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儀器簡介
三坐標(biāo)測量儀是指在一個六面體的空間范圍內(nèi)，能夠表現(xiàn)幾何形狀、長度及圓周分度等測量能力的儀器，又稱為三坐標(biāo)測量機或三坐標(biāo)量床。三坐標(biāo)測量儀又可定義“一種具有可作三個方向移動的探測器，可在三個相互垂直的導(dǎo)軌上移動，此探測器以接觸或非接觸等方式傳遞訊號，三個軸的位移測量系統(tǒng)（如光柵尺）經(jīng)數(shù)據(jù)處理器或計算機等計算出工件的各點（x，y，z）及各項功能測量的儀器”。三坐標(biāo)測量儀的測量功能應(yīng)包括尺寸精度、定位精度、幾何精度及輪廓精度等 [1]  。
機型介紹
結(jié)構(gòu)型式：三軸花崗巖、四面全環(huán)抱的德式活動橋式結(jié)構(gòu)
傳動方式：直流伺服系統(tǒng) + 預(yù)載荷高精度空氣軸承
長度測量系統(tǒng)：RENISHAW開放式光柵尺，分辨率為0.1μm
測頭系統(tǒng)：雷尼紹控制器、雷尼紹測頭、雷尼紹測針
機 臺：高精度（00級）花崗巖平臺
使用環(huán)境：溫度(20±2)℃，濕度40%-70% ，溫度梯度1℃/m，溫度變化 1℃/h
空氣壓力：0.4 MPa - 0.6 Mpa
空氣流量：25 L/min
長度精度MPEe： ≤2.1+L/350 (μm)
探測球精度MPEp： ≤2.1μm

按三坐標(biāo)測量儀結(jié)構(gòu)可分為如下幾類：
1.移動橋架型(Movingbridgetype)
移動橋架型，為常用的三坐標(biāo)測量儀的結(jié)構(gòu)，軸為主軸在垂直方向移動，廂形架導(dǎo)引主軸沿水平梁在方向移動，此水平梁垂直軸且被兩支柱支撐于兩端，梁與支柱形成“橋架”，橋架沿著兩個在水平面上垂直和軸的導(dǎo)槽在軸方向移動。因為梁的兩端被支柱支撐，所以可得到小的撓度，且比懸臂型有較高的精度。
2.床式橋架型(Bridgebedtype)
床式橋架型，軸為主軸在垂直方向移動，廂形架導(dǎo)引主軸沿著垂直軸的梁而移動，而梁沿著兩水平導(dǎo)軌在軸方向移動，導(dǎo)軌位于支柱的上表面，而支柱固定在機械本體上。此型與移動橋架型一樣，梁的兩端被支撐，因此梁的撓度為少。此型比懸臂型的精度好，因為只有梁在軸方向移動，所以慣性比全部橋架移動時為小，手動操作時比移動橋架型較容易。
3.柱式橋架型(Gantrytype)
柱式橋架型，與床式橋架型式比較時，柱式橋架型其架是直接固定在地板上又稱為門型，比床式橋架型有較大且更好的剛性，大部分用在較大型的三坐標(biāo)測量儀上。各軸都以馬達驅(qū)動，測量范圍很大，操作者可以在橋架內(nèi)工作。
4.固定橋架型(Fixedbridgetype)
固定橋架型，軸為主軸在垂直方向移動，廂形架導(dǎo)引主軸沿著垂直軸的水平橫梁上做方向移動。橋架(支柱)被固定在機器本體上，測量臺沿著水平平面的導(dǎo)軌作軸方向的移動，且垂直于和軸。每軸皆由馬達來驅(qū)動，可確保位置精度，此機型不適合手動操作。
5.L形橋架型(L-Shpaedbridgetype)
L形橋架型，這個設(shè)計乃是為了使橋架在軸移動時有小的慣性而作的改變。它與移動橋架型相比較，移動組件的慣性較少，因此操作較容易，但剛性較差。
6.軸移動懸臂型(Fixedtablecantileverarmtype)
軸移動懸臂型，軸為主軸在垂直方向移動，廂形架導(dǎo)引主軸沿著垂直軸的水平懸臂梁在軸方向移動，懸臂梁沿著在水平面的導(dǎo)槽在軸方向移動，且垂直于軸和軸。此型為三邊開放，容易裝拆工件，且工件可以伸面即可容納較大工件，但因懸臂會造成精度不高。
7.單支柱移動型(Movingtablecantileverarmtype)
單支柱移動型，軸為主軸在垂直方向移動，支柱整體沿著水平面的導(dǎo)槽在軸上移動，且垂直軸，而軸連接于支柱上。測量臺沿著水平面的導(dǎo)槽在軸上移動，且垂直軸和軸。此型測量臺面、支柱等具很好的剛性，因此變形少，且各軸的線性刻度尺與測量軸較接近，以符合阿貝定理。
8.單支柱測量臺移動型(Singlecolumnxytabletype)
單支柱測量臺移動型，軸為主軸在垂直方向移動，支柱上附有軸導(dǎo)槽，支柱被固定在測量儀本體上。測量時，測量臺在水平面上沿著軸和軸方向作移動。
9.水平臂測量臺移動型(Movingtablehorizontalarmtype)
水平臂測量臺移動型，廂形架支撐水平臂沿著垂直的支柱在垂直(軸)的方向移動。探頭裝在水平方向的懸臂上，支柱沿著水平面的導(dǎo)槽在軸方向移動，且垂直軸，測量臺沿著水平面的導(dǎo)槽在軸方向移動，且垂直于軸和軸。這是水平懸臂型的改良設(shè)計，為了消除水平臂在軸方向，因伸出或縮回所產(chǎn)生的撓度。
10.水平臂測量臺固定型(Fixedtablehorizontalarmtype)
水平臂測量臺固定型，其構(gòu)造與測量臺移動型相似。此型測量臺固定，、軸均在導(dǎo)槽內(nèi)移動，測量時支柱在軸的導(dǎo)槽移動，而軸滑動臺面在垂直軸方向移動。
11.水平臂移動型(Movingramhorizotalarmtype)
水平臂移動型，軸懸臂在水平方向移動，支撐水平臂的廂形架沿著支柱在軸方向移動，而支柱垂直軸。支柱沿著水平面的導(dǎo)槽在軸方向移動，且垂直軸和軸，故不適合高精度的測量。除非水平臂在伸出或回收時，對因重量而造成的誤差有所補償。大多數(shù)情況應(yīng)用在車輛檢驗工作。
12.閉環(huán)橋架型(Ringbridgetype)
閉環(huán)橋架型，由于它的驅(qū)動方式在工作臺中心，可減少因橋架移動所造成沖擊，為所有三坐標(biāo)測量儀中穩(wěn)定的一種

