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功能原理
簡單地說，三坐標測量機就是在三個相互垂直的方向上有導向機構、測長元件、數(shù)顯裝置，有一個能夠放置工件的工作臺(大型和巨型不一定有)，測頭可以以手動或機動方式輕快地移動到被測點上，由讀數(shù)設備和數(shù)顯裝置把被測點的坐標值顯示出來的一種測量設備。顯然這是簡單、原始的測量機。有了這種測量機后，在測量容積里任意一點的坐標值都可通過讀數(shù)裝置和數(shù)顯裝置顯示出來。測量機的采點發(fā)訊裝置是測頭，在沿X，Y，Z三個軸的方向裝有光柵尺和讀數(shù)頭。其測量過程就是當測頭接觸工件并發(fā)出采點信號時，由控制系統(tǒng)去采集當前機床三軸坐標相對于機床原點的坐標值，再由計算機系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行處理。

使用方法
三坐標測量機(CMM)的測量方式通常可分為接觸式測量、非接觸式測量和接觸與非接觸并用式測量。
其中，接觸測量方式常用于機加工產(chǎn)品、壓制成型產(chǎn)品、金屬膜等的測量。為了分析工件加工數(shù)據(jù)，或為逆向工程提供工件原始信息，經(jīng)常需要用三坐標測量機對被測工件表面進行數(shù)據(jù)點掃描。以三坐標的FOUNCTION-PRO型三坐標測量機為例，介紹三坐標測量機的幾種常用掃描方法及其操作步驟。
三坐標測量機的掃描操作是應用PC DMIS程序在被測物體表面的特定區(qū)域內(nèi)進行數(shù)據(jù)點采集，該區(qū)域可以是一條線、一個面片、零件的一個截面、零件的曲線或距邊緣一定距離的周線等。掃描類型與測量模式、測頭類型以及是否有CAD文件等有關，控制屏幕上的“掃描”(Scan)選項由狀態(tài)按鈕(手動/DCC)決定。若采用DCC方式測量，又有CAD文件，則可供選用的掃描方式有“開線”(Open Linear)、“閉線”(Closed Linear)、“面片”(Patch)、“截面”(Section)和“周線”(Perimeter)掃描；若采用DCC方式測量，而只有線框型CAD文件，則可選用“開線”(Open Linear)、“閉線”(Closed Linear)和“面片”(Patch)掃描方式；若采用手動測量模式，則只能使用基本的“手動觸發(fā)掃描”(Manul TTP Scan)方式；若采用手動測量方式并使用剛性測頭，則可用選項為“固定間隔”(Fixed Delta)、“變化間隔”(Variable Delta)、“時間間隔”(Time Delta)和“主體軸向掃描”(Body Axis Scan)方式。
下面詳細介紹在DCC狀態(tài)下，進入“功能”(Utility)菜單選取“掃描”(Scan)選項后可供選擇的五種掃描方式。

閉線掃描(Closed Linear Scan)
閉線掃描方式允許掃描內(nèi)表面或外表面，它只需“起點”和“方向點”兩個值(PC DMIS程序將起點也作為終點)。
(1)數(shù)據(jù)輸入操作
雙擊邊界點“1”，在編輯對話框中輸入位置；雙擊方向點“D”，輸入坐標值；選擇掃描類型(“線性”或“變量”)，輸入步長，定義觸測類型(“矢量”、“表面”或“邊緣”)；雙擊“初始矢量”，輸入第“1”點的矢量，檢查截面矢量；鍵入其它選項后，點擊“創(chuàng)建”。
也可使用坐標測量機操作盤觸測被測工件表面的測點，然后觸測方向點，PC DMIS程序將把測量值自動放入對話框，并自動計算初始矢量。選擇掃描控制方式、測點類型及其它選項后，點擊“創(chuàng)建”。
(2)有CAD模型的閉線掃描
如被測工件有CAD模型，測量前確認“閉線掃描”；先點擊表面起始點，在CAD模型上生成符號“1”(點擊時表面和邊界點被加亮，以便選擇正確的表面)；然后點擊掃描方向點；PC DMIS將在對話框中給出所選位置點相應的坐標及矢量；選擇掃描控制方式、步長及其它選項后，點擊“創(chuàng)建”。

