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词条 三次元
释义

三次元一指三坐标测量机,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。三次元亦指三维空间,若需详情请浏览三维空间或3D词条

发展历史

几十年以前,三坐标测量仪在工业界仅是极少人知道的。自从60年代起,

由于电子、计算机及传感器等技术的发展,三坐标测量仪的功能及应用,也改善了许多,使制造工业可以达到高质量、高效率及多功能等测量需求。因此质量管理部门可以对工件的尺寸、几何形状及轮廓等测量达到快速且精确。

1921—1930年代间,由于万能测量显微镜及工具显微镜无法做Z轴方向的测量。1940年首先推出以肉眼来读标准尺及显微镜的比较测量方式的三坐标测长仪。1950至1960年间才真正制造出三坐标测量机,但仍沿用肉眼读出方式,因此需用熟练的技术人员来操作方能达成。1960年后,英国国家工程实验所及国家物理实验所共同研究出使用线性光栅式及莫瑞条纹来编码,这就是今日所用三坐标测量仪数值读出方式,目前各轴移动最小读数可达0.001mm,然后再配合计算机应用。由于计算机软件的设计为交谈式,故在使用上十分方便,因而三坐标测量仪的使用,已为现代工业测量不可或缺的利器。

三坐标测量机

1.三坐标厂家介绍

目前在国内宣传能制造三坐标测量机的企业很多,不过多数为贴牌的低端机(低精度、低稳定性)或者是主要厂家的代理商。这类产品的主要特点是: a.测量精度MPEe<2.5+L/300um MPEp<2.5um b.Y轴为类三角形,光栅尺裸露 c.外表精美,但内部花岗岩用的是建筑花岗岩,直接表现是花色较白、纹路粗糙、甚至部分材质异样。 d.推荐自家研发的尚未成熟的测头、控制系统或软件,直接把用户当作小白鼠做实验。 根据以上特点,不难发现,能真正具有三坐标测量机的技术能力的企业就很有限了。海克斯康当然是市场占有率的老大,但是由于自身收购了众多杂牌厂家,机器也就有高端和低端了,用户需谨慎辨别。蔡司是业内公认的技术老大,德国测量技术的典型代表,但是服务傲慢,用户非议颇多。 生产中高端机器的厂家有:海克斯康(国外生产)、蔡司、EUROTONE(欧潼)、爱德华、温泽。 性价比较高的有:EUROTONE(欧潼)、爱德华

2.产品介绍

a.三轴采用天然高精密花岗岩导轨,保证了整体具有相同的热力学性能,避免由于三轴材质不同热膨胀系数不同所造成的机器精度误差。 花岗岩与航空铝合金的比较: 1)铝合金材料热膨胀系数大(参数见下表)。一般使用航空铝合金材料的横梁和Z轴在使用几年之后,三坐标的测量基准——光栅尺就会受损,精度改变。

材料 比重
(kg/dm&sup3;) 热膨胀系数
(1/K) 截面导热率
(W/mK)

钢 7.80 10.4X10 42-63

航空铝合金 2.90 23.8X10 210

陶瓷材料 3.40 8.0X10 28

花岗岩 2.77 6.5X10 3.5 b.由于三坐标的平台是花岗岩结构,这样三坐标的主轴也是花岗岩材质。主轴采用花岗岩而横梁和Z轴采用铝合金等其他材质,在温度变化时会因为三轴的热膨胀系数不均同而引起测量精度的失真和稳定。 b. 三轴导轨上海欧潼采用全天然花岗岩四面全环抱式矩形结构,配上高精度自洁式预应力气浮轴承,是确保机器精度长期稳定的基础,同时轴承受力沿轴向方向,受力稳定均衡,有利于保证机器硬件寿命。 c. 采用上海欧潼小孔出气专利技术,耗气量为30L/Min,在轴承间隙形成冷凝区域,抵消轴承运动摩擦带来的热量,增加设备整体热稳定性。仔细研究各厂家的技术指标,会发现:欧潼精密的耗气量为30L/Min,而其他的厂家在50-150L/MIN之间. 按照物理学理论,当气体以一定的压力通过圆孔的时候,会因为气体摩擦产生热量,在高精密测量中,微小的热量也会影响精度的稳定性,而当出气孔的孔径小于一定的直径的时候,却会相反的会在出气孔的周围形成冷凝效应! 正是利用这一物理学原理,采用欧潼小孔出气的技术,使得冷凝效应恰恰抵消测量中因为空气摩擦产生的微弱热量,使得设备保持长时间的温度稳定性,从而保证精度稳定性!各大供应商CMM轴承对比


