工业三坐标测量系统在三峡工程中的应用
工业三坐标测量系统在三峡工程中的应用
——永久船闸输水廊道工作闸门动态模拟试验
梅燕1 程惠2
（1.水利部水工金属结构质量检测中心；2.三峡总公司，湖北宜昌443133）
摘要：三峡永久船闸输水廊道工作闸门动态模拟试验是国内水电站中首次对闸门的起闭过程进行的动态模拟试验，首次引进了工业三坐标测量系统以监测闸门在起闭过程中的综合状态，所涉及的检测项目为传统的水工金属结构检测方法不能或不易进行直接测量的项目。 关键词：三峡；永久船闸；反向弧形工作门；工业三坐标测量系统；动态模拟试验
中图分类号：U 641 文献标识码：A
1 概述
1.1 输水廊道反向弧形工作门及动态模拟试验概述
三峡水利枢纽永久船闸为双线平行布置的五级连续船闸，闸室有效长度280 m，宽34 m。
每线有5个闸室6个闸首，主要布置有第一闸首事故检修闸门及桥式启闭机，第一闸首至第六闸首的人字工作闸门，第六闸首浮式检修闸门，输水廊道进水口拦污栅，各闸室输水廊道的反向弧形工作门及其上下游检修闸门，第六闸首辅助泄水工作闸门及检修门。
反向弧形工作门共24扇，由夹江水工机械厂承造。
标书对动态模拟试验及检测项目的规定“…将门叶至少起落3次，检查各项偏差，偏差值应稳定，允许偏差应符合表9－28的规定。”（本文表1即为标书中的表9-28。）
表1 输水廊道工作门出厂验收允许偏差
输水廊道工作门是横梁全包式反向弧形闸门，铰轴为悬臂式，门体与支腿整体制造，活动支铰焊在支腿上。对于表1中的检测项目1，可使用塞尺进行直接测量；检测项目2用传统的测量方法不易进行直接测量；检测项目3传统检测是通过在侧止水座面上架设百分表进行测量，该方法与该检测项目的要求不是很符合；检测项目4由于支铰轴的外端面与门叶面板的侧端面并非在同一平面，故用钢卷尺不易进行直接测量；本试验中监理工程师要求加测面板中心线上的半径值，这用常规量具是不能实现的。
本试验引进了工业三坐标测量系统，通过建立几何模型将检测项目转化成空间点、线、面的相互关系，再进行测量、数据分析计算，得到测量结果。
1.2 全站仪工业测量系统概述
本试验采用的工业三坐标测量系统为全站仪TCA2003工业测量系统。该测量系统由
TCA2003全站仪、便携电脑、测量目标（反射片或棱镜）、数据线等四部分构成。测量精度，测角：0.5″；测距：近距（100 m内），优于0.5 mm。
全站仪通过对测量目标的测量得到所在点的三维坐标（即测量数据），电脑通过测量软件采
集测量数据，进行坐标生成与转换，最后通过分析计算得到所需的测量结果。
全站仪所采用的测量软件为"工业三坐标测量系统MetroIn"，它提供了坐标生成与转换及10 余种分析计算功能。其主要的分析计算功能如下：
（1）求空间点与点、点与线、点与面、线与线之间的距离；
（2）求过某点与已知直线或平面平行的直线或平面；
（3）求已知直线或平面过某点的垂线；
（4）求两元素（直线或平面）的相交元素（交点或交线）；
（5）计算直线与直线、直线与平面或平面与平面之间的夹角；
（6）求两同类型元素（点、线、面）的平分元素；
（7）直线拟合：把2个以上的测量点坐标进行最小二乘拟合计算，得到一空间直线，拟合
直线的直线度t＝2 dmax，dmax 为测量点到拟合直线的最大偏差值（偏差值均为正值）；（8）平面拟合：用被测平面上3个以上的测量点坐标拟合计算平面，则该平面的平面度t
＝dmax－dmin。dmax、dmin为测量点到拟合平面的最大、最小偏差值，点在平面上方为正，点在平面下方为负；
（9）圆拟合：用被测圆上3个以上的测量点坐标拟合计算出圆和圆心，则该圆的圆度t＝r max－rmin。rmax、rmin 为测量点到拟合圆心的最大、最小距离。
2 输水廊道反向弧形工作门及动态模拟试验
2.1 试验目的及条件
（1）试验目的
通过对交验的反向弧形工作门进行启闭模拟试验以了解该闸门整体尺寸的综合状态是否满
足标书要求。
（2）试验条件
试验对象是三峡永久船闸反向弧形工作门，闸门的试验安装位置均模拟实际安装情况。闸门的启闭由专用的液压启闭机（代用）操作，支点处于闸门吊耳下面的工艺附板上。在反向弧形工作门两支铰轴的外侧采用了推力轴承作为临时限位装置（限位装置见图1）。
图1
2.2 试验依据
见上文表1中所列举的检测项目。
2.3 检测项目的几何模型
全站仪工业测量系统通过将检测项目转化成空间点、线、面的相互关系（即建立几何模型），来实现对检测项目的测量。
对于表1中的检测项目2“顶止水面与底坎埋件工作面的平行度”，几何模型为空间面与面
之间的平行情况；表1中的检测项目4“面板外缘的半径值”，几何模型为空间点与线的距
离问题，即面板外缘上的测量点到支铰轴轴线的距离；表1中的检测项目3“侧止水座面上
任意点在门叶起降全过程中离基准铅垂面的距离”，几何模型为已知坐标系下测量点某一坐
标在测量过程中的变化情况。
2.4 试验方案
在有轴向限位的状态下进行3次启闭循环试验，每次循环在全关、0.5 m、1.5 m、3.0 m、4.5 m、全开位置（约6 m）上进行测量，本试验以招标文件所定的检测内容为主。
2.5 测量方法及数据处理
2.5.1 测量点的布置
在面板上布置15个测点（反射片），点号位置见图2，其中，mb2、mb5、mb8、mb11、mb14 位于门叶中心、其它点位于面板的两边缘。侧止水座面、顶止水面的测量点位置见图2。
图2 门叶上测点布置及其编号
2.5.2 测量坐标系的确定
（1）拆掉两支铰铰轴的外挡板，测量左支铰轴轴孔左端面圆周上等间距布置的8个测量点，利用圆拟合计算出左支铰轴轴孔左端面的圆心。
（2）测量右支铰轴轴孔右端面圆周上等间距布置的8个测量点，利用圆拟合计算出右支铰
轴轴孔右端面的圆心。左右圆心点的中点为“支铰中心”，左右圆心点的连线为支铰轴轴线。以右支铰轴孔右端面中心为坐标原点，支铰轴轴线在过原点的水平面上的投影为坐标系的X 轴，其正方向指向闸门左侧。Z轴为过原点的铅垂线，向上为正。Y轴为过原点并垂直于XOZ平面的直线，其正方向指向上游。
2.5.3 对反向弧形工作门起降循环的测量
