测量员三坐标测量机教材培训课件
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• 测头坐标系（A，B，C）
Z
o
X
Z´ Y´
o´ P
X´
oY
X l1 m1 n1
Y = l2 m2 n2
Z
l3 m3 n3
x´ g y´+ h z´ k
1.4三坐标测量机的分类
按CMM的技 术水平分类
数字显示及打印型 带有计算机进行数据处理型 计算机数字控制型
按CMM的测 量范围分类
小型坐标测量机 中型坐标测量机 大型坐标测量机
• 开启电源：依次接通交流稳压电源，UPS电源，控制
箱电源和计算机电源。
• 启动测量程序： WTUTOR屏幕出现SOI页面。
• 机器初始化：依次单击“电源”、“初始化”键，机器完
成通理： — 测头标定 — 测头校正 — 数据存储。
建立零件参考坐标系： — 定义三个相互垂直的坐标轴 — 零件坐标系原点相对于机器坐标系原点的位置 — 存储参考坐标系
1.1 三坐标测量机的产生 1.2 三坐标测量机的组成 1.3 三坐标测量机的工作原理 1.4 三坐标测量机的分类
1.1 三坐标测量的产生
三维测量工件增多 生产线节拍要求 在线检测需要 反求工程需要
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
CNC测量模式：
人工编制测量程序，测量机自动检测
自学习测量模式：
通过自学习模式下零件测量，生成零件测量程序
系统组成
• 系统构成
主体、控制箱、计算机、手控盒、测头控制箱、电源系统、气源系统
• 主体结构形式：
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
就可计算出孔的直径及圆心坐标OI；
三坐标测量机的工作原理
三坐标测量机基本原理
• 一个基本模型 • 一个测头 • 三维坐标 • 三组坐标系
三坐标测量机原理
• 一个基本模型 • 一个测头 • 三维坐标 • 三组坐标系
基本模型
G
M
X
G： 测量点数据 X： 运算 M ：工件几何参数
基本模型
三坐标测量机原理
PPT模 板 下 载 ： /moban/ 行 业 PPT模 板 ： /hangye/
节 日 PPT模 板 ： /jieri/
PPT素 材 下 载 ： /sucai/
PPT背 景 图 片 ： /beijing/ PPT图 表 下 载 ： /tubiao/
按CMM的精 度分类
精密型CMM 中、低精度CMM
按CMM的结构形式分类
2 三坐标测量机的机械结构
2.1
(a)
(b)
(c)
结
构
形
式
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(i)
(a)移动桥式
(b)固定桥式
(d)龙门式
(e)悬臂式
(h)横臂立柱式
2.2 工作台 早期的三坐标测量机的工作台一般是由铸铁
或铸钢制成的，但近年来，各生产厂家已广泛采 用花岗岩来制造工作台，这是因为花岗岩变形小、 稳定性好、耐磨损、不生锈，且价格低廉、易于 加工。有些测量机装有可升降的工作台，以扩大 Z轴的测量范围，还有些测量机备有旋转工作台，
以扩大测量功能。
2.3 导轨
其结构中有六个气垫2（水平面四个，侧面两个），使得整个桥 架浮起。滚轮3受压缩弹簧4的压力作用而与导向块5紧贴，由弹 簧力保证气垫在工作状态下与导轨导向面之间的间隙。当桥架6 移动时，若产生扭动，则使气垫与导轨面之间的间隙量发生变化， 其压力也随之变化，从而造成瞬时的不平衡状态，但在弹簧力的 作用下会重新达到平衡，使之稳定地保持10μm的间隙量，以保 证桥架的运动精度。气浮导轨的进气压力一般为3～6个大气压， 要求有稳压装置。
输出设置
— 外围设备控制：
屏幕、打印机、文件
— 几何元素的输出格式控制：
测量值、误差值、完全值
测量操作
1. 直接测量 利用测量活动页的元素测量功能直接测量获得尺寸
2. 构造元素 利用测量存储的几何元素的特征点得到一个新 的元素或获得尺寸
3. 计算关系： 计算几何元素之间关系的而获得尺寸或形位误差
• 控制系统（ B3P）
电源板、逻辑运算板、电机驱动板、故障检测板
测头
打印机
计算机
串行线
测量机主体
控制箱
RENISHAW 测头控制盒
手控盒
冷干机
油水分离
空气压缩机
UPS
稳压源
220V
380V
三坐标测量机系统构成框图
TU04 手控盒
计算机
LOG186卡
DEAC B3 P 数控设备
电源板
PWM24卡
系统构成： DEA测量机、计算机、 TUTOR 测量软件
MISTRAL070705功能简介
手动测量模式：