 上海欧潼 合资其它公司 其它公司

气浮轴承 驱动平顺稳定 三面气浮轴承 两面或三面环抱

每分钟
耗气量 30L/MIN 150L/MIN 70L/MIN

主支撑 最大程度减少阿贝误差 运行时候阿贝误差较大 
c. 三轴均采用英国RENISHAW原装镀金光栅尺,分辨率为0.1um;同时采用一端固定,一端自由伸缩的方式安装,减少了光栅尺的变形。 e.传动系统采用国际先进的设计,无任何导轨受力变形,最大程度保证机器精度和稳定性。采用钢丝增强同步带传动结构,有效减少高速运动(增加)时的震动,具有高强度,高速度及无磨损特点。 f. 软件为PTB全面认证的业界标杆RATIONAL-DMIS,功能强大,简单易学,让你更专注于产品测量而不是学习软件。

(2)机型案例

EUROTONE(欧潼)X152510

测量行程:X轴 2500 mm Y轴 1500 mm Z轴 1000 mm

结构型式:三轴花岗岩、四面全环抱的德式活动桥式结构

传动方式:直流伺服系统 + 预载荷高精度空气轴承

长度测量系统:RENISHAW开放式光栅尺,分辨率为0.1μm

测头系统:雷尼绍控制器、雷尼绍测头、雷尼绍测针

机 台:高精度(00级)花岗岩平台

使用环境:温度(20±2)℃,湿度40%-70% ,温度梯度1℃/m,温度变化 1℃/h

空气压力:0.4 MPa - 0.6 Mpa

空气流量:30 L/min – 50 L/min

整机尺寸(LWH):3.7m X 2.7 m X 3.3 m

机台承重:3500 kg ,整机重量:9000 Kg

长度精度MPEe:≤2.1+L/350 (μm)

探测球精度MPEp:≤2.1μm

选择方法

如何选择三坐标测量机(三次元)呢!

1.选择三次元三坐标的大小

首先我们应该从测量的产品大小来选择三次元(三坐标)的型号大小,如一般的使用型号大小有:NC654NC765NC865NC1077NCL1297NCL15107NCL20107NCL15108等等。型号大小名称的解释:如NC654前面的字母表示型号,后面的654表示XYZ三个轴的有效行程为:X=600mmY=500mmZ=400mm。

2.选择三次元三坐标的型号

当我们选择好了三次元(三坐标)的大小后,接下来我们还要选择它的型号。因为不同型号的三次元(三坐标)它们的精度等级又是不一样的。具体说明可点击:中国仪器超市的NCM系列-手动三次元

NC系列-全自动三次元

NCL系列一大型全自动三次元

NCF系列-最高精密全自动三次元

NC带激光扫描复合试全自动三次元

NCG系列-针对超大型工件的全自动三次元

3.选择三次元三坐标的测头系统

测头是三坐标与工具的接触探测部分,是用它来测量产品。最常用的有这三种测头型号:

MCP简易测头

MH20I多角度手动调整测头

PH10T多角度自动调整测头。

一般MCP简易测头用在手动机上,因为它功能有限价格便宜。MH20I多角度手动调整测头用在小行程自动三次元上,因为它已经满足了自动三坐标的测量要求,而它的价格远小于PH10T测头。PH10T多角度自动调整测头,一般用于一米以上大行程三次元上,因为它能自动调整角度,效率高。

4.三次元三坐标还可以加其它的测量模块

如:加激光扫描模块,可以实现逆向设计里的激光抄数。加影像模块,可以实现2D影像测量。总体来说,把这三种功能都加上去就可以实现复杂的逆向测量设计。

优点

从机械上讲,坐标测量机(三次元)的优点有:

1、科技进步的关键--坐标测量机因为科学技术的进步,使得坐标测量机实用化,并具备多种测量功能。科技进步的关键如下:气浮轴承,各坐标轴移动面使用气浮轴承,使得测头移动顺畅,可以很精确得移动测头;光学线性尺,配合安装于机器坐标系上的三线光学线性尺,可以很精确得获得坐标测量值;电脑设备,坐标测量机采用计算法获得测量结果,数据处理机及所具备的测量软体,增加了坐标测量机的功能。因为上述三项的科技进步成果,使坐标测量机具备了优越的测量功能。

2、坐标测量机的优点如下:

A、探测头可以在空间沿X、Y、Z三个轴向移动,其们置以直角标或极坐标表示。

B、工件立方体的五个面皆可测量,无需变换工件位置,若加装适当夹具及特殊测头,第六面亦可测量。

C、坐标测量机的操作和测量工作,不需要特殊的技术即可胜任

D、可以在任何的位置,设定工作坐标系原点,并且以间接主算法计算出测量结果,增加测量的功能与使用弹性。

E、以电脑数据处理机,快速准确的计算出测量值,配合教导程式使坐标测量机的测理工作自动化。

F、取代传统测量方式,提高检验准确度,并且对于高精度产品,可以百分之百检验。

G、复杂的工件与测量困难度高的工件,皆可以作精确的测量。

H、大幅减小检验时间、检验费用、检验人力,增加测量效率。

分类

1、直角坐标系:包括画线机、悬臂式、桥架式;