（1）在已确定的坐标系中，测出底坎上测量点坐标。
（2）在闸门全关位置时，测量顶止水面、侧止水座面、面板上的测量点。
（3）在闸门“0.5 m-1.5 m-3 m-4.5 m-全开（约6 m）-4.5 m-3 m-1.5 m-0.5 m”的循环过程中，
测量侧止水座面上的测点。
（4）在闸门第一次起降循环到全关位置时，测量顶止水面、侧止水座面、面板上的测量点。（5）至此即完成了第一次起降循环的测量，后两次起降循环的测量与第一次起降循环的测量相同。
2.5.4 对反向弧形工作门起降循环测量项目的数据处理
（1）顶止水面与底坎埋件工作面的平行度
将底坎上测量点进行平面拟合，得到底坎的拟合平面。利用计算公式“点到面的距离”计算出顶止水面上测量点到拟合的底坎面的距离，距离的最大差值即为“顶止水面与底坎埋件工作面的平行度”。
（2）侧止水座面上测量点在门叶起降全过程中离基准铅垂面的距离
在测量坐标系中，将起降循环初始位置（即闸门全关位置）侧止水座面上测量点的X
坐标设为基础值，循环过程中侧止水座面上测量点的X坐标与基础值的差值为“侧止水座
面上测量点在门叶起降全过程中离基准铅垂面的距离”。
（3）面板外缘的半径值
将右支铰轴孔右端面中心与左支铰轴孔左端面中心进行直线拟合，得到拟合的支铰轴线，则面板外缘上测量点到拟合的支铰轴线的距离即为“面板外缘的半径值”。
3 结束语
工业三坐标测量系统一般由全站仪或经纬仪、测量软件以及其它相关辅件组成，本试验中所使用的全站仪TCA2003工业测量系统即是由全站仪TCA2003与测量软件及其它相关辅件所组成的工业三坐标测量系统。工业三坐标测量系统可通过建立几何模型将检测项目转化成空间点、线、面的相互关系，确定测量点的数量及布置位置，进而根据采集的数据按照已建立的几何模型进行分析计算，得到测量结果。可解决传统的水工金属结构的测量手段和方法不易进行直接测量的检测项目。（编辑：李彦芹）
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三坐标测量机操作规程
三坐标测量机操作规程 一、启动前的准备 1.确保实验室温度在20±2℃，湿度在25%--75%RH； 2.确保电路、气路连接正常，机器导轨无障碍物； 3.用酒精擦拭导轨，由内向外依次擦拭（严禁用酒精擦洗光栅）； 4.检查电压、地线等是否正常，对前置过滤器、冷干机等进行放水 检查，查看三坐标测量机上的三联过滤器是否干净； 5.打开UPS，再依次打开气源开关（总气阀开关—冷干机开关—三坐 标气源开关），保证气压在0.4MPa—0.6MPa（一般为0.48MPa），调节气压时，将压力表下的黑色旋钮拉下，左右旋转即可调节气压，调好气压后，将黑色旋钮按回原位。 二、测量机系统启动 1.启动计算机，打开测头控制器开关（黑色）； 2.打开控制柜电源开关，系统进入自检状态（操纵盒指示全亮），若
系统稳定，则控制柜里的数字为“7”不变，若系统不稳定，则控制柜里的数字在乱变，那就需要重新启动一次系统（重新关开控制柜电源开关即可，时间间隔需20秒以上）； 3.自检完后，点击PC-DMIS软件图标，启动软件系统； 4.冷启动时，软件窗口会提示进行及其回零操作。此时将操纵盒的 “加电”键(SERYO PWR ON)按下，再按下“自动”键（AUTO），再在软件窗口中点击确定，机器将自动回到零位； 5.待机器回到零位后（零位是系统默认的坐标原点），PC-DMIS进入 正常工作界面。 三、测量机系统关闭 1.关闭系统时，先将测头移到安全高度； 2.退出PC-DMIS系统，关闭控制柜电源和测座控制器电源； 3.反顺序关闭气源开关（三坐标气源开关—冷干机开关—总气阀开 关），并对过滤器进行放水处理； 4.关闭计算机、UPS等电源。 四、软件界面 在软件窗口中点击“文件—打开/新建”（快捷键：打开CTRL+O,新建：CTRL+N），“新建”文件时需要在“新建零件程序”窗口中的“零件名”处输入名称（名称不能用中文）其余项不管；“打开”文件则只要找到所需文件的路径并双击，PC-DMIS进入正常工作界面。 视图窗口：点击“视图——图形显示窗口/编辑窗口/报告窗口”，按快捷键CTRL+TAB可用来切换“图形显示窗口”和“报告窗口”。“编
三坐标测量技术基础
金工实习讲稿 三座标测量技术基础 三坐标测量技术基础 、教学目标 1、了解三坐标测量机基本结构 2、了解三坐标测量机基本原理 3、了解三坐标测量机维护保养方法 4、了解测量软件的基本使用 5、掌握运用测量软件进行孔和轴的测量
6、掌握运用测量软件输出检验报告、教学安排
双驱动等技术，提高精度。 从理论上讲，三坐标测量机的特点是：高精度、高效率、万能性。因而多用于工业质量保证，如产品测绘、检验，复杂型面检测，工夹具测量，研制过程中间测量，CNC机床或柔性生产线在线测量等方面。一台坐标测量机综合应用了电子技术、计算机技术、数控技术、光栅测量技术（激光技术）、精密机械（包括新工艺、新材料和气浮技术） 第一章三坐标测量机的结构简介 三坐标测量机的主要结构为工作台、桥架、测头、计算机控制系统等组成 图1.1三坐标测量机结构图 航空、航天、造船行龙门桥式测量机适合于大型 业的大型零件或大型模具的测量。一般都采用双光栅、
图1.2龙门式三坐标测量机 1.2、桥式 桥式测量机是使用最为广泛的一种机构形式。特点是开敞性比较好，视野开阔，上下零件方便。运动速度快，精度比较高。用于复杂零部件的质量检测、产品开发。 图1.3桥式三坐标测量机 1.3、悬臂式 悬臂式测量机开敞性好，测量范围大，可以由两台机器共同组成双臂测量机，尤其适合汽车工业钣金件的测量。主要用于车间划线、简单零件的测量，精
度比较低 图1.4悬臂式三坐标测量机 二、按驱动方式，三坐标测量机可分为以下几种： 手动型一一手工使其三轴运动来实现采点，价格低廉,但测量精度差； 机动型通过电机驱动来实现采点，但不能实现编程自动测量；自动型由计算机控制测量机自动采点，通过编程实现零件自动测量, 且精度咼。
三坐标测量仪应用浅谈
