三坐标测量机——精度高效工具

三坐标测量机诞生于20世纪60年代中期，是典型的机电一体化设备，主要由机械系统和电子系统两大部分组成。

（1）特点

三坐标测量机集精密机械、电子、光学、传感、计算机技术等为一体，不仅是检验产品是否合格的重要检验工具，而且由于其通用性好、测量范围大、精度高、测量效率高等诸多优点，被越来越多地应用于加工生产线，已成为FMS的一个有机组成部分。

（2）应用

三坐标测量机能高速、安全、精确地获得三维几何体内、外轮廓曲面的数据，对任意形状的物体，只要测头能感受到的地方，就能测出物体相应的空间位置、形状及各个元素间的空间相互位置关系，并借助计算机完成数据处理。

（3）精度

三坐标测量机测量精度单轴精度可达到1 μm，三维空间精度可达到1～2 μm。如果再结合数控回转台、极坐标系测量，其使用范围更广。三坐标测量机已成为一种新颖的、高效的几何精度测量设备。

1.测量原理

将被测物体置于三坐标测量机的工作台上，通过手工及自动程序对物体进行逐点检测，将物体测点的坐标数值经计算处理后反映被测元素的几何尺寸和空间的相互位置关系。

因此，对任意形状的物体，只要三坐标测量机检测头能够测到点的三维数值，就可获得物体相应的空间位置、形状及各个元素间的空间相互位置关系。

2.测量方法(www.xing528.com)

三坐标测量机具体测量方法主要有：投影光栅法、立体视觉法、由灰度恢复形状法三种。三坐标测量机由电气系统、主机和测头系统三大部分组成，如图5-17所示。

图5-17　三坐标测量机组成

1—电气系统；2—主机；3—测头系统

（1）电气系统

电气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。

（2）主机（机械系统）

主机能放置被测物体并可使测头顺利而平稳地沿导轨运动。主机主要由测量机的床身框架结构、标尺系统、导轨、机械运动装置、平衡部件、工作台与附件等组成。

（3）测头系统

测头系统主要用于检测被测物体，采集数据。为便于检测物体，测头底座部分可自由旋转。

三坐标测量机的测头系统种类很多，按性质可分为机械式、光学式和电气式测量系统。测量头按测量方法分为接触式和非接触式两大类。接触式测量头又可分为硬测头和软测头两类。硬测头多为机械测头，主要用于手动测量和精度要求不高的场合。软测头是目前三坐标测量仪普遍采用的测量头，有触发式测头和三维测微头两种。触发式测头也称为电触式测头，其作用是瞄准，可用于“飞越”（允许若干mm超程）测量。测头系统主要由测头底座、加长杆、传感器和探针四部分组成。