| 词条 | 三坐标测量机 |
| 释义 | 三坐标测量机即三次元，它是指在一个六面体的空间范围内，能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器，又称为三坐标测量仪或三坐标量床。三坐标测量仪可定义为“一种具有可作三个方向移动的探测器，可在三个相互垂直的导轨上移动，此探测器以接触或非接触等方式传送讯号，三个轴的位移测量系统(如光学尺)经数据处理器或计算机等计算出工件的各点坐标(X、Y、Z)及各项功能测量的仪器”。三坐标测量仪的测量功能应包括尺寸精度、定位精度、几何精度及轮廓精度等。 § 三坐标测量机发展史 三坐标测量机的发展可划分为三代： 第一代：世界上第一台测量机是英国的FERRANTI公司于1959年研制成功的。当时的测量方式是测头接触工件后，靠脚踏板来记录当前坐标值，然后使用计算器来计算元素间的位置关系。1964年，瑞士SIP公司开始使用软件来计算两点间的距离，开始了利用软件进行测量数据计算的时代。70年代初，德国ZEISS公司使用计算机辅助工件坐标系代替机械对准，从此测量机具备了对工件基本几何元素尺寸、形位公差的检测功能。 第二代：随着计算机的飞速发展，测量机技术进入了CNC控制机时代，完成了复杂机械零件的测量和空间自由曲线曲面的测量，测量模式增加和完善了自学习功能，改善了人机界面，使用专门测量语言，提高了测量程序的开发效率。 第三代：从90年代开始，随着工业制造行业向集成化、柔性化和信息化发展，产品的设计、制造和检测趋向一体化，这就对作为检测设备的三坐标测量机提出了更高的要求，从而提出了第三代测量机的概念。其特点是：1、具有与外界设备通讯的功能；2、具有与CAD系统直接对话的标准数据协议格式；3、硬件电路趋于集成化，并以计算机扩展卡的形式成为计算机的大型外部设备。 § 如何选择合适的坐标测量机 【如何选择合适的坐标测量机】 随着现代技术的不断发展，对品质和精度的要求越来越高。在精密检测和产品质量控制、新品开发、工艺流程控制、模具制造、提升企业效率和品质手段方面，坐标测量机正发挥着不可替代的作用。如何选用适合的测量系统，并产生较高的经济效益和使用价值，是广大用户关心的重要课题。下面介绍坐标测量机系统选购注意事项。 制造业中的质量目标在于将零件的生产与设计要求保持一致。建立和保持制造流程一致性最为有效的方法是准确地测量工件尺寸。获得尺寸信息后，分析和反馈数据到生产过程中，使之成为持续提高产品质量的有效工具。坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，因为它可以代替多种表面测量工具及昂贵的组合量规，并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟，并快速准确地评价尺寸数据，为操作者提供关于生产过程状况的有用信息。 选择一台适当的机器能够满足工厂持久的使用，需要考察的关键在于： 1．【合理的测量精度】 首要的是精度指标应满足要求。选用时可根据被测工件要求的检测精度与测量机给定的测量不确定度相对比，在一般测量中，测量不确定度应为被测工件尺寸公差带的1/3～1/5。对于精密测量及复杂的形位测量要求更高，为被测尺寸公差带的1/5～1/8。尤其重要的是重复精度必须满足要求，因为系统误差可以通过一定方法补偿，而重复精度是由测量机本身决定的。好的坐标测量系统不仅要精度高，更重要的是精度能够保持稳定。 测量复杂零件时，测头角度及测杆的改变会带来微小误差，建议用户选用精度（包括重复精度）高一些的测量系统，以便能满足企业未来的发展需要。 2．【合理测量范围】 测量范围是选择测量机时的基本参数。选择测量范围时，应考虑以下三个方面。 工件所需测量的部分，不一定是整个工件。如要测量的部位位于工件的某个局部，除了测量机的测量范围要能覆盖被测部位之外，还要考虑整个工件能否在机台上安置。一般应根据工件大小选择测量机的测量范围。 Z轴行程与Z向空间高度的关系。Z轴行程是Z轴的测量范围，而Z向空间高度是工件能放得下的高度，另外要考虑Z轴加装上测头系统后所能测量的空间。 测杆变化问题。有的测头上有星形探针，这些探针在测量时往往要超出工件的被测部分。一般工件尺寸为l时，要求测量范围L=l+2C，C为探针或所需加长杆的长度。因此测量范围等于工件被测的最大尺寸再加上两倍的探针长度。 3．【合适的测量机类型】 测量机按自动化程度分为手动（或机动）与CNC（自动）两大类。选用时，应根据检测对象的批量大小、自动化程度、产品特点及使用频率和效率来权衡。 4．【测量软件系统】 先进的测量系统要求测量软件既具有更专业化的强大测量功能，又能够使用方便、易于操作、而且可满足一些特殊测量任务的需要。测量软件系统的选择应考虑的要素： ●便于操作和使用（例如全中文的操作界面，更便捷的操作方式）。 ●能满足复杂形状零件和复杂的曲面测量。 ●图形化及灵活的测量输出报告功能，同时具备多种数据输出格式。 ●自动特征识别功能。 ●脱机测量/编程功能。 ●虚拟仿真测量，路径规划与防碰撞功能。 ●可视化的图形分析功能和最佳拟合评价能力。 ●CAD的功能，可实现CAD数模的自动测量。 ●完善的形位公差评价能力。 ●未知几何量的扫描功能。 ●扫描三维数据点云动态显示、直观、形象。 ●逆向工程的能力。 ●测头系统的动态配置与可视化操作。 ●智能化的编程能力。 ●支持各种选项装置。 ●特殊应用及支持能力。 5．【功能齐全的测座系统】 测座系统是测量机上重要的测量部件。它不仅直接影响测量精度，也是决定测量机功能和测量效率的重要因素。有自动和手动测座系统，一般根据产品的实际测量要求来确定。 6．【控制系统】 控制系统一般不为大家所关注，但在坐标测量系统中具有非常重要的中枢控制作用，其好坏决定着整个系统的功能及运动特性。数据的传输也影响到测量系统的效率及稳定性。另外，控制系统是否支持后续功能的扩展性也非常重要。 7．【符合要求的测量效率】 测量机的运行速度与采样速度既是测量效率的重要指标，同时也是机台性能的重要参考，与自动化生产的要求密切相关。用于生产线或柔性加工线上的测量机，检测效率必须满足生产节拍的要求。 在可接受不确定度水平上采集点的数量，确定了测量机的工作效率。一些测量机能够在一分钟内采集超过100个数据点，而可以达到非常好的测量精度。 总之：测量机能够为现代制造业提供保证，因为它可取代平面的测量工具、固定的或定制的量规，以及精密的手工测量工具。在为过程控制提供尺寸数据的同时，测量机还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。对于固定资产的投入有许多要考虑的因素，但一但考虑到提高了生产效率、降低了成本并将生产纳入了控制，测量机对工厂的质量控制是最好的选择。 |
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