三坐标测量仪应用浅谈-机械制造论文 三坐标测量仪应用浅谈 思瑞测量技术(深圳)有限公司 1 三坐标测量房间温度、湿度要求 在工业生产领域，我们会经常的碰到这种各样的问题，其中测量问题应该是最大的问题，因此人们为了能够提高工业产品的精度，研发出了一些先进的测量工具，这些工业测量工具能够有助于我们制造的工业产品更加符合标准，同时也是未来工业领域发展的必然要求。目前三坐标在工业生产中应用的范围非常的广泛，因为能够解决高精度的几何零件和曲面测量问题，同时在工业生产中一些比较复杂的零件也可以借助三坐标进行测量，同时还能够进行接触与非接触的连续扫描，能够在最大限度上提供最精准的数据。在国内三坐标品牌中，思瑞测量生产的三坐标已连续五年生产和销量第一。 我们都知道高精尖的测量仪器，对于测量室的温度、湿度要求比较高，因此我们在进行测量的时候，必须能够保证测量室的温度、适度符合相关的需求，只有这样才能发挥测量仪器的最大功用。 首先，如果是温度或者湿度与要求的值相差太大的话，可能直接影响测量的结果。目前三坐标测量仪使用的温度一般控制在20℃±2℃，因此我们尽可能的保证我们测量室内的温度控制在这个范围内，这样才能提高测量的精准度。 其次，湿度也要控制在50%±10%的范围内。湿度如果太大，一方面影响测量的准确度，另一方面也能影响测量机的使用寿命，如果我们的测量室在南方，那么在夏季（即使在冬季），我们对于测量室内的湿度更应该进行严格的控制，需要抽湿机或者其它的除湿设备保证室内湿度符合规定范围。湿度的增加也
能够直接锈蚀三坐标测量仪的某些关键核心部件，直接损害仪器。 湿度相比较温度对于三坐标测量仪的影响会更大，因此必须将湿度控制在50%±10%的范围内，避免湿度、温度过高或者过低对于仪器产生影响，三坐标本身仪器的价格比较贵，最好能够妥善的保护，最好能设立专门的测量室。 2 三坐标测量仪构成及功能简介 工业现代化水平的不断提高，要求必须有先进的仪器作为支撑，因为本身工业生产领域需要大量的测量工作，因此先进的测量仪器成为了关键性的工具，很多实力比较强的工业生产厂家，都有自己专门的测量部门，同时为了提高测量的精度和准确度，购买了大量的先进的测量仪器，目的就是能够保证工业产品的质量，这里我们简单介绍一种应用范围比较广泛的测量仪器——三坐标测量仪。 目前在工业测量领域发挥重大的作用，如：在汽车零部件测量、模具测量、齿轮测量、五金测量、电子测量、叶片测量、机械制造等方面均发挥了极为重要作用的仪器，那就是三坐标测量仪。在国内品牌中主要生产三坐标测量仪的厂家——思瑞测量，近年来生产和销量排名连续五年第一。三坐标测量仪在测量方面发挥着重要的作用，它是怎样构成的呢？这也是目前很多想了解此设备的人关注的问题。 三坐标测量仪的构成及功能如下： 1、工作台（一般采用花岗石），用于摆放零件支撑桥架；工作台放置零件时，一般要根据零件的形状和检测要求，选择适合的夹具或支撑。要求零件固定要可靠，不使零件受外力变形或其位置发生变化。大零件可在工作台上垫等高块，小零件可以放在固定在工作台上的方箱上固定后测量。 2、桥架，支撑Z 滑架，形成互相垂直的三轴；桥架是测量机的重要组成
三坐标测量机测量原理
三坐标测量机测量原理 三坐标测量机测量原理三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，因为它可以代替多种表面测量工具及昂贵的组合量规，并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟。三坐标测量机的功能是快速准确地评价尺寸数据，为操作者提供关于生产过程状况的有用信息，这与所有的手动测量设备有很大的区别。将被测物体置于三坐标测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置。 三坐标测量机的组成： 1，主机机械系统(X、Y、Z三轴或其它); 2，测头系统; 3，电气控制硬件系统; 4，数据处理软件系统(测量软件); 三坐标测量机在现代设计制造流程中的应用逆向工程定义：将实物转变为C AD模型相关的数字化技术，几何模型重建技术和产品制造技术的总称。广义逆向工程：包括几何逆向，工艺逆向，材料逆向，管理逆向等诸多方面的系统工程。 正向工程：产品设计-->制造-->检验(三坐标测量机) 逆向工程：早期：美工设计-->手工模型(1：1)-->3 轴靠模铣床当今：工件(模型)-->3维测量(三坐标测量机)-->设计à制造逆向工程设备： 1，测量机：获得产品三维数字化数据(点云/特征); 2，曲面/实体反求软件：对测量数据进行处理，实现曲面重构，甚至实体重构; 3， CAD/CAE/CAM软件; 4，数控机床;逆向工程中的技术难点： 1，获得产品的数字化点云(测量扫描系统);
2，将点云数据构建成曲面及边界，甚至是实体(逆向工程软件); 3，与CAD/CAE/CAM系统的集成;(通用CAD/CAM/CAE软件) 4，为快速准确地完成以上工作，需要经验丰富的专业工程师(人员); 三坐标测量机测量原理三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，因为它可以代替多种表面测量工具及昂贵的组合量规，并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟。 三坐标测量机的功能是快速准确地评价尺寸数据，为操作者提供关于生产过程状况的有用信息，这与所有的手动测量设备有很大的区别。将被测物体置于三坐标测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置。 三坐标测量机的组成：1，主机机械系统(X、Y、Z三轴或其它); 2，测头系统; 3，电气控制硬件系统; 4，数据处理软件系统(测量软件);三坐标测量机在现代设计制造流程中的应 用逆向工程定义：将实物转变为CAD模型相关的数字化技术，几何模型重建技术和产品制造技术的总称。 广义逆向工程：包括几何逆向，工艺逆向，材料逆向，管理逆向等诸多方面的系统工程。 正向工程：产品设计-->制造-->检验(三坐标测量机) 逆向工程：早期：美工设计-->手工模型(1：1)-->3 轴靠模铣床当今：工件(模型)-->3维测量(三坐标测量机)--> 设计à制造逆向工程设备： 1，测量机：获得产品三维数字化数据(点云/特征); 2，曲面/实体反求软件：对测量数据进行处理，实现曲面重构，甚至实体重构; 3， CAD/CAE/CAM软件; 4，数控机床;
