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三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)

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更新時(shí)間：2015-05-08
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摘要：本文主要介紹了三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的定義，測(cè)量原理，組成，結(jié)構(gòu)材料，樣式，測(cè)量方法，應(yīng)用以及發(fā)展。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)就是在三個(gè)相互垂直的方向上有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、測(cè)長(zhǎng)元件、數(shù)顯裝置，有一個(gè)能夠放置工件的工作臺(tái)(大型和巨型不一定有)，測(cè)頭可以以手動(dòng)或機(jī)動(dòng)方式輕快地移動(dòng)到被測(cè)點(diǎn)上，由讀數(shù)設(shè)備和數(shù)顯裝置把被測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值顯示出來的一種測(cè)量設(shè)備。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量原理
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是測(cè)量和獲得尺寸數(shù)據(jù)的最有效的方法之一，因?yàn)樗梢源娑喾N表面測(cè)量工具及昂貴的組合量規(guī)，并把復(fù)雜的測(cè)量任務(wù)所需時(shí)間從小時(shí)減到分鐘。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的功能是快速準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)尺寸數(shù)據(jù)，為操作者提供關(guān)于生產(chǎn)過程狀況的有用信息，這與所有的手動(dòng)測(cè)量設(shè)備有很大的區(qū)別。將被測(cè)物體置于三坐標(biāo)測(cè)量空間，可獲得被測(cè)物體上各測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)位置，根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值，經(jīng)計(jì)算求出被測(cè)物體的幾何尺寸，形狀和位置。
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)種類繁多、形式各異、性能多樣，所測(cè)對(duì)象和放置環(huán)境條件也不盡相同，但大體上皆由若干具有一定功能的部分組合而成。作為一種測(cè)量?jī)x器，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)主要是比較被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量，并將比較結(jié)果用數(shù)值表示出來。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)需要3個(gè)方向的標(biāo)準(zhǔn)器（標(biāo)尺），利用導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)沿相應(yīng)方向的運(yùn)動(dòng)，還需要三維測(cè)頭對(duì)被測(cè)量進(jìn)行探測(cè)和瞄準(zhǔn)。此外，測(cè)量機(jī)還具有數(shù)據(jù)處理和自動(dòng)檢測(cè)等功能，需由相應(yīng)的電氣控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)軟硬件實(shí)現(xiàn)。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可分為主機(jī)、測(cè)頭、電氣系統(tǒng)三大部分。
一主機(jī)結(jié)構(gòu)分為：
1、框架，是指測(cè)量機(jī)的主體機(jī)械結(jié)構(gòu)架子。它是工作臺(tái)、立柱、橋框、殼體等機(jī)械結(jié)構(gòu)的集合體；
2、標(biāo)尺系統(tǒng)，是測(cè)量機(jī)的重要組成部分，是決定儀器精度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)所用的標(biāo)尺有線紋尺、精密絲桿、感應(yīng)同步器、光柵尺、磁尺及光波波長(zhǎng)等。該系統(tǒng)還應(yīng)包括數(shù)顯電氣裝置。
3、導(dǎo)軌，是測(cè)量機(jī)實(shí)現(xiàn)三維運(yùn)動(dòng)的重要部件。測(cè)量機(jī)多采用滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)軸承導(dǎo)軌和氣浮導(dǎo)軌，而以氣浮靜壓導(dǎo)軌為主要形式。氣浮導(dǎo)軌由導(dǎo)軌體和氣墊組成，有的導(dǎo)軌體和工作臺(tái)合二為一。氣浮導(dǎo)軌還應(yīng)包括氣源、穩(wěn)壓器、過濾器、氣管、分流器等一套氣體裝置。
4、驅(qū)動(dòng)裝置，是測(cè)量機(jī)的重要運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)和程序控制伺服運(yùn)動(dòng)的功能。在測(cè)量機(jī)上一般采用的驅(qū)動(dòng)裝置有絲桿絲母、滾動(dòng)輪、鋼絲、齒形帶、齒輪齒條、光軸滾動(dòng)輪等傳動(dòng)，并配以伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。直線馬達(dá)驅(qū)動(dòng)正在增多。
5、平衡部件，主要用于Z軸框架結(jié)構(gòu)中。它的功能是平衡Z軸的重量，以使Z軸上下運(yùn)動(dòng)時(shí)無偏得干擾，使檢測(cè)時(shí)Z向測(cè)力穩(wěn)定。如更換Z軸上所裝的測(cè)頭時(shí)，應(yīng)重新調(diào)節(jié)平衡力的大小，以達(dá)到新的平衡。Z軸平衡裝置有重錘、發(fā)條或彈簧、氣缸活塞桿等類型。
6、轉(zhuǎn)臺(tái)與附件，轉(zhuǎn)臺(tái)是測(cè)量機(jī)的重要元件，它使測(cè)量機(jī)增加一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的自由度，便于某些種類零件的測(cè)量。轉(zhuǎn)臺(tái)包括分度臺(tái)、單軸回轉(zhuǎn)臺(tái)、萬能轉(zhuǎn)臺(tái)（二軸或三軸）和數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)等。用于坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的附件很多，視需要而定。一般指基準(zhǔn)平尺、角尺、步距規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)球體（或立方體）、測(cè)微儀及用于自檢的精度檢測(cè)樣板等。
二三維測(cè)頭即是三維測(cè)量的傳感器，它可在三個(gè)方向上感受瞄準(zhǔn)信號(hào)和微小位移，以實(shí)現(xiàn)瞄準(zhǔn)與測(cè)微兩種功能。測(cè)量的測(cè)頭主要有硬測(cè)頭、電氣測(cè)頭、光學(xué)測(cè)頭等，此外還有測(cè)頭回轉(zhuǎn)體等附件。測(cè)頭有接觸式和非接觸式之分。按輸出的信號(hào)分，有用于發(fā)信號(hào)的觸發(fā)式測(cè)頭和用于掃描的瞄準(zhǔn)式測(cè)頭、測(cè)微式測(cè)頭。
三電氣系統(tǒng)分為：
1、電氣控制系統(tǒng)是測(cè)量機(jī)的電氣控制部分。它具有單軸與多軸聯(lián)動(dòng)控制、外圍設(shè)備控制、通信控制和保護(hù)與邏輯控制等。
2、計(jì)算機(jī)硬件部分，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可以采用各種計(jì)算機(jī)，一般有PC機(jī)和工作站等。
3、測(cè)量機(jī)軟件，包括控制軟件與數(shù)據(jù)處理軟件。這些軟件可進(jìn)行坐標(biāo)交換與測(cè)頭校正，生成探測(cè)模式與測(cè)量路徑，可用于基本幾何元素及其相互關(guān)系的測(cè)量，形狀與位置誤差測(cè)量，齒輪，螺紋與凸輪的測(cè)量，曲線與曲面的測(cè)量等。具有統(tǒng)計(jì)分析、誤差補(bǔ)償和網(wǎng)絡(luò)通信等功能。
4、打印與繪圖裝置，此裝置可根據(jù)測(cè)量要求，打印出數(shù)據(jù)、表格，亦可繪制圖形，為測(cè)量結(jié)果的輸出設(shè)備。 ...

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