三坐标测量机及其应用
第一篇：三坐标测量机及其应用
三坐标测量仪在模具行业的几个重要应用
随着工业产品的不断推陈出新，市场竞争也在不断的加剧，这就要求模具制造行业能够制造出更加大型、精密、复杂的模具产品，同时要求更高的模具制造效率。在这种市场情况下，要求模具制造技术需要不断的提升，满足信息化、数字化、精细化、高速化和自动化的要求，凭借快速原型再造技术和逆向工程技术，完成柔性化、敏捷化的制造，并以数字流形成企业制造信息的闭环。
在这样的要求下，现在有三坐标测量仪帮助模具达到这样高的要求。它是一种设计开发、检测、统计分析的现代化的智能工具，更是模具产品无与伦比的质量技术保障的有效工具。三坐标测量机以其高精度高柔性以及优异的数字化能力，成为现代制造业尤其是模具工业设计、开发、加工制造和质量保证的重要手段。
在模具工业三坐标测量仪主要几个作用如下：
一、模具质量控制
测量机在处理不同工作方面的灵活性以及自身的高精度，使其成为一个仲裁者。在为过程控制提供尺寸数据的同时，测量机可提供入厂产品检验、机床的校验、客户质量认证、量规检验、加工试验以及优化机床设置等附加性能。
二、在机测量提供生产效率
模具加工过程中的修模工作是传统的模具加工业上非常繁琐漫长的工作，而运用在机测量，我们就可以在工件不脱离机床的前提下，在机床上直接进行三维尺寸如定位面、曲面曲线特征的测量，并跟据检测结果，做出快速及时的反应，甚至在其精细加工的时候，我们可以根据检测结果直接进行余量辅助加工。这样，通过在机测量可以有效的提高修模工作效率和效果，同时提高产品质量，缩短产品出厂周期，也提高了产品的合格率，有效节省了模具的生产成本。目前，在机测量已经成为国际上模具行业获取竞争力的一种有效的过程控制方式。
三、三坐标测量机强大的逆向测绘能力
测量机具备强大的逆向工程能力，是一个理想的数字化工具。通过不同类型测头和不同结构形式测量机的组合，能够快速、精确的获取工件表面的三维数据和几何特征，这对于模具的设计、样品的复制、损坏模具的修复特别有用。此外，测量机还可以配备接触式和非接触式扫描测头，并利用PC-DMIS测量软件提供的强大的扫描功能，完成具备自由曲面形状特征的复杂工件CAD模型的复制。无需经过任何转换，可以被各种CAD软件直接识别和编程，从而大大提高了模具设计的效率。
总结：三坐标测量仪在模具行业的这几大应用是非常常用的，在模具制造企业中应用测量机完成设计和检测任务时，要密切关注测量基准的选择、测头的标定和选择、测点数及测量位置的规划、坐标系的建立、环境的影响、局部几何特征的影响、CNC控制参数等多方面的因素。这当中的每一个因素，都足以影响测量结果的精确和效率。
以上内容由青岛三鼎测量设备有限公司技术工程师整理
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第二篇：三坐标测量机的虚拟测量
三坐标测量机作为一种高精度的通用测量设备已经有了几十年的发展历史，其在工业生产领域中的使用越来越为广泛，也越来越受到生产型企业的重视。而三坐标测量软件中对CAD功能的引入，更是将三坐标测量机的应用领域和易用性推到一个新的高度。
数控英才网以下就以三坐标测量机测量方案为例，对CAD在三坐标测量中的应用做简要介绍。
1、虚拟测量
虚拟测量就是在没有实际工件的情况下对CAD模型在软件中进行测量。Rational dmis测量软件拥有强大的CAD功能，要进行虚拟测量时，打开软件，选择脱机工作模式，然后导入所要测量的CAD模型，并将CAD模型对应到选定的坐标系中即进行测量。根据所要测量的几何元素，使用鼠标在CAD模型上点击所要采点的位置，此时CAD模型上会显示所采点的位置及其矢量方向。根据所测量的几何要素的需要，可进行多次采点。当采够所需要的点数后再在采点窗口中点确定，系统将会驱动虚拟测头进行采点，并拟和出要测的几何元素及其图形。虚拟测量可以通过对没有尺寸数据的CAD模型进行测量，确定其各种尺寸参数。但这不是虚拟测量的主要目的，虚拟测量的主要功能是为在脱机状态下进行自动测量编程做服务。
2、脱机编程