三坐标安全操作规程
生效日期：2011-11-1 版本：A/0 三坐标操作规程 1.0 目的： 本指导书指导操作人员正确使用三坐标测量机测量模具。 2.0 适用范围： 适用于MQ8106三坐标测量机的测量，主要用于测量模具中常规量具不易测量的项 目。 3.0 环境要求： 3.1三坐标温度要求为20-22° 3.2三坐标湿度要求为40%-70% 4.0 所用设备： 4.1 三坐标测量机(西安爱德华制造,型号:MQ8106) 测量范围： X轴800mm Y轴1000mm Z轴600mm 测量示值误差: E≤（2.8+L/250）μm 探测误差： R≤2.4μm 其中L为被测长度（mm）。 5.0 检测标准： 5.1 参照产品图纸和技术要求 6.0 操作规程及注意事项： 操作人员必须经过技术培训，熟悉设备的性能，结构及保养等专业知识后才能独立操作，非本岗位人员严禁开动设备。 6.1 对设备进行点检确认。 6.1.1 三坐标测量机对环境要求比较严格，应按要求严格控制温度及湿度。 6.1.2 三坐标测量机使用气浮轴承，理论上是永不磨损结构，但是如果气源不干 净，有油．水或杂质，就会造成气浮轴承阻塞，严重时会造成气浮轴承和气浮导轨划伤，后果严重。所以每天要检查机床气源，放水放油。
6.1.3 三坐标测量机的导轨加工精度很高，与空气轴承的间隙很小，如果导轨上面有灰尘或其它杂质，就容易造成气浮轴承和导轨划伤。所以每次开机前应清洁机器的导轨，金属导轨用航空汽油擦拭（120或180号汽油），花岗岩导轨用无水乙醇擦拭。 6.1.4 切记在保养过程中不能给任何导轨上任何性质的油脂。 6.2.5 在长时间没有使用三坐标测量机时，在开机前应做好准备工作：控制室内的温度和湿度(24小时以上)，然后检查气源、电源是否正常。 6.2. 校准测头： 在标准球赤道周围均匀采8点，顶点采1点，保证测力均匀，沿着适量方向触测，计算出测针半径后，退回到测量界面，选择校准后测头，测量标准球直径，合格则使用，不合格则不能使用，应重新校准，更换测头座角度、测针要进行校准。 6.3造型检查 6.3.1. 被测零件在放到工作台上检测之前，应先清洗去毛刺，防止在加工完成后零件表面残留的冷却液及加工残留物影响测量机的测量精度及测尖使用寿命。 6.3.2. 确保受检模具与图纸、外观样件的造型一致，（如气门孔方位、定位孔、装饰孔方位等）。 6.4 模具放置:将模具被检测面朝上放置在工作台上，基准边靠近操作者一侧。 6.5 被测零件在测量之前应在室内恒温，如果温度相差过大就会影响测量精度。6.6 大型及重型零件在放置到工作台上的过程中应轻放，以避免造成剧烈碰撞，致使工作台或零件损伤。必要时可以在工作台上放置一块厚橡胶以防止碰撞。 6.7 小型及轻型零件放到工作台后，应紧固后再进行测量，否则会影响测量精度。 6.8在工作过程中，测座在转动时(特别是带有加长杆的情况下)一定要远离零件，以避免碰撞。 6.9 在工作过程中如果发生异常响声或突然应急，切勿自行拆卸及维修，应及时通知设备员。 6.10 操作结束后 6.10.1将Z轴移动到下方，但应避免测尖撞到工作台；或将测头偏转90°后，将设备三轴归零。 6.10.2 工作完成后要清洁工作台面。 6.10.3检查导轨，如有水印请及时检查过滤器。如有划伤或碰伤及时与设备员联系，
三坐标测量机控制系统有哪些类型
三坐标测量机控制系统有哪些类型？ 本资料出自东莞嘉腾仪器仪表有限公司 三坐标测量仪作为高精密测量仪器，在多个领域被广泛应用。越来越多的企业开始使用三坐标测量仪。在使用三坐标测量仪前，我们很有必要对其进行系统的了解。而控制系统作为三坐标测量机的三大部分组成之一，自然也是三坐标测量仪最关键的几大组成部分。 控制系统主要功能是：读取空间坐标值，对测头信号进行实时响应与处理，控制机械系统实现测量所必需的运动，实时监测坐标测量机的状态以保证整个系统的安全性与可靠性，有的还包括对坐标测量机进行几何误差与温度误差补偿以提高测量机的测量精度。下面，我们来了解下控制系统的分类。 从控制系统的角度划分，三坐标测量机可分为手动型、机动型及CNC数控型三种模式。早期的坐标机以手动型和机动型为主，当时的控制系统主要完成空间坐标值的监控与实时采样。随着计算机技术及数控技术的发展，CNC型控制系统变得日益普及，高精度，高速度，智能化成为三坐标测量机控制系统发展的主要趋势。一．手动控制系统 手动控制系统主要包括坐标测量系统、测头系统、状态监测系统等。 坐标测量系统是将X，Y，Z 三个方向的光栅信号经过处理后，送入计数器，CPU 读取计数器中的脉冲数，计算出相应的空间位移量。 测头系统的作用是当手动移动测头去接触工件，测头发出的信号用作计数器的锁存信号和CPU的中断信号，锁存信号将X，Ｙ，Ｚ三轴的当前光栅数值记录下来，
CPU在执行中断服务程序时，读取计数器中的锁存值，这样就完成了一个坐标点的采集。计算机通过这些坐标点数据分析计算出工件的形状误差和位置误差。 随着半导体反唇相讥与计算机技术发发展，可将光栅信号接口单元，测头控制单元，状态监测单元等集成在一块PCI或ISA总线卡上，直接插入计算机中，使得系统可靠性提高，成本降低，便于维护，易于开发。 手动三坐标测量机结构简、成本低、适合于对精度和效率要求不是太高、而要求低体格的用户。 二．机动控制系统 与手动型控制系统比较，机动型控制系统增加了电机、驱动器和操纵盒。测头的移动不再需要手动，而是用操纵盒通过电机来驱动。电机运转的速度和方向都通过操纵盒上手操杆偏摆的角度和方向来控制 机动型控制系统主要是减轻了操作人员的体力劳动强度人，是一种过渡机型，随着CNC系统成本的降低，机动型测量机目前采用得很少。 三. CNC控制系统 CNC系统的测量过程是由计算机控制的，它不仅可以实现自动测量，自学习测量，扫描测量，也可通过操纵杆进行机动测量。 数控系统以控制器为核心，数控型三坐标测机除了在X，Y，Z三个方向装有三根光栅尺及电机、传动等装置外，还具有了以控制器和光栅组成的位置环；控制器不断地将计算机给出的理论位置与光栅反馈回来的实测位置进行比较，通过PID参数的控制，随时调整输出的驱动信号，努力使测量机的实际位置与计算机要求理论位置保持一致。