几何元素测量：点、线、面、孔、球、圆柱、圆锥、槽、抛物面、环 几何元素构造：点、线、面、孔、球、圆柱、圆锥、槽、抛物面、环 计算元素关系：元素间距离、相交、对称、投影、角度等关系 位置误差检测：平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、位置度、对称度
优 秀 PPT下 载 ： /xiazai/ PPT教 程 ： /powerpoint/
Word教 程 ： /word/
Excel教 程 ： /excel/
资 料 下 载 ： /ziliao/
* 人机对话和编程软件
图示及窗口编程方式 自学习编程方式 脱机编程 上位机编程
* 测量软件包
* 系统调试软件
* 系统工作软件
内、外圆柱直齿轮和斜齿轮的测量
直伞齿轮测量
螺旋伞齿轮测量
叶片测量
整体叶轮测量
MISTRAL070705坐标测量主机
MISTRAL070705技术指标
测量机主要参数： 型号： MISTRAL 070705 有效行程： 710×660×460 mm 测量精度： 3.5+4×L/1000μm 主体结构： 斜桥式、气浮导轨 分辨率： 0 .5μm
根据图纸设计基准确定测量基准
确定检测几何尺寸项和获取方式 __ 直接检测尺寸、 __ 通过间接测量构造尺寸 __ 计算几何元素之间的关系而获得尺寸
确定各几何元素所需要输出的参数项目。
测量机开启程序
• 开启气源：依次开启空压机、冷干机和测量机气源，
检查气压是否在0..4～0.5Mpa范围之内。 如果不在 此范围内则可通过气源调节阀调节。
1 2 3
5 4
测头附件
(a)
(b)
3 2
1
(c)
(d)
4
(e) 5
6 7
Y
Z X
O 图3 叶片型面测量
测头附件
2 B 1 A (a)
2 1 (b)
测头及附件
4 三坐标测量的控制系统
* 控制系统的结构
手动型与机动型控制系统 CNC型控制系统
* 测量进给控制 * 控制系统的通信
5 三坐标测量的软件系统
• 一个基本模型 • 一个测头 • 三维坐标 • 三组坐标系
测头
三坐标测量机原理
• 一个基本模型 • 一个测头 • 三维坐标 • 三组坐标系
三维坐标
Z
o
Y
X
以X轴为主轴依次定义另两个轴
三坐标测量机原理
• 一个基本模型 • 一个测头 • 三维坐标 • 三组坐标系
• 机器坐标系（X，Y，Z ）
• 工件坐标系（X ´ ，Y ´ ，Z ´ ）
电气接触式动态测头
测杆安装在芯体上，而芯体
则通过三个沿圆周1200分布的钢 1
球安放在三对触点上，当测杆没
有受到测量力时，芯体上的钢球
与三对触点均保持接触，当测杆
的球状端部与工件接触时，不论
2
5
3
受到X、Y、Z哪个方向的接触力，
4
6
至少会引起一个钢球与触点脱离
接触，从而引起电路的断开，产
生阶跃信号，直接或通过计算机
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
6
A-A
5
4
3
A
A
2
1
3 三坐标测量机的测量系统
3.1 标尺系统
机械式标尺系统（如精密丝杠加微分 鼓轮，精密齿条及齿轮，滚动直尺） 光学式标尺系统（如光学读数刻线尺，光 学编码器，光栅，激光干涉仪）
电气式标尺系统（如感应同步器，磁栅）
3.2 测头系统
机械接触式测头
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
4.几何形状扫描
发动机零件反求
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
PILZ 卡
RENISHAW
测
头
光栅 数据采集
测量机 电缆
XYZ
应急按钮
驱动电机
X Y Z驱动电机状态
(过流、过热、断路等检测)
DEAC B3P控制系统框图
~220V
测量步骤
确定 测量方案
输出 测量报告
开机 测量操作
测 头与零件 管理
输出设置
确定测量方案
分析图纸尺寸及形位公差要求以及零件的具体结构确定：
控制采样电路，将沿三个轴方向
的坐标数据送至存储器，供数据
处理用。
TP20触发式测头
静态测头
7 6
89
5 4
3 2 1
10 11 12 13 14
15
16
Z (a)
X 17
18
20
21
22
19
23
24
(b) 25 26 27
(c) 28 29 30 31
(d)
SP80模拟扫描测头
激光非接触式测头
1.2 三坐标测量的组成
机械系统
Y
3
2
4 X
5
6
电子系统
1
1—工作台 2—移动桥架 3—中央滑架 4—Z轴 5—测头 6—电子系统
1.3 三坐标测量机的工作原理
Z
A
1
I3
OI
2
O Y
X
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
PPT课 件 下 载 ： /kejian/
范 文 下 载 ： /fanwen/
试 卷 下 载 ： /shiti/
教 案 下 载 ： /jiaoan/