数控三坐标测量机使批量测量的效率有所提高，通过对给定工件的测量进行编程，可以实现全自动的快速测量。三坐标测量软件没有引入CAD功能之前，对测量程序的编制要求专业人员对应图纸进行编程，这种编程方法使用较为复杂，且对操作人员要求较高。有一种方法就是使用三坐标测量软件的自学习编程功能，在对工件进行实际测量的同时自动生成测量程序。当再次测量同样的工件时即可调用此程序进行自动测量。由于这种方法简单易用，适应面广，因此在业内被广泛使用。但由于这种编程离不开实际工件，所以也就带来了很多难以克服的缺点。一是由于编程离不开硬件环境，必须要将给测量机配套的气源等打开，使测量机能正常运行方能进行编程，这样编成较为繁琐。二是编程离不开工件，所以就必须等工件加工完成后才能进行编程，这样便会降低了工作效率从而影响生产。坐标机测量软件中引入CAD功能之后，由于可在脱机状态下通过对CAD模型进行虚拟测量，从而可完成自学习编程的过程，因此解决了以上问题。无论生产是否进行，只要将设计部门设计的CAD图纸文件输入到测量软件中，就可以进行编程。等工件加工完成就可以进行程序测量，这样就大大提高的生产效率。其具体的方法是先在三坐标测量软件中打开要测量工件的CAD模型，然后打开测量程序自学习功能，建立好坐标系后就可以开始模拟对工件的测量。系统将自动生成测量程序。在程序编制完成之后，还可以在CAD环境中调用程序进行模拟测量，对程序进行验证，找出运行过程中出现的错误测量路径和采点，并对程序进行修正，将实际测量中可能出现的问题降到最低，也最大程度的保证了测量过程中的安全性。
3、使位置公差评定更加方便在以往的三坐标测量软件中，要对几何元素的位置公差进行评定，必须手工输入几何元素的理论位置，然后再和实际测量得到的值进行比对，这样对位置公差的评定很不方便。当坐标测量机软件引入CAD功能之后，就可以在软件中对CAD模型进行测量，由于模型是设计出来的，所以对其进行测量所测得值既为几何元素的理论值。在有了理论值之后，在对应的坐标系下再对实际工件进行测量，即得到了所需几何元素的实际值。这样就可以对所测几何元素的位置公差进行评定。这在使用中，既省去了手工逐个输入几何元素理论值的麻烦，而且也可以避免为了与图纸上的标注尺寸相对应而频繁变动坐标系。这大大降低了操作人员的劳动强度，也减少了出错的几率，同时也提高了测量的精度及效率。
4、CAD输出用于逆向工程在当前的生产制造中往往会碰到这么一种情况，客户能提供给制造者的只有实物而没有任何图纸或CAD数据，特别是样件中有曲线、曲面等很难通过测量获得其准确的数据的复杂模型。在这种情况下，传统的加工方法是使用雕刻法或其他方法制作出一个一比一的模具，再用模具进行生产。这种方法无法获得工件准确的尺寸图纸，也很难对其外型进行修改。逆向工程就是为了解决以上难题而提出的一套理论。逆向工程是指由工件产生图纸或各种相关尺寸数据的过程，是相对与传统的由图纸数据而产生工件的过程而言的。三坐标测量软件中引入CAD功能用于逆向工程，使传统的三坐标测量机用于成品检测的功能，有了更大的扩展。在逆向工程中，首先使用三坐标测量机对样件的外型进行精确测量，然后用CAD功能对所测得的数据进行处理，最终生成一种或几种CAD格式的数据文件。如西安力德公司的三坐标测量软件生成IGS格式的数据，而且还可以使用此软件附带的功能，使数据在多种CAD格式之间进行转换。这些数据文件可以被一般的CAD/CAM软件系统所接受，利用这些软件系统可以对数据进行修改，或直接进行数控机床加工法编程，最终指导数控机床进行加工。也可以对这些数据进行切片处理，指导激光成型机进行快速成型。逆向工程不仅能使工件快速的进入批量生产，而且可以得到工件的CAD数据，有了这些数据，就可以再使用三坐标测量机对生产出来的工件进行检测，保证产品的质量。
三坐标测量机作为一种通用测量机，由于其具有很高的测量精度和测量效率，并且具有操作方便，可实现在线测量等众多优点，已经在现代工业中有了不可替代的地位。而CAD功能的引入，必给三坐标测量机带来更大的使用空间。
第三篇：有关三坐标测量机的相关术语
1.与测量机的精度评定标准ISO 10360相关术语 1.1坐标测量机(CMM) 是通过移动测头为测量手段的测量系统，有决定工件表面上的空间坐标的功能。 三坐标测量机: 有求取相互垂直的轴和轴移动量的光栅尺和测头，能从各个移动量中求取测头的三维坐标值的测量机。 1.2坐标测量
依靠CMM实行对空间坐标的测量 1.3工件坐标系统
对工件固定的坐标系统，一般简称作PCS(Part Coordinate System) 1.4机械坐标系统
对CMM的物理的或计算轴固定的坐标系统，一般简称为MCS(Machine Coordinate System) 1.5 测头系统