三坐标测量机操作规范标准[详]
三坐标测量仪操作规 1 围 本操作规规定了三坐标测量的准备、测量机的操作步骤、注意事项及维护保养的要求。 本操作规适用于公司三坐标测量机的操作。 2 规性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改）适用于本文件。 GB/T 16857.1:2002 产品几何量技术规(GPS) 词汇 3 术语和定义 3.1 三坐标测量机 通过运转探测系统测量工件表面空间坐标的测量系统。 （源自GB/T 16857.1:2002，2.1） 3.2 EHS EHS是环境 Environment、健康Health、安全Safety的缩写。 4 职责 4.1 三坐标技术员 负责测量程序的编辑,操作员的测量培训, 仪器的使用与维护保养，备品备件的申请、选型。 4.2 操作员 负责测量程序的编辑,仪器的使用与维护保养,备品备件工装的申请、选型。 4.3 计量员 负责仪器的周期校准工作。 5 过程描述 5.1 测量前准备 5.1.1 开机前应用蘸有无水乙醇的无尘布擦拭机器导轨，导轨擦拭禁用任何性质的油脂。 本标准文件为上海万泽精密铸造有限公司所有，内部使用，拥有著作权及法律规定的任何权益。未经授权，任何个人或组织均不得以任何方式发行、披露或使用，否则其行为将受到法律许可范围内的起诉。 1 / 1
5.1.2 开机前检查是否有阻碍机器运行的障碍物。 5.1.3 零件检测时应满足下列环境要求： 1) 室温度：20℃±2℃； 2) 相对湿度：35﹪～75﹪； 3) 气压要求：大于0.45Mpa，小于0.75Mpa。 5.1.4 检查空压气管是否接好，气管是否漏气。气压低于规定值时，不准操作，否则会严重损坏机器。 5.1.5 被测零件在检测之前，应先清洗去毛刺，防止在加工完成后零件表面残留的冷却液及加工残留物影响测量机的测量精度及测头的使用寿命。被测零件在测量之前应在室恒温，如果温度相差过大就会影响测量精度。根据零件的大小、材料、结构及精度等特点，适当选择恒温时间，以适应测量仪室温度，减少冷热对零件尺寸的影响。 5.1.6 设备确认性能完好方可作业。 5.2 三坐标测量仪的操作 5.2.1 开机操作： A. 接通系统总电源； B. 接通控制系统电源； C. 首先将空压气管开关打开； D. 待气压正常后，先打开控制柜然后打开计算机电源开关； E. 启动PC-DMIS软件，打开操作盒上的急停按钮； F. 按软件提示进行”回零”。 5.2.2 测量： A. 进入测量系统，依操作顺序及相关测量方法进行测量； B. 选择合适的测量探头，测量标准球直径； C. 建立新的测量项目，放置测量工件； D. 进行工件尺寸测量，记录测量数值； E. 保存测量报告，完成测量工作并确认； F. 退出测量系统； G. 取走工件。 5.2.3 关机步骤： A. 将测头座A角转到90度，B角转到180度； B. 将Z轴运行至安全位置（不易被触碰的位置）； C. 按下操作盒上的急停按钮，关断电源； D. 退出测试软件的操作界面； E. 关闭计算机； F. 关闭电源。 5.3 注意事项 5.3.1 请勿在计算机安装其他应用软件，以免三坐标操作软件不能正常运行。 5.3.2 在开机前必须检查计算机与主机的连接线、电源插头插座是否正确，有无松动，确认正确后，方可开机。 5.3.3 防止计算机被病毒感染。 5.3.4 严禁用脱脂棉清洗导轨，以防止棉绒进入气浮块中。 5.3.5 保养过程中不能给任何导轨加任何性质的油脂。 5.3.6 禁止在工作台导轨面上放置任何物品，不要用手直接接触导轨工作面。
三坐标测量机技术规格书1
“三坐标测量仪”技术规格书 一、设备需求 1.设备名称：三坐标测量仪 2.技术要求： 2.1 技术参数： *2.1.1 测量范围: x≥1200mm, y≥600mm, z≥500mm *2.1.2 探测球精度MPEp ≤2.5μm *2.1.3 长度精度MPEe ≤2.2+L/400 (μm) *2.1.4 3D移动速度≥560mm/sec 2.1.5 3D加速度≥1700mm/ sec2 *2.1.6工作台承重≥700Kg 2.1.7 扫描精度≤+/-1μm 2.2 测量功能： 2.2.1 进行完整的几何元素测量； 2.2.2 形位公差测量； 2.2.3 金属钣金和塑料薄壁件测量； 2.2.4 曲线曲面测量； 2.2.5 模具测量； 2.2.6 激光扫描； 2.2.7 模型自动拼接； 2.2.8 可快速、完整、反复测量结构复杂的工件。 2.3 软件功能： 2.3.1 支持完整的几何元素测量； 2.3.2 尺寸和公差报告； 2.3.3 自动校正测头并自动生成测头路径； 2.3.4 CAD数模的导入导出；； 2.3.6 完整的扫描与数字化逆向功能； 2.3.7 支持测针自动更换； 2.3.8 PTB完全认证。 2.4 控制系统： 2.4.1能够实现真正的实时控制； 2.4.2 获欧洲CE认证或美国UL认证。 2.5 其它： 2.5.1 减震结构； 2.5.2 防碰撞装置； * 2.5.3气压调节阀数量≥8个和空气轴承数量≥25个。 3. 主机、附件详细清单 3. 1 标准配置： 3.1.1主机1套； 3.1.2计算机系统1套； ●P4处理器≥3GHz ●内存DDR≥1G
三坐标测量机的介绍及应用领域
三坐标测量机的介绍及应用