面片掃描(Patch Scan)
面片掃描方式允許掃描一個區(qū)域而不再是掃描線。應用該掃描方式至少需要四個邊界點信息，即開始點、方向點、掃描長度和掃描寬度。PC DMIS可根據(jù)基本(或缺省)信息給出的邊界點1、2、3確定三角形面片，掃描方向則由D的坐標值決定；若增加了第四或第五個邊界點，則面片可以為四方形或五邊形。
采用面片掃描方式時，在復選框中選擇“閉線掃描”，表示掃描一個封閉元素(如圓柱、圓錐、槽等)，然后輸入起始點、終止點和方向點。終止點位置表示掃描被測元素時向上或向下移動的距離；用起始點、方向點和起始矢量可定義截平面矢量(通常該矢量平行于被測元素)。現(xiàn)以創(chuàng)建四邊形面片為例，介紹面片掃描的幾種定義方式：
(1)鍵入坐標值方式
雙擊邊界點“1”，輸入起始點坐標值X、Y、Z；雙擊邊界方向點“D”，輸入掃描方向點坐標值；雙擊邊界點“2”，輸入確定方向的掃描寬度；雙擊邊界點“3”，輸入確定第二方向的掃描寬度；點擊“3”，然后按“添加”按鈕，對話框給出第四個邊界點；雙擊邊界點“4”，輸入終止點坐標值；選擇掃描所需的步長(各點間的步距)和步長(1、2兩點間的步長)值后，點擊“創(chuàng)建”。(2)觸測方式
選定“面片掃描”方式，用坐標測量機草作盤在所需起始點位置觸測點，該點坐標值將顯示在“邊界點”對話框的“#1”項內(nèi)；然后觸測第二點，該點代表掃描方向的終止點，其坐標值將顯示在對話框的“D”項內(nèi)；然后觸測第三點，該點代表掃描面片寬度，其坐標值將顯示在對話框的“#3”項內(nèi)；點擊“3”，選擇“添加”，可在清單上添加第四點；觸測終止點，將關閉對話框。定義掃描行距和步長兩個方向數(shù)據(jù)；選擇掃描觸測類型及所需選項后，點擊“創(chuàng)建”。
(3)CAD曲面模型方式
該掃描方式只適用于有CAD曲面模型的工件。先選定“面片掃描”方式，左鍵點擊CAD工作表面；加亮“邊界點”對話框中的“1”，左鍵點擊曲面上的掃描起始點；然后加亮“D”，點擊曲面定義方向點；點擊曲面定義掃描寬度(#2)；點擊曲面定義掃描上寬度(#3)；點擊“3”，選擇“添加”，添加附加點“4”，加亮“4”，點擊定義掃描終止點，關閉對話框。定義兩個方向的步長及選擇所需選項后，點擊“創(chuàng)建”。
機房結構對機房溫度的影響
由于測量機房要求恒溫，所以機房要有保溫措施。如有窗戶要采用雙層窗，并避免有陽光照射。門口要盡量采用過渡間，減少溫度散失。機房的空調(diào)選擇要與房間相當，機房過大或過小都會對溫度控制造成困難。
在南方濕度較大的地區(qū)或北方的夏天或雨季，當正在制冷的空調(diào)突然被關閉后，空氣中的水汽會很快凝結在溫度相對比較低的測量機導軌和部件上，會使測量機的氣浮塊和某些部件嚴重銹蝕，影響測量機壽命。而計算機和控制系統(tǒng)的電路板會因濕度過大出現(xiàn)腐蝕或造成短路。如果濕度過小，會嚴重影響花崗石的吸水性，可能造成花崗石變形。灰塵和靜電會對控制系統(tǒng)造成危害。所以機房的濕度并不是無關緊要的，要盡量控制在60%±5%的范圍內(nèi)。
空氣濕度大、測量機房密封性不好是造成機房濕度大的主要原因。在濕度比較大地區(qū)機房的密封性要求好一些，必要時增加除濕機。
解決的辦法就是改變管理方式，將“放假前打掃衛(wèi)生”改為“上班時打掃衛(wèi)生”，而且要打開空調(diào)和除濕機清除水份。要定期清潔計算機和控制系統(tǒng)中的灰塵，減少或避免因此而造成的故障隱患。
使用標準件檢查機器是非常好的，但是相對來說比較麻煩，只能是一段時間做一次。比較方便的辦法是用一個典型零件，編好自動測量程序后，在機器精度校驗好的情況下進行多次測量，將結果按照統(tǒng)計規(guī)律計算后得出一個合理的值及公差范圍記錄下來。操作員可以經(jīng)常檢查這個零件以確定機器的精度情況。
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