三坐标测量技术小结

三坐标

三坐标测量机，它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坐标量床。

三坐标测量机的工作原理:

任何形状都是由空间点组成的,所有的几何量测量都可以归结为空间点的测量,因此精确进行空间点坐标的采集,是评定任何几何形状的基础。

坐标测量机的基本原理是将被测零件放入它允许的测量空间，精确的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，经过数学计算的方法得出其形状、位置公差及其他几何量数据。

在测量技术上，光栅尺及以后的容栅、磁栅、激光干涉仪的出现，革命性的把尺寸信息数字化，不但可以进行数字显示，而且为几何量测量的计算机处理，进而用于控制打下基础。

三坐标测量仪可定义为“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送讯号，三个轴的位移测量系统 ( 如光学尺 ) 经数据处理器或计算机等计算出工件的各点坐标(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。

应用领域：

测量高精度的几何零件和曲面；

测量复杂形状的机械零部件；

检测自由曲面；

可选用接触式或非接触式测头进行连续扫描。

功能：

几何元素的测量，包括点、线、面、圆、球、圆柱、圆锥等等；

曲线、曲面扫描，支持点位扫描功能，IGES文件的数据输出，CAD 名义数据定义、ASCII文本数据输入、名义曲线扫描、符合公差定义的轮廓分析。

形位公差的计算，包括直线度、平面度、圆度、圆柱度、垂直度、倾斜度、平行度、位置度、对称度、同心度等等；

支持传统的数据输出报告、图形化检测报告、图形数据附注、数据标签输出等多种输出方式。

设备特点：

核心零部件及软件全部原装进口

单边活动桥式结构，显著提高运动性能，确保测量精度及稳定性

三轴导轨均采用高精密天然花岗岩，具有相同的温度特性及刚性

三轴导轨均采用自洁式预载荷高精度空气轴承，运动更平稳，导轨永不受磨损

RENISHAW自粘开放式金属光栅尺，更接近花岗岩基体的热膨胀系数，提高了设备的稳定性

RENISHAW UCC高速高精度自动控制系统，内嵌32位微处理器，真正实现实时控制；上下位采用光纤通讯，增强了电气抗干扰能力

SEREIN DMIS 软件特点

软件运行在WINDOWS 2000/XP环境下，全中文界面；面向对象的编程方式，支持图形镜像功能。

三维CAD数模导入、再现实体或线架模型、DMIS、STEP文件导入导出、测量结果的IGES文件输出，支持逆向工程。

动态CMM模型，支持测量机和测头的模拟和RENISHAW测头图形库。

测头管理功能，可动态选择多种测针。

几何元素的测量，包括点、线、面、圆、球、圆柱、圆锥等等；

曲线、曲面扫描，支持点位扫描功能，IGES文件的数据输出，CAD 名义数据定义、ASCII文本数据输入、名义曲线扫描、符合公差定义的轮廓分析。

形位公差的计算，包括直线度、平面度、圆度、圆柱度、垂直度、倾斜度、平行度、位置度、对称度、同心度等等；

支持传统的数据输出报告、图形化检测报告、图形数据附注、数据标签输出等多种输出方式；

工件坐标系管理，指定基准面（轴）即可生成工件坐标系，并可实现坐标系平移、旋转及迪卡尔坐标和极坐标的相互转换，支持3-2-1找正。

误差补偿功能，进一步提高机器测量精度。

基础技术参数：

型号： Leader Miracle NC8107

行程：

X轴 800 mm

Y轴 1000 mm

Z轴 700 mm

结构型式：活动桥式

传动方式：直流伺服系统 + 预载荷高精度空气轴承

长度测量系统：RENISHAW开放式光栅尺，分辨率为0.2μm

机台：高精度（00级）花岗岩平台

使用环境：温度(20±2)℃，湿度55%-65% ，温度梯度1℃/m，温度变化 1℃/h

空气压力：0.4 MPa - 0.5 Mpa

空气流量：120 L/min – 140 L/min

整机尺寸(LWH)：1.2m X 1.4 m X 2.3 m

机台承重：1000 kg ，整机重量：3000 Kg

空间测量精度：（2.9+4L/1000）μm

产品的主要配件：校正球、校正块、光栅尺尺、探针、控制器、测量软件等等。。

全球主要三坐标厂商：LK、蔡司、温泽、海克斯康、西安交大精密、爱德华、法如、波龙、奥智品、Feanor、SNK、埃帝科、马波斯、法信、西安力德、雷尼威尔等等（顺序随便，无任何排名）

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•一、形位公差

•形位公差是被测实际要素允许形状和位置变动的范围。

•二、形位公差的特征项目及符号

•直线度（—）平面度（）圆度（○）

•形状公差

•圆柱度（）线轮廓度（⌒）轮廓度（）

•形位公差平行度（∥）定向公差垂直度（⊥）

•倾斜度（∠）位置公差同轴度（◎）

•定位公差对称度（）位置度（）

•跳动公差圆跳动（）全跳动（）

形状和位置公差与检测

•零件几何要素和形位公差的特征项目

•一、零件几何要素及其分类

•形位公差的研究对象—几何要素（简称要素）

•（一）要素：构成零件几何特征的点、线、面。见书图3-1

•（二）要素的分类

•1、按存在的状态分

•理想要素：具有几何学意义的要素，即几何的点、线、面，它们不存在任何误差。图样上表示的要素均为理想要素。

•实际要素：零件上实际存在的要素。标准规定：测量时用测得要素代替实际要素

•2、按结构特征分

•轮廓要素：构成零件外廓、直接为人们所感觉到的点、线、面各要素。如图3-1中1、2、

3、4、5、6都是轮廓要素。

•中心要素：具有对称关系的轮廓要素的对称中心点、线、面。如图3-1中7、8均为中心要素。

•3、按检测时的地位分

•被测要素：图样上给出了形位公差要求的要素。是被检测的对象。

•右图中，φd2的圆柱面和φd2的台肩面都给出了形位公差，因此都属于被测要素。

•基准要素：零件上用来确定被测要素的方向或位置的要素，基准要素在图样上都标有基准符号或基准代号，如右图中φd2的中心线即为基准要素A。