测量员三坐标测量机教材培训课件
三坐标测量机
1、三坐标测量机概述
Z
o
X
Z´ Y´
o´ P
X´
oY
X l1 m1 n1
Y = l2 m2 n2
Z
l3 m3 n3
x´ g y´+ h z´ k
1.4三坐标测量机的分类
按CMM的技 术水平分类
数字显示及打印型 带有计算机进行数据处理型 计算机数字控制型
按CMM的测 量范围分类
小型坐标测量机 中型坐标测量机 大型坐标测量机
• 开启电源：依次接通交流稳压电源，UPS电源，控制
箱电源和计算机电源。
• 启动测量程序： WTUTOR屏幕出现SOI页面。
• 机器初始化：依次单击“电源”、“初始化”键，机器完
成通理： — 测头标定 — 测头校正 — 数据存储。
建立零件参考坐标系： — 定义三个相互垂直的坐标轴 — 零件坐标系原点相对于机器坐标系原点的位置 — 存储参考坐标系
1.1 三坐标测量机的产生 1.2 三坐标测量机的组成 1.3 三坐标测量机的工作原理 1.4 三坐标测量机的分类
1.1 三坐标测量的产生
三维测量工件增多 生产线节拍要求 在线检测需要 反求工程需要
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
CNC测量模式：
人工编制测量程序，测量机自动检测
自学习测量模式：
通过自学习模式下零件测量，生成零件测量程序
系统组成
• 系统构成
主体、控制箱、计算机、手控盒、测头控制箱、电源系统、气源系统
• 主体结构形式：
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
就可计算出孔的直径及圆心坐标OI；
三坐标测量机的工作原理
三坐标测量机基本原理
• 一个基本模型 • 一个测头 • 三维坐标 • 三组坐标系
三坐标测量机原理
• 一个基本模型 • 一个测头 • 三维坐标 • 三组坐标系
基本模型
G
M
X
G： 测量点数据 X： 运算 M ：工件几何参数
基本模型
三坐标测量机原理
PPT模 板 下 载 ： /moban/ 行 业 PPT模 板 ： /hangye/
节 日 PPT模 板 ： /jieri/
PPT素 材 下 载 ： /sucai/
PPT背 景 图 片 ： /beijing/ PPT图 表 下 载 ： /tubiao/
按CMM的精 度分类
精密型CMM 中、低精度CMM
按CMM的结构形式分类
2 三坐标测量机的机械结构
2.1
(a)
(b)
(c)
结
构
形
式
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(i)
(a)移动桥式
(b)固定桥式
(d)龙门式
(e)悬臂式
(h)横臂立柱式
2.2 工作台 早期的三坐标测量机的工作台一般是由铸铁
或铸钢制成的，但近年来，各生产厂家已广泛采 用花岗岩来制造工作台，这是因为花岗岩变形小、 稳定性好、耐磨损、不生锈，且价格低廉、易于 加工。有些测量机装有可升降的工作台，以扩大 Z轴的测量范围，还有些测量机备有旋转工作台，
以扩大测量功能。
2.3 导轨
其结构中有六个气垫2（水平面四个，侧面两个），使得整个桥 架浮起。滚轮3受压缩弹簧4的压力作用而与导向块5紧贴，由弹 簧力保证气垫在工作状态下与导轨导向面之间的间隙。当桥架6 移动时，若产生扭动，则使气垫与导轨面之间的间隙量发生变化， 其压力也随之变化，从而造成瞬时的不平衡状态，但在弹簧力的 作用下会重新达到平衡，使之稳定地保持10μm的间隙量，以保 证桥架的运动精度。气浮导轨的进气压力一般为3～6个大气压， 要求有稳压装置。
输出设置
— 外围设备控制：
屏幕、打印机、文件
— 几何元素的输出格式控制：
测量值、误差值、完全值
测量操作
1. 直接测量 利用测量活动页的元素测量功能直接测量获得尺寸
2. 构造元素 利用测量存储的几何元素的特征点得到一个新 的元素或获得尺寸
3. 计算关系： 计算几何元素之间关系的而获得尺寸或形位误差
• 控制系统（ B3P）
电源板、逻辑运算板、电机驱动板、故障检测板
测头
打印机
计算机
串行线
测量机主体
控制箱
RENISHAW 测头控制盒
手控盒
冷干机
油水分离
空气压缩机
UPS
稳压源
220V
380V
三坐标测量机系统构成框图
TU04 手控盒
计算机
LOG186卡
DEAC B3 P 数控设备
电源板
PWM24卡
系统构成： DEA测量机、计算机、 TUTOR 测量软件
MISTRAL070705功能简介
手动测量模式：
几何元素测量：点、线、面、孔、球、圆柱、圆锥、槽、抛物面、环 几何元素构造：点、线、面、孔、球、圆柱、圆锥、槽、抛物面、环 计算元素关系：元素间距离、相交、对称、投影、角度等关系 位置误差检测：平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、位置度、对称度
