测量机属于 悬臂式类的一种结构形式， 它又可以称为地轨式三坐 标测量机，在汽车工业中 有着广泛的应用。这种测 量机结构简单，X方向很 长，Z方向较高，整机开 敞性较好，是测量汽车各 种部件、车身时最常用的 测量机。它的缺点是水平 臂变形较大，设备使用久， 会对自身精度有影响。
龙门式测量机
三、在制造业中，大多数产品都是按照CAD数学模 型在数控机床上制造完成的，它与原CAD数学模型 相比，确定其在加工制造中产生的误差，就可用 三坐标测量机进行直观的测量。
四、实现逆向（反求）工程的需要，例如随着模 具生产的发展，往往采用按制好的工件模型去仿 制模具，故需要三维扫描测量出工件轮廓曲线的 数据。因此需要与“数控机床”或“加工中心” 相配合的三维检测技术。
三坐标测量机结构认知
三坐标测量机的结构形式可归纳为七大类： 由平板测量原理发展起来的悬臂式、桥框式和 龙门式，这三类一般称为坐标测量机 （ Coordinate Measuring Machine ，简称 CMM）；由镗床发展起来的立柱式和卧镗式，这 两类测量机一般称为万能测量机（ Universal Measuring Machine，简称UMM）；由测量显微 镜演变而成的仪器台式，又可称为三坐标测量 仪；极坐标式，它是通过极坐标原理发展起来 的。
CAD模型
点云
实物
三坐标工作原理
英国LK三坐标
英国LK三坐标英国LK三坐标公司介绍：1959年，世界上第⼀台三坐标测量机诞⽣于英国。
1963年，总部设在英国德⽐郡的LK有限公司（LK Limited）开始制造三坐标测量机，她是全世界第⼆家测量机专业制造商，是现存历史最悠久的三坐标测量机品牌，也是现代测量机的奠基⼈。
专业制造具有"精密制造或计量经验"等，并不代表具有测量机的制造经验。
LK⾃成⽴起40多年的时间⾥，产品仅有⼀种，即三坐标测量机。
他的专业经验不是泛泛的精密计量或精密制造，⽽是完全三坐标测量机的专业经验。
现代三坐标测量机技术的奠基⼈三坐标测量机脱胎于⾦属加⼯设备,因此早期的测量机与⾦属加⼯设备区别不⼤,直到1971年,LK制造出全球第⼀台CNC测量机。
在这台测量机上，LK⾸先采⽤了全花岗岩材料和当时⾮常先进的IBM⼯业控制系统（下图）。
⽤⽯头造机器，在当时不可思议。
LK在全球⾸家采⽤的许多技术，都被同⾏业模仿或采⽤，有些⼀直沿⽤到现代测量机。
例如：花岗岩材料、⼯业陶瓷材料、碳纤维复合材料、⽓浮导轨、电测头、PC控制系统、DIMS程序内核软件等。
差异化经营的典范LK是技术型的企业，设计产品主要针对中⾼端客户群，这些客户中不乏特殊应⽤的要求。
例如：液体中零件的⼏何量测量，超⼤零件、异型零件的测量，亚微⽶级测量等。
虽然⽬标市场⽐较窄，但LK的年产值仍⾼达4千万英镑，折合6亿多⼈民币。
在中国的发展尽管LK进⼊中国市场较晚，但她在所有测量机制造商中⾸家荣获中华⼈民共和国进⼝计量器具型式批准，⾸家在中国推⼴⼯业陶瓷及测量机，向国内客户提供了开放环境下的在线、共线测量机群，并成功应⽤⾄今。
历史上，LK以军⼯和航空航天为主要⽬标市场，定位于⼯业陶瓷的中⾼端产品和差异化产品及服务，随着汽车、模具等⾏业对测量要求的不断提⾼，LK的产品得以⼴泛应⽤，尤其在通⽤汽车、福特汽车、波⾳飞机、空中客车等全球⼤公司中⼴泛应⽤。
2004年9⽉，LK在中国成⽴了合资企业——上海埃尔凯（SLK）测量技术有限公司。
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三坐标测量机发展历史
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，1962DEA 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。
测量机的发展可划分为三代:
第一代：世界上第一台测量机是英国的FERRANTI 公司于1959 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。
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。
第二代：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。
第三代：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，从而提出了第三代测量机的概念。
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。
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。
EXPERT 高精度三坐标测量机机型特点
1、三轴均采用精心设计的矩形导轨，放弃了各种所谓“独特”、“专利”甚至是古怪的多边形导轨结构设计，返朴归真。
矩形导轨误差修正模型简单实用，是高精度测量机最常见的导轨形式。
2、三轴均采用四面环抱式空气轴承布局设计，并使用高气膜刚性的预压紧空气轴承。
四面环抱布局相比其他布局，每个空气轴承的预压紧力可以做到单独控制互不干扰，确保每个空气轴承都工作在最理想的状态。
3、长轴采用目前业界公认的最理想的三坐标传动系统—金属摩擦传动。
金属摩擦相比常见的同步带、齿轮齿条等齿形传动，完全消除了齿形效应，传动更加平稳，也有效消除了同步带弹性伸缩带来的机器震荡，有效提高了测量机的传动刚性，从而达到更好的启停和定位能力，是高精度扫描测量的理想选择。
4、测量机主副立柱都采用双层设计，有效降低了外界温度变化或是空调送风系统对测量机精度的影响，使测量机具有更强的环境适应能力。
5、全新的测量机底座设计，完全兼容高效被动式隔振系统或是主动式空气隔振系统，满足强震源厂房和在线测量的使用需求。