存在测头的情况下，由测头加长杆，测头交换系统，测针，测针交换系统和测针加长杆构成的系统。 测头：作为测量被测物的坐标位置工具，可以分为接触式测头和非接触式测头。 1.6测量
有决定坐标数值的作用
测量: 利用三坐标测量机，把测头碰到被测物后读取该位置的坐标值 1.7对大小测量CMM 标示的最大允许示值误差
根据CMM的规格，规定等对允许的测量大小CMM标示误差的最大数值E 备注：对大小测量误差CMM标示的最大允许误差MPEE，，表示为三种形式中的一个。
1.8测头误差
检测球的材料的大小标准的半径范围，是由CMM能决定的示值误差。测量是在检测球上实行利用一个测针的离散点测量(标示的测量点的记录，经过中间点后直接算定的特定的测量)方式。
1.9检测球
对合格判定测试用和复检测试中使用的检测球的大小标准。 1.10分辨率
有意义的分辨在可能的标示设备示值之间的最小差异。 在数码标示设备中，最小有效数字变换一个阶段时示值的变化。 2与测量有关术的术语 2.1测量学 与测量有关的科学
无论其不确定度是什么，以及无论在科学或技术的哪个领域中能实现，测量学包括与测量有关的理论和实际的两个观点等 2.2测量
和以某种量(测量量)作为单位来使用的相同种类的其他量相比较 为了决定量的值进行的一系列的工作 2..3检查
决定是否满足特定规定 2.4正确度 偏重一边的程度
测量结果和测量量的真实值相一致的程度 2.5精密度
测量值的离散(散布)的程度 2.6互换性
与需互相组装的零件或者与要素无关,任意选择独立制造的零件进行组装也能发挥正常功能的性质(能维持功能或适合性,把设备或机器的零件之类的构成要素与其他机器的要素互换也能使用的性质) 2.7重复性
在同一测量条件(反复性条件)下，连续测量同一测定量所得到的结果之间相一致的程度。 重复性条件包括下列内容 a. 同一测量程序 b. 同一测量者
c. 同一条件下使用同一测量机器 d. 同一位置 e. 短时间内的反复 2.8再现性 变更测量条件下，测量同一测定量所得到的结果之间相一致的程度。 为了具有再现性的妥当性，应明示变更条件。 变更条件可包括以下内容 a. 测量原理 b. 测量方法 c. 测量者 d. 测量机器 e. 校正用标准 f. 位置 g. 使用条件 h. 时间
2.9测量不确定度
与测量结果相关的，显示把测定量进行合理推定而得出的值的分散特性的参数。
a.这个参数(Parameter),举例说可以成为标准偏差(或它的倍数)或者明示的有可信水准的区间的半个宽度等。
b.测量不确定度一般由许多成分构成。其中某种成分可以从连续测量结果的统计性分布开始求取其数值，并以实验标准偏差显示。除此之外的其他成分也同样可以以实验标准偏差显示特性,但是这些根据经验或其他信息是从假定的确定率分布开始求取其数值的。
c.测量结果是对测量数值的最新的推定，与保证和基准用偏差相关的成分一样，包括在系统效果中引起的成分，可以理解为不正确度的所有成分都寄予分散中 2.10偏差
从某个值中减去其基准值 2.11[测量]标准
提供某个单位或某个量的一个值或者多个数值的基准，为了定义或者显示或保存或者再现它们的物质尺度，测量机器，标准物质，或者测量系统。 2.12国际[测量]标准
作为按照国际协议认证的标准，以给相关量的其他标准赋予数值为基础，实现国际性使用的目的 2.13国家[测量]标准
作为国家决定并认证的标准，以给相关量的其他标准赋予数值为基础，实现在其国家使用的目的 2.14追溯性
测量结果或标准数值，在所有比较阶段中通过明示的有不确定度的不间断的比较的链条，可与一般国家标准或者国际标准所定的基准相关联的特性。
这个不间断的比较的链条叫做追溯性链条 2.15校正
测量机器或测量系统指示的量的数值、或者物质尺度或标准物质表示的数值和根据标准显示的它们对应的数值之间的关系,在指定的条件下，确立的一系列的工作。
校正的结果把测量的数值定为指示值或者可以对指示值进行保证。 校正也可决定与影响量的效果一样的其它测量学的特性。 校正结果有时能记录在称作校正证明书或者校正成绩书的文件里。 2.16直线度
直线形体偏离几何学直线的大小。 2.17平面度
平面形体偏离几何学平面的大小 2.18圆柱度(Cylindicity) 圆柱形体偏离几何学圆柱的大小。 2.19平行度(Parallelism) 形体数据偏离平行的几何学形体的大小。 2.20垂直度