摘要：我公司是专业提供机械测量解决方案的服务提供商，包括三坐标测量、径向跳动测量等。根据我们多年为客户提供服务的实战经验，本文就三坐标测量机的定义，测量原理，测量方法，以及应用等内容进行详细的讲解。 一、三坐标测量机的介绍 三坐标测量机(Coordinate Measuring Machine, CMM) 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次元。 二、三坐标测量机测量原理 三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，因为它可以代替多种表面测量工具及昂贵的组合量规，并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟。三坐标测量机的功能是快速准确地评价尺寸数据，为操作者提供关于生产过程状况的有用信息，这与所有的手动测量设备有很大的区别。将被测物体置于
三坐标测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置。 三、三坐标使用方法： CMM按测量方式可分为接触测量和非接触测量以及接触和非接触并用式测量，接触测量常于测量机械加工产品以及压制成型品、金属膜等。本文以接触式测量机为例来说明几种扫描物体表面，以获取数据点的几种方法，数据点结果可用于加工数据分析，也可为逆向工程技术提供原始信息。扫描指借助测量机应用PC- DMIS软件在被测物体表面特定区域内进行数据点采集。此区域可以是一条线、一个面片、零件的一个截面、零件的曲线或距边缘一定距离的周线。扫描类型与测量模式、测头类型及是否有CAD文件等有关，状态按纽（手动/DCC）决定了屏幕上可选用的“扫描”（SCAN）选项。若用DCC方式测量，又具有CAD 文件，那么扫描方式有“开线”（OPEN LINEAR）、“闭线”（CLOSED LINEAR）、“面片”（PATCH）、“截面”（SECTION）及“周线”（PERIMETER）扫描。若用DCC方式测量，而只有线框型CAD文件，那么可选用“开线”（OPEN LINEAR）、“闭线”（CLOSED LINEAR）和“面片”（PATCH）扫描方式。若用手动测量模式，那么只能用基本的“手动触发扫描”（MANUL TTP SCAN）方式。若在手动测量方式，测头为刚性测头，那么可用选项为“固定间隔”（FIXED DELTA）、“变化间隔”（VARIABLE DELTA）、“时间间隔”（TIME DELTA）和“主体轴向扫描”（BODY AXIS SCAN）方式。 注意事项： 正确使用三坐标测量仪对其使用寿命、精度起到关键作用，应注意以下几个问题： 1、工件吊装前，要将探针退回坐标原点，为吊装位置预留较大的空间；工件吊 装要平稳，不可撞击三坐标测量仪的任何构件。 2、正确安装零件，安装前确保符合零件与测量机的等温要求。 3、建立正确的坐标系，保证所建的坐标系符合图纸的要求，才能确保所测数据 准确。 4、当编好程序自动运行时，要防止探针与工件的干涉，故需注意要增加拐点。
三坐标测量技术课程
三坐标测量技术课程 \ ￥ 浙江大学现代制造工程研究所杭州博洋科技有限公司
目录 一、《三坐标测量技术》课程设置 (2) 课程性质、教学目标 (2) 教学指导思想 (3) — 教学重点 (3) 理论教学内容和基本要求 (3) 实训内容和基本要求 (5) 教学进度安排 (9) 二、三坐标测量基础知识 (9) 测量机的基本组成 (9) 测头简介 (10) 测头校正 (11) 、 矢量和余弦误差 (11) 坐标系 (12) 工作平面 (13) 基本几何元素 (13) 元素构造 (14) 元素的尺寸及公差 (15) 三、三坐标测量操作指导 (16) 三坐标测量流程 (16) ^ 测量实例 (18) 四、测量技巧与案例分析 (22) 基于CAD的编程测量 (22) CAD迭代对齐 (26) 三坐标测量键槽对称度 (28) 测量齿轮的齿距 (29) —
~ 一、《三坐标测量技术》课程设置 课程名称：三坐标测量技术 总学时：80 理论教学学时：40 实践教学学时：40 先修课程：机械设计，机械制造基础，机械制图、互换性与测量技术等课程 教学对象：机械、数控、模具、汽车专业学生 课程类型：必修 @ 考核方式：理论采用笔试、操作采用实际测量项目测试，总分100分，各占50%。课程性质、教学目标： 1.课程性质：专业技术 2.教学目标： （1）熟悉三坐标硬件基础知识 （2）了解现代三坐标测量的发展趋势 （3）掌握利用三坐标测量机进行测量的过程和步骤 （4）掌握利用三坐标测量机进行实际工件的测量和输出报告 （5）！ （6）掌握相关软件及设备的使用 教学指导思想 1.介绍先进的现代制造技术，使学生对先进的现代检测技术有基本认识； 2.理论和实践相互结合，在提供丰富的实际测量案例的基础上，培养学生 分析问题和解决问题的能力； 3.在实际公差测量案例的基础上，使学生掌握国家规定公差的测量方法；
三坐标测量机测量原理
三坐标测量机测量原理 sally 2010-2-11 12:11:54 三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，因为它可以代替多种表面测量工具及昂贵的组合量规，并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟。三坐标测量机的功能是快速准确地评价尺寸数据，为操作者提供关于生产过程状况的有用信息，这与所有的手动测量设备有很大的区别。将被测物体置于三坐标测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置。三坐标测量机的组成：1，主机机械系统（X、Y、Z三轴或其它）；2，测头系统；3，电气控制硬件系统；4，数据处理软件系统（测量软件）；三坐标测量机在现代设计制造流程中的应用逆向工程定义：将实物转变为CAD模型相关的数字化技术，几何模型重建技术和产品制造技术的总称。广义逆向工程：包括几何逆向，工艺逆向，材料逆向，管理逆向等诸多方面的系统工程。正向工程：产品设计-->制造-->检验（三坐标测量机）逆向工程：早期：美工设计-->手工模型（1：1）-->3轴靠模铣床当今：工件（模型）-->3维测量（三坐标测量机）-->设计à制造逆向工程设备：1，测量机：获得产品三维数字化数据（点云/特征）；2，曲面/实体反求软件：对测量数据进行处理，实现曲面重构，甚至实体重构；3，CAD/CAE/CAM软件；4，数控机床；逆向工程中的技术难点：1，获得产品的数字化点云（测量扫描系统）；2，将点云数据构建成曲面及边界，甚至是实体（逆向工程软件）；3，与CAD/CAE/CAM系统的集成；（通用 CAD/CAM/CAE软件）4，为快速准确地完成以上工作，需要经验丰富的专业工程师（人员）；
