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儀器簡介
三坐標測量儀是指在一個六面體的空間范圍內，能夠表現幾何形狀、長度及圓周分度等測量能力的儀器，又稱為三坐標測量機或三坐標量床。三坐標測量儀又可定義“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（如光柵尺）經數據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”。三坐標測量儀的測量功能應包括尺寸精度、定位精度、幾何精度及輪廓精度等 [1]  。
機型介紹
結構型式：三軸花崗巖、四面全環抱的德式活動橋式結構
傳動方式：直流伺服系統 + 預載荷高精度空氣軸承
長度測量系統：RENISHAW開放式光柵尺，分辨率為0.1μm
測頭系統：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

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品、壓制成型產品、金屬膜等的測量。為了分析工件加工數據，或為逆向工程提供工件原始信息，經常需要用三坐標測量機對被測工件表面進行數據點掃描。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域內進行數據點采集，該區域可以是一條線、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。

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。
Z軸平衡的調整
測量機的Z軸平衡分為重錘和氣動平衡，主要用來平衡Z軸的重量，使Z軸的驅動平穩。如果誤動氣壓平衡開關，會使Z軸失去平衡。處理的方法：
1) 將測座的角度轉到90°，避免操作過程中碰測頭。
2) 按下“緊急停”開關。
3) 一個人用雙手托住Z軸，向上推、向下拉，感覺平衡的效果。
4) 一人調整氣壓平衡閥，每次調整量小一點，兩人配合將Z軸平衡調整到向上和向 下的感覺一致即可。
行程終開關是用于機器行程終保護和HOME時使用。行程終開關一般使用接觸式開關或光電式開關。開關式容易在用手推動軸運動時改變位置，造成接觸不良。可以適當調整開關位置保證接觸良好。光電式開關要注意檢查插片位置正常，經常清除灰塵，保證其工作正常   。
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