形体数据偏离直角的几何学形体的大小。 2.21倾斜度
形体数据偏离理论上有正确的角度的几何学形体的大小。 2.22位置度
形体数据偏离理论上正确的位置的大小。 2.23同心度
圆形形体的中心数据偏离圆的中心的大小。
同轴度(Coaxiality) : 数据轴直线和应在同一的直线上的轴线偏离数据轴直线的大小。 2.24对称度
数据轴直线或者数据中心平面应相互对称的形体偏离对称位置的大小。 2.25圆周跳动
旋转数据轴直线时，形体断面的表面偏离指定方向的变位大小。 2.26圆度
圆形形体偏离几何学圆的大小。 2.27全跳动
数据轴直线旋转时，圆柱或者垂直的圆形平面的表面偏离指定方向的变位大小。 2.28线的轮廓度
线的轮廓偏离几何学轮廓的大小。 2.29面的轮廓度
面的轮廓偏离几何学轮廓的大小。
第四篇：三坐标测量机检测室管理制度
临沂市四方机械制造有限公司编号：SF/GIII2007-018
质量管理体系作业性文件分发号：版本：A
修订状态：①②③④⑤⑥⑦⑧⑨
三坐标测量机检测室管理制度实施日期：2007年6月27 日
为了加强本室的管理，确保检测精度，更好地为质量控制和工程设计提供可靠的检测数据，特制定本制度。
一、 工作现场必须保证环境、场地符合测量机的测量要求：环境温度20℃
±2℃，相对湿度：40%～60%。
二、 加强人员管理，非操作人员严禁进入检测室，外来人员未经许可谢绝
参观。
三、 严禁未经专业培训的人员随意操纵机器，以免造成机器的意外损坏，
影响检测精度，违者追究责任。
四、 工件送检前必须清理干净，保证工件光滑干净无毛刺，保证工件无油、
无水、无其他杂质或液体粘附在表面。
五、 接到待测工件，不得立即进行检测，必须放在检测室等温30分钟以
上。
六、 开始检测前，必须认真检查工件裝夹的可靠性和牢固度，以防出现机
器的意外损坏或出现意外的检测误差。
七、 机器运行过程中发现异常，必须立即停止使用，并马上报告直接上级。
八、 随机工具登记建账，妥善保管，不得丢失。
九、 每周周日检查机器空气过滤器运行情况及气路状态，并排出管路中的
水分，机油等。每月月末清洗各处滤芯。
十、 检测人员应当客观公正及时地出具检测结果，对检测结果负责，并在
报告上签字确认。
十一、 检测报告按统一格式进行编号，并建档保存。保存期限为一年。 十
二、 保持工作环境的整洁干净，每天进行卫生清理。每天上班前，认
真擦拭机器机身。
十三、 每天工作完毕，认真检查机器情况、电源及门窗关闭情况、空调
的关闭情况，在一切正常后才能离开。
十四、 休息日下班前不得打扫卫生，对机器、电源及门窗关闭情况、空
调的关闭情况进行彻底检查，以消除不安全因素。
编制：蔺建勇审核：批准：
第五篇：三坐标测量员应该了解的三坐标测针常识总结
一：什么是三坐标测针
测针是三坐标策略系统的组成部分，它与被测工件接触，使测头机构产生位移。所产生的信号经处理得出策略结果。被测工件的外形特征将决定要采用的测针类型和大小。在所有情况下，测针的最大刚性和测球的球度都至关重要。
为了达到这一要求，Renishaw的测针杆按照严格的标准在数控机床上生产。我们格外注意保证测针刚性最高，同时测针质量经过最优化处理以适用于Renishaw的各种测头。
Renishaw原产测球是按最高标准制造，保证与测针杆的链接能达到最佳的完整性。如果您使用的测球球度差、位置不正、螺纹公差大、或因设计不当使测量时产生过量的扰度变形，则很容易降低测量效果。为了确保您采集的数据的正确性，请务必从Renishaw原产的全系列测针中指定和选用测针。
二、三坐标测针的专业术语：
总长度：雷尼绍对测针总长度的标准定义，是从测针的后安装端面到测球中心的长度。 有效工作长度：有效工作长度是在零件发现方向测量时从测球中心道测针杆与被测目标干涉点之间的距离。
三、如何正确选择测针
1、尽量选用短测针
测针弯曲或变形量越大，精度月底，使用近可能短的测针
2、尽量减少接头
每增加一个饿着呢的测杆的链接，便增加了一个潜在的弯曲和变性点。所以使用中应尽量减少三坐标测针的组件数。
3、选用的测球直径要尽量大
一是这样能增大测球、测针杆的距离，从而减少由于碰撞测针杆所引起的误触发。其次测球直径越大，被测工件表面光洁度的影响越小。
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