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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，由讀數設備和數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裝置和數顯裝置顯示出來。測量機的采點發訊裝置是測頭，在沿X，Y，Z三個軸的方向裝有光柵尺和讀數頭。其測量過程就是當測頭接觸工件并發出采點信號時，由控制系統去采集當前機床三軸坐標相對于機床原點的坐標值，再由計算機系統對數據進行處理。

按三坐標測量儀結構可分為如下幾類：
1.移動橋架型(Movingbridgetype)
移動橋架型，為常用的三坐標測量儀的結構，軸為主軸在垂直方向移動，廂形架導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，廂形架導引主軸沿著垂直軸的梁而移動，而梁沿著兩水平導軌在軸方向移動，導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測量儀上。各軸都以馬達驅動，測量范圍很大，操作者可以在橋架內工作。
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軌作軸方向的移動，且垂直于和軸。每軸皆由馬達來驅動，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槽在軸方向移動，且垂直軸，測量臺沿著水平面的導槽在軸方向移動，且垂直于軸和軸。這是水平懸臂型的改良設計，為了消除水平臂在軸方向，因伸出或縮回所產生的撓度。
10.水平臂測量臺固定型(Fixedtablehorizontalarmtype)
水平臂測量臺固定型，其構造與測量臺移動型相似。此型測量臺固定，、軸均在導槽內移動，測量時支柱在軸的導槽移動，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。大多數情況應用在車輛檢驗工作。
12.閉環橋架型(Ringbridgetype)
閉環橋架型，由于它的驅動方式在工作臺中心，可減少因橋架移動所造成沖擊，為所有三坐標測量儀中穩定的一種

應用要點
(1)應根據被測工件的具體特點及建模要求合理選用適當的掃描測量方式，以達到提高數據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，應合理規劃被測工件裝夾位置；為保證造型精度，裝夾工件時應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包括工件輪廓幾何信息的關鍵點，在曲率變化較明顯的部位應適當增加測量點 [3]  。
數據管理
數據轉換
數據轉換的任務和要求：
（1）將測量數據格式轉化為CAD軟件可識別的IGES格式，合并后以產品名稱或用戶的名稱分類保存。
（2）不同產品、不同屬性、不同定位、易于混淆的數據應存放在不同的文件中，并在IGES文件中分層分色。
數據轉換使用《三坐標測量數據處理系統》完成，操作方法見軟件用戶手冊。

1.開線掃描(Open Linear Scan)
開線掃描是基本的掃描方式。測頭從起始點開始，沿一定方向并按預定步長進行掃描，直至終止點。開線掃描可分為有、無CAD模型兩種情況。
(1)無CAD模型
如被測工件無CAD模型，先輸入邊界點(Boundary Points)的名義值。打開對話框中的“邊界點”選項后，先點擊“1”，輸入掃描起始點數據；然后雙擊“D”，輸入方向點(表示掃描方向的坐標點)的新的X、Y、Z坐標值；雙擊“2”，輸入掃描終點數據。
第二項輸入步長。在“掃描”對話框(Scan Dialog)中“方向1技術”(Direction 1 Tech)欄中的“”(Max Inc)欄中輸入一個新步長值。
檢查設定的方向矢量是否正確，該矢量定義了掃描開始后測量點表面的法矢、截面以及掃描結束前一點的表面法矢。當所有數據輸入完成后點擊“創建”。
(2)有CAD模型
如被測工件有CAD模型，開始掃描時用鼠標左鍵點擊CAD模型的相應表面，PC DMIS程序將在CAD模型上生成一點并加標志“1”表示為掃描起始點；然后點擊下一點定義掃描方向；點擊終點(或邊界點)并標志為“2”。在“1”和“2”之間連線。對于每一所選點，PC DMIS已在對話框中輸入相應坐標值及矢量。確定步長及其它選項(如安全平面、單點等)后，點擊“測量”，然后點擊“創建”。
油和水對測量機的影響
由于壓縮空氣對測量機的正常工作起著非常重要的作用，所以對氣路的維修和保養非常重要。其中有以下主要項目：
每天使用測量機前檢查管道和過濾器，放出過濾器內及空壓機或儲氣罐的水和油。
一般3個月要清洗隨機過濾器和前置過濾器的濾芯。空氣質量較差的周期要縮短。因為過濾器的濾芯在過濾油和水的同時本身也被油污染堵塞，時間稍長就會使測量機實際工作氣壓降低，影響測量機正常工作。一定要定期清洗過濾器濾芯。
每天都要擦拭導軌油污和灰塵，保持氣浮導軌的正常工作狀態。
對測量機導軌的保護要養成良好的工作習慣
用布或膠皮墊在下面，保證導軌安全。
工作結束后或上零件結束后要擦拭導軌。
當我們在使用測量機時要盡量保持測量機房的環境溫度與檢定時一致。另外電氣設備、計算機、人員都是熱源。在設備安裝時要做好規劃，使電氣設備、計算機等與測量機有一定的距離。測量機房加強管理不要有多余人員停留。高精度的測量機使用環境的管理更應該嚴格。
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