應(yīng)用要點
(1)應(yīng)根據(jù)被測工件的具體特點及建模要求合理選用適當(dāng)?shù)膾呙铚y量方式，以達到提高數(shù)據(jù)采集精度和測量效率的目的。
(2)為便于測量草作和測頭移動，應(yīng)合理規(guī)劃被測工件裝夾位置；為保證造型精度，裝夾工件時應(yīng)盡量使測頭能一次完成全部被測對象的掃描測量。
(3)掃描測量點的選取應(yīng)包括工件輪廓幾何信息的關(guān)鍵點，在曲率變化較明顯的部位應(yīng)適當(dāng)增加測量點 [3]  。
數(shù)據(jù)管理
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的任務(wù)和要求：
（1）將測量數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化為CAD軟件可識別的IGES格式，合并后以產(chǎn)品名稱或用戶的名稱分類保存。
（2）不同產(chǎn)品、不同屬性、不同定位、易于混淆的數(shù)據(jù)應(yīng)存放在不同的文件中，并在IGES文件中分層分色。
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換使用《三坐標(biāo)測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)》完成，操作方法見軟件用戶手冊。

使用方法
三坐標(biāo)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(biāo)測量機對被測工件表面進行數(shù)據(jù)點掃描。以三坐標(biāo)的FOUNCTION-PRO型三坐標(biāo)測量機為例，介紹三坐標(biāo)測量機的幾種常用掃描方法及其操作步驟。
三坐標(biāo)測量機的掃描操作是應(yīng)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(guān)，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(xì)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。
空調(diào)的風(fēng)向?qū)y量機溫度的影響
測量機房的空調(diào)應(yīng)盡量選擇變頻空調(diào)。變頻空調(diào)節(jié)能性能好，主要的是控溫能力強。在正常容量的情況下，控溫可在±1℃范圍內(nèi)。
由于空調(diào)器吹出風(fēng)的溫度不是20℃，因此決不能讓風(fēng)直接吹到測量機上。有時為防止風(fēng)吹到測量機上而把風(fēng)向轉(zhuǎn)向墻壁或一側(cè)，結(jié)果出現(xiàn)機房內(nèi)一邊熱一邊涼，溫差非常大的情況。
空調(diào)器的安裝應(yīng)有規(guī)劃，應(yīng)讓風(fēng)吹到室內(nèi)的主要位置，風(fēng)向向上形成大循環(huán)（不能吹到測量機），盡量使室內(nèi)溫度均衡。
有條件的，應(yīng)安裝風(fēng)道將風(fēng)送到房間頂部通過雙層孔板送風(fēng)，回風(fēng)口在房間下部。這樣使氣流無規(guī)則的流動，可以使機房溫度控制更加合理。
 空調(diào)的開關(guān)時間對機房溫度的影響
許每天早晨上班時打開空調(diào)，晚上下班再關(guān)閉空調(diào)。待機房溫度穩(wěn)定大約4小時后，測量機精度才能穩(wěn)定。
這種工作方式嚴(yán)重影響測量機的使用效率，在冬夏季節(jié)精度會很難保證。對測量機正常穩(wěn)定也會有很大影響。
http://www.wzjos.cn