三坐标测量机安全操作规程(新版)
The prerequisite for vigorously developing our productivity is that we must be responsible for the safety of our company and our own lives. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 三坐标测量机安全操作规程(新 版)
三坐标测量机安全操作规程(新版)导语：建立和健全我们的现代企业制度，是指引我们生产劳动的方向。而大力发展我们生产力的前提，是我们必须对我们企业和我们自己的生命安全负责。可用于实体印刷或电子存档（使用前请详细阅读条款）。 1、零件检测时应满足下列环境要求： 室内温度：20℃±2℃ 室温变化：0.5℃/h，2℃/d 水平0.5℃/m，垂直0.5℃/m 空气相对湿度：55﹪-65﹪ 2、因Mistral测量机使用气浮轴承，而压缩空气的质量会造成气浮轴承和气浮导轨的划伤，每天要检查机床气压，定期清洗油水分离器。 3、开机前应用无水乙醇擦拭机器导轨，不能给导轨上擦拭任何性质的油脂。 4、开机前应检查气源，电源是否正常，检查接地，接地电阻应小于4欧姆。 5、被测零件在检测之前，应先清洗去毛刺，防止在加工完成后零件表面残留的冷却液及加工残留物影响测量机的测量精度及测尖的使
用寿命。 6、被测零件在测量之前应在室内恒温，如果温度相差过大就会影响测量精度。根据零件的大小、材料、结构及精度等特点，恒温时间一般在8-24小时。 7、大型及重型零件在放置到工作台上过程中应轻放，以避免剧烈碰撞造成工作台或零件受损。必要时可以在工作台上放置一块厚橡胶垫以防止碰撞。 8、小型及轻型零件放在工作台上，应固定后再进行测量，否则会影响测量精度。 9、在工作过程中，如要旋转测座，在转动时（特别是带有加长杆的情况下）一定要远离工件，并保证有足够的空间，以避免发生碰撞。 10、在工作过程中如有异常情况，应立即停机断电，并及时与厂家联系。 11、工作完成后，要清洗工作面。， 12、工作结束后，关闭电源，关闭机器总气源。 XX设计有限公司 Your Name Design Co., Ltd.
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
三坐标测量机的组成
三坐标测量机的组成 三坐标测量机可分为主机、测头、电气系统三大部分 主机结构分为： 1、框架，是指测量机的主体机械结构架子。它是工作台、立柱、桥框、壳体等机械结构的集合体； 2、标尺系统，是测量机的重要组成部分，是决定仪器精度的一个重要环节。三坐标测量机所用的标尺有线纹尺、精密丝杆、感应同步器、光栅尺、磁尺及光波波长等。该系统还应包括数显电气装臵。 3、导轨，是测量机实现三维运动的重要部件。测量机多采用滑动导轨、滚动轴承导轨和气浮导轨，而以气浮静压导轨为主要形式。气浮导轨由导轨体和气垫组成，有的导轨体和工作台合二为一。气浮导轨还应包括气源、稳压器、过滤器、气管、分流器等一套气体装臵。 4、驱动装臵，是测量机的重要运动机构，可实现机动和程序控制伺服运动的功能。在测量机上一般采用的驱动装臵有丝杆丝母、滚动轮、钢丝、齿形带、齿轮齿条、光轴滚动轮等传动，并配以伺服马达驱动。直线马达驱动正在增多。 5、平衡部件，主要用于Z 轴框架结构中。它的功能是平衡Z 轴的重量，以使Z 轴上下运动时无偏得干扰，使检测时Z 向测力稳定。如更换Z 轴上所装的测头时，应重新调节平衡力的
大小，以达到新的平衡。Z 轴平衡装臵有重锤、发条或弹簧、气缸活塞杆等类型。 6、转台与附件，转台是测量机的重要元件，它使测量机增加一个转动运动的自由度，便于某些种类零件的测量。转台包括分度台、单轴回转台、万能转台（二轴或三轴）和数控转台等。用于坐标测量机的附件很多，视需要而定。一般指基准平尺、角尺、步距规、标准球体（或立方体）、测微仪及用于自检的精度检测样板等。 三维测头即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。测量的测头主要有硬测头、电气测头、光学测头等，此外还有测头回转体等附件。测头有接触式和非接触式之分。按输出的信号分，有用于发信号的触发式测头和用于扫描的瞄准式测头、测微式测头。 电气系统分为： 1、电气控制系统是测量机的电气控制部分。它具有单轴与多轴联动控制、外围设备控制、通信控制和保护与逻辑控制等。 2、计算机硬件部分，三坐标测量机可以采用各种计算机，一般有PC 机和工作站等。 3、测量机软件，包括控制软件与数据处理软件。这些软件可进行坐标交换与测头校正，生成探测模式与测量路径，可用于基本几何元素及其相互关系的测量，形状与位臵误差测量，齿
三坐标测量机安全操作规程
编号：SM-ZD-65004 三坐标测量机安全操作规 程 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改
