三坐标测量机CMM的现状和发展趋势

口刘祚时口倪潇娟几个发展方向。关键词：三坐标测量机控制系统测头软件中图分类号：ＴＨ７２；ＴＨ７４文献标识码：Ａ

文章编号：—一—２０世纪６０年代以来，工业生产有了很大的发展，特

别是机床、机械、汽车

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生物等多种物理效应和信息转换功能．并能够以磁力

的形式表现出来。人们可以利用这些不同的“效应’：和

“功能”转换特性制造出具有各种特殊用途的元器件，

以满足不同的需要。这些元器件拥有节能、环保等特

点，巳在电子、电力、信息、能源、交通、新材料与空间

技术中得到广泛的应用。

人类在受到磁力特性启示的同时，正努力将其广

泛应用于各种不同的行业、不同的领域，在工业应用

中也取得了很大成果。本文主要是从磁力技术应用较

为成熟的机械工业领域着手，详细论述磁力悬浮、传

动、研磨、减振技术的原理、操作方法及相关应用。Ⅱ磁力技术应用

（１）磁力悬浮技术磁悬浮技术就是采用超导磁

体，将电力电子技术、自动控制技术、传感器技术、检

测技术、微机等高新技术有机地结合在一起，成为典

型的机电一体化技术。在表现形式上是利用电磁力将

物体无机械接触地悬浮起来，以满足生产工艺和科学

技术向高速、精密化方向发展的需要，并提高振动控

制水平。磁悬浮技术分为被动和可控两种，可控磁悬

浮技术，实现稳定悬浮的电磁力是动态的，近年来，该

技术由宇航、军事等领域的应用，开始向一般工业应

用方面发展①磁力悬浮原理……磁悬浮装置由传感器、控

制回路、电磁铁、功率放大器等部分组成。利用电磁

力，将某些物体无机械接触地悬浮起来，由传感器检

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测悬浮体偏差信号。通过反馈控制回路调节，发出控制信号，经功率放大器控制电磁铁中的电流，从而控制电磁铁产生的磁场和作用于悬浮体的电磁力，使之保持在正确位置，在众多应用领域，都在利用磁悬浮技术，如利用无机械摩擦及磨损、功耗小、噪声低、效率高、无需润滑、密封等显著特点制造磁力轴承。发展磁悬浮磨削等；通过控制、调节电磁力大小，以满足超导磁悬浮等的应用要求；利用磁悬浮技术可以控制阻尼、刚度的特点，与外界干扰频率相适应。使悬浮体处于平衡状态，不发生振动，并由位置传感器检测悬浮体运动特性等，制成高精度磁浮工作台。磁力悬浮可分为主动与被动两类。有以下三种：电磁吸引控制悬浮方式ＥＭＳ（ＥｌｅｃＬｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＳｕｓｐｅｎ－ｓｉｏｎ）

；永久磁铁斥力悬浮方式ＰＲＳ（ＰｅｒｍａｎｅｎｔＲｅｐｕｌ．８ｉｖｅｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）；感应斥力方式ＥＤｓ（Ｅｌｅｃｔｍｄｙｎａｍｉｃｓｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）。磁力悬浮控制方式有数字式控制方式和模拟式控制方式，现代磁力悬浮应用中主要采用数字式控制。②磁力悬浮技术应用１）磁力悬浮列车法国人埃米尔·巴切里特设计

三坐标测量机(CMM)的现状和发展趋势

作者：刘祚时， 倪潇娟

作者单位：南方冶金学院机电工程学院,江西,赣州·341000

刊名：

机械制造

英文刊名：MACHINERY

年，卷(期)：2004，42(8)

被引用次数：13次

1.曹麟祥.汪慰军三坐标测量机的现状、发展与未来 1996(02)

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3.梁荣茗三坐标测量机的设计、使用、维修与检定 2001

4.荣烈润三坐标测量机的现状和发展动向[期刊论文]-机电一体化 2001(06)

5.李明三坐标测量技术的应用与发展 2002(11)

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9.Trapet E.Waldele F The Virtual CMM Concept, EuroconferencNe "Advanced Mathematical Tools in Metology" 1995

10.Bryan J International Status of Thermal Error Research(1990) 1990(02)

11.Gottwald R.Berner W Electronic Theodolites, Sensor - Systems for Real - Time - Photogrammetry 1991

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13.Kunzmann H Concept for the Traceability of Measurements with Cocrdinate Measuring Machines 1993

14.Lorenz R D A Review of Optical Techniques for the Measurement of Surface geometry. Optics in Engineering Measurement 1985(599)

15.Grist M W Close Range Measurement Using Electronic Theodolite Systems 1991(77)

1.学位论文杨轶基于USB总线的三坐标测量机控制系统研究2006

随着我国汽车工业逐步走上核心技术自主开发，模具、摩托车行业走出国门，造船工业赶超世界一流的今天，三坐标测量机已经成为当前制造领域中不可缺少的重要装备，是相关企业技术进步、产品升级、质量控制不可或缺的检测手段。然而，现今市场上三坐标测量机的硬件和软件封闭式结构的局限性，已不能满足现代制造业向信息化、敏捷制造模式发展的需要。为适应现代制造系统的要求，创建一个强有力的开放性体系结构已成为三坐标测量机发展的必然要求。本论文是研究将USB作为三坐标测量机控制系统各模块之间的新型通讯方式，并将其应用到测量机控制系统中，解决控制系统的开放性问题。

第一章，简要介绍了三坐标测量机的发展现状及趋势、三坐标测量机控制系统开放性研究的意义以及本论文的研究内容。

第二章，在介绍三坐标测量机控制系统的功能和总体结构的基础上，讨论了常用测量机总线的特点，对开放式测量机控制系统通讯总线的选择方案进行了分析比较后，确定采用USB总线作为三坐标测量机控制系统的通信总线，并重点阐述了USB总线的体系结构和传输协议。

第三章，提出基于USB的三坐标测量机控制系统的总体方案，分别针对系统的硬件和软件确立了详细的设计方案。

第四章，重点介绍三坐标测量机的重要控制部件——手持控制器的研制。首先给出了三坐标测量机手持控制器的功能需求分析，然后结合USB总线，详细介绍了USB接口模块硬件设计、设备固件程序的实现、主机部分驱动程序和应用程序接口的实现等。

第五章，针对三坐标测量机控制系统的软件部分，重点阐述了通信模块、测量程序编译模块以及中断服务子程序等软件模块的设计。

第六章，通过对所开发的手持控制器和控制系统的通信实验验证系统的可行性。

第七章，对全文的研究内容和取得的结论进行了总结，并对后续研究作了进一步的讨论。

2.学位论文高锐强基于模拟测头的三坐标测量机测量控制系统的研究2003

三坐标测量机作为一种通用性强、自动化程度高、高精度测量系统在先进制造技术与科学研究中有广泛的应用.探测技术在三坐标测量机中占有重要地位.模拟测头作为一种精度高、功能强、适应性广的测头,同时具备空间坐标点精确位置的探测和曲线曲面的扫描测量的功能.该文深入研究模拟测头在三坐标测量机上的应用.三坐标测量机的测头在整个控制系统中起重要作用.该文在详细研究三坐标测量机控制系统各组成部分的特性,实现了基于模拟测