优 秀 PPT下 载 ： /xiazai/ PPT教 程 ： /powerpoint/
Word教 程 ： /word/
Excel教 程 ： /excel/
资 料 下 载 ： /ziliao/
* 人机对话和编程软件
图示及窗口编程方式 自学习编程方式 脱机编程 上位机编程
* 测量软件包
* 系统调试软件
* 系统工作软件
内、外圆柱直齿轮和斜齿轮的测量
直伞齿轮测量
螺旋伞齿轮测量
叶片测量
整体叶轮测量
MISTRAL070705坐标测量主机
MISTRAL070705技术指标
测量机主要参数： 型号： MISTRAL 070705 有效行程： 710×660×460 mm 测量精度： 3.5+4×L/1000μm 主体结构： 斜桥式、气浮导轨 分辨率： 0 .5μm
根据图纸设计基准确定测量基准
确定检测几何尺寸项和获取方式 __ 直接检测尺寸、 __ 通过间接测量构造尺寸 __ 计算几何元素之间的关系而获得尺寸
确定各几何元素所需要输出的参数项目。
测量机开启程序
• 开启气源：依次开启空压机、冷干机和测量机气源，
检查气压是否在0..4～0.5Mpa范围之内。 如果不在 此范围内则可通过气源调节阀调节。
1 2 3
5 4
测头附件
(a)
(b)
3 2
1
(c)
(d)
4
(e) 5
6 7
Y
Z X
O 图3 叶片型面测量
测头附件
2 B 1 A (a)
2 1 (b)
测头及附件
4 三坐标测量的控制系统
* 控制系统的结构
手动型与机动型控制系统 CNC型控制系统
* 测量进给控制 * 控制系统的通信
5 三坐标测量的软件系统
• 一个基本模型 • 一个测头 • 三维坐标 • 三组坐标系
测头
三坐标测量机原理
• 一个基本模型 • 一个测头 • 三维坐标 • 三组坐标系
三维坐标
Z
o
Y
X
以X轴为主轴依次定义另两个轴
三坐标测量机原理
• 一个基本模型 • 一个测头 • 三维坐标 • 三组坐标系
• 机器坐标系（X，Y，Z ）
• 工件坐标系（X ´ ，Y ´ ，Z ´ ）
电气接触式动态测头
测杆安装在芯体上，而芯体
则通过三个沿圆周1200分布的钢 1
球安放在三对触点上，当测杆没
有受到测量力时，芯体上的钢球
与三对触点均保持接触，当测杆
的球状端部与工件接触时，不论
2
5
3
受到X、Y、Z哪个方向的接触力，
4
6
至少会引起一个钢球与触点脱离
接触，从而引起电路的断开，产
生阶跃信号，直接或通过计算机
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
6
A-A
5
4
3
A
A
2
1
3 三坐标测量机的测量系统
3.1 标尺系统
机械式标尺系统（如精密丝杠加微分 鼓轮，精密齿条及齿轮，滚动直尺） 光学式标尺系统（如光学读数刻线尺，光 学编码器，光栅，激光干涉仪）
电气式标尺系统（如感应同步器，磁栅）
3.2 测头系统
机械接触式测头
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
4.几何形状扫描
发动机零件反求
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
TUTOR软件包
PILZ 卡
RENISHAW
测
头
光栅 数据采集
测量机 电缆
XYZ
应急按钮
驱动电机
X Y Z驱动电机状态
(过流、过热、断路等检测)
DEAC B3P控制系统框图
~220V
测量步骤
确定 测量方案
输出 测量报告
开机 测量操作
测 头与零件 管理
输出设置
确定测量方案
分析图纸尺寸及形位公差要求以及零件的具体结构确定：
控制采样电路，将沿三个轴方向
的坐标数据送至存储器，供数据
处理用。
TP20触发式测头
静态测头
7 6
89
5 4
3 2 1
10 11 12 13 14
15
16
Z (a)
X 17
18
20
21
22
19
23
24
(b) 25 26 27
(c) 28 29 30 31
(d)
SP80模拟扫描测头
激光非接触式测头
1.2 三坐标测量的组成
机械系统
Y
3
2
4 X
5
6
电子系统
1
1—工作台 2—移动桥架 3—中央滑架 4—Z轴 5—测头 6—电子系统
1.3 三坐标测量机的工作原理
Z
A
1
I3
OI
2
O Y
X
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
PPT课 件 下 载 ： /kejian/
范 文 下 载 ： /fanwen/
试 卷 下 载 ： /shiti/
教 案 下 载 ： /jiaoan/
测量员三坐标测量机教材培训课件
三坐标测量机
1、三坐标测量机概述