三坐标测量机安全操作规程 简介：该规程资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 1、零件检测时应满足下列环境要求： 室内温度：20℃±2℃ 室温变化：0.5℃/ h，2℃/ d 水平0.5℃/ m，垂直0.5℃/ m 空气相对湿度：55﹪-65﹪ 2、因Mistral测量机使用气浮轴承，而压缩空气的质量会造成气浮轴承和气浮导轨的划伤，每天要检查机床气压，定期清洗油水分离器。 3、开机前应用无水乙醇擦拭机器导轨，不能给导轨上擦拭任何性质的油脂。 4、开机前应检查气源，电源是否正常，检查接地，接地电阻应小于4欧姆。 5、被测零件在检测之前，应先清洗去毛刺，防止在加工完成后零件表面残留的冷却液及加工残留物影响测量机的
测量精度及测尖的使用寿命。 6、被测零件在测量之前应在室内恒温，如果温度相差过大就会影响测量精度。根据零件的大小、材料、结构及精度等特点，恒温时间一般在8-24小时。 7、大型及重型零件在放置到工作台上过程中应轻放，以避免剧烈碰撞造成工作台或零件受损。必要时可以在工作台上放置一块厚橡胶垫以防止碰撞。 8、小型及轻型零件放在工作台上，应固定后再进行测量，否则会影响测量精度。 9、在工作过程中，如要旋转测座，在转动时（特别是带有加长杆的情况下）一定要远离工件，并保证有足够的空间，以避免发生碰撞。 10、在工作过程中如有异常情况，应立即停机断电，并及时与厂家联系。 11、工作完成后，要清洗工作面。， 12、工作结束后，关闭电源，关闭机器总气源。 这里填写您的企业名字 Name of an enterprise
三坐标测量机的论述及发展前景
龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/1e8226833.html, 三坐标测量机的论述及发展前景 作者：刘晓青 来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2015年第11期 摘要：三坐标测量机的问世，不仅解决了复杂零件研制急需先进检测仪器和检测技术的 难题，而且还迎合了产品更新节奏的加快，对产品检测速度的要求，因此三坐标在测量领域得到广泛的应用，体现出它的重要性和广阔的发展前景。 关键词：三坐标；现状；趋势；不足；前景 目前三坐标测量仪主要用于机械、航空航天、汽车零部件、五金、模具等行业的轮廓和表面形状尺寸、角度及位置、齿轮、凸轮、蜗轮、蜗杆、叶片、曲线、曲面测量，也可以对工件的尺寸、形状和形位公差进行精密检测，从而完成零件检测、外形测量、过程控制等任务。在实际的生产、加工、检验方面起着举足轻重的作用。世界上第一台三坐标测量机是在1959年英国诞生的。如今据统计三坐标测量机的年销售增长率在7%-10%。目前，国内外三坐标测量机正迅速发展，品种规格已达300种以上。而三坐标测量机的意义在于针对工件需求进行空间测量，弥补传统测量方法以满足生产需要；顺应自动加工线优势，加快了对复杂工件的检测；方便快捷的对大批量工件进行高精度，低误差，高效率的检测，并且可反向工程，为加工工件提供了准确快捷的数据。 三坐标测量机可定义为“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”。三坐标测量机的探测头可以在空间沿X、Y、Z三个轴向移动，其它位置以直角标或极坐标表示，测量工件时立方体的五个面皆可测量，无需变换工件位置，如果加装了适当夹具和特殊测头，则第六面也可进行测量。它可以在工件的任何位置，设定工作坐标系原点，并且以间接主算法计算出测量结果，三坐标的测量方式是以电脑数据处理机，快速准确的计算出测量值，配合教 导程式使坐标测量机的测理工作自动化，它取代了传统测量方式，不仅提高了检验准确度，而且对于高精度产品可以百分之百检验，可以胜任检测困难度高的复杂工件的测量，保证精确的数值，大幅度减小了检验的时间、费用和人力，增加了测量效率。 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。我国是20世纪70年代才开始引进、研制三坐标测量机的，现如今国内主要的生产厂家中有西安爱德华测量设备股份有限公司、青岛海克斯康测量技术有限公司、北京303所、智泰集团等，但是同国外相比还是有一定差距，主要体现在：三坐标系列品种较少，新产品开发周期长，原件和材料配套难，生产成本高；电控系统和传动系统可靠性较差；多数厂家没有独立自主的技术，大多数高精度零件全凭进口；软件创新开发和更新力度不够等问题。
三坐标测量机的简介
第一章三坐标测量机的概述 一、三坐标测量机的发展历史 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，DEA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。随后的国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。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。 到1992年全球就拥有三坐标测量机46100台，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，我国三坐标测量机生产始于20世纪70年代，现在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。国内外生产三坐标的厂家较多如：德国的蔡司、意大利的Cord3、日本的三丰、美国的谢菲尔德，国内的海克斯康、青岛雷顿、西安爱德华、北京航空精密机械研究所（303所）、上海机床厂、上海第三机床厂、北京二机床、北京机床研究所、天津大学和新天光学仪器厂。 二、三坐标测量机发展的意义和作用 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。为此，必须实行严格的质量管理，只有在保证高质量生产的前提下，制造业才能生存和发展。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。三维测量是基于以下的客观要求发展起来的。 1、越来越多的工件需要进行空间三维测量，而传统的测量方法不能满足生产的需要。传统测量方