2、关节坐标系:关节坐标测量机采用差节坐标系,此型测量同测头沿工件表面移动,会导至关节角度的变化,由解码器测知各轴的角位移,由关节坐标的齐次转换式,可以经由各轴移量。

(市场上的叫法一般有:影像式三次元,cnc三次元,影像三次元,经济型三次元,光学影像测量仪,龙门型三次元,cnc全自动大行程三次元,非接触三次元,光学三坐标测量机,三坐标测量仪,三维坐标,光学三次元,探针型三次元,经济型手动三次元测量机,高精度全自动三次元测量机,计量型三次元测量机,三次元测量机,二次元测量仪,三次元测量仪,三次元,活动桥式三次元测量机,固定桥式三次元测量仪)

其实三次元按是否接触工件表面即可分为:接触式坐标测量机与非接触式坐标测量机。接触式坐标测量机也就以上介绍带气浮轴承和测头的,非接触式坐标测量机是指我们现在市场称为影像式精密测绘三次元。

功能

1、CNC电动桌面:(以软件功能控制工作台面,增加操作人员使用及操作上的方便性)

2、CNC自动测量:可按客户自行设定的程序自动测量出产品尺寸,测量值可自动转到Excel生成统计报表。

3、SPC数据转换(制程能力分析):能将测量之数据输出至Excel进行分析。

4、AutoCAD中标准工程制图输入:可把AutoCAD中的标准工程制图直接输入到测绘仪软件的影像中,令AutoCAD工程图兴实际工件外形重叠进行对比,从而找出工件和工程制图的区别。

5、图形输出到AutoCAD并自动摆正:可将按实时影像中按实际工件外形所描绘的图形按实际需要来自行设定基准并在传输过程中摆正。

6、自动取线、取圆:无须以人工取线或圆,在某一范围内软件可自动捕捉到最精确的线或圆。

8、扫描工件外形作为行动地图:以图原点(外形图)形式成为行动地图,若以鼠标则工作台会自动将你所点击的移动至画面中心点。

9、JPEG图片输入:可输入先前拍照储存的JPEG图片兴实时影像中的实际工件进行重叠对比。

10、鸟瞰图:可观察工件的全图形并具有类似AutoCAD的缩放功能。

11、在鸟瞰全视图中进行标注:可以在乌瞰的全图中进行标注尺寸。

12、自定义圆:可按客户需要自定义标准的图(由客户自行定义圆的圆心坐标、直径、半径)。再以标准的圆和影像中的工件作重叠对比,从而找到工件与标准图形之间的误差。

13、自定义线段:客户自行定义线段的起点坐标、长度、旋转的角度,再与影像中的工件作重叠对比,从而找到工件与标准图形之间的误差。

14、直接画图:直接移动工作桌,以十字线中心点画线、圆、弧时不仅可以在AutoCAD中直接生成图形同时在测绘仪软件的影像中也生成相同外形及位置的图形。

15、自设客户坐标:可以根据客户本身的需要在实时影像中的实际工件上自行设定坐标原点(0,0),再以(0,0)点为基准在画面任一点上标示该点X,Y坐标位置。

16、坐标标注:以自己所设定之坐标原点(0,0)为基准,标注图上任意一点的坐标位置。

17、专利取R角功能:为目前市面上准确的平面取R角方式。

18、测量:可测量平面上的任何几何尺寸(角度、直径、半径、点到线的距离、圆的偏心、两圆间距等等)。

20、自动捕捉图形线条的各结点:可以自动捕捉线的起点、中点、终点及两线的交点、圆心及圆周上的三个结点,用于辅助标注绘图等应用功能。

21、将产品外形描边,描出图形可转入AutoCAD形成工程图

应用领域

广泛的应用于汽车、电子、机械、汽车、航空、军工、模具等行业中的箱体、机架、齿轮、凸轮、蜗轮、蜗杆、叶片、曲线、曲面等的测量、五金、塑胶等行业中,可以对工件的尺寸、形状和形位公差进行精密检测,从而完成零件检测、外形测量、过程控制等任务。

代表产品

VMP系列超高精度3D光学影像测量仪

产品介绍

VMP系列超高精度光学影像测量仪,是智泰集团10年技术积累的经典机型,测量精度高,并在设计上采用多项专利技术,充分体现了“以人为本”的设计思想,一体化的外观设计,使操作更加方便,提高工作效率,并节省占地空间。

产品特点

1、线性精度可达到:(2.5+L/200)&micro;m。

2、镜头:3DFAMILY-P型Step-Zoom定格卡位镜头,结合软件在固定倍率下无需线性校正。

3、配有5倍物镜,可将影像放大至140-900X,极大提高Z轴测量精度,可达0.003mm。

4、可程控式环形四相上灯配合同轴轮廓光,满足不同测量需求,LED冷光源避免工件受热变形。

5、OVM半自动测量软件。

技术参数

主要型号 VMP400

测量行程(mm) 400x300x200

全机尺寸(mm) 1060×800×1600

操作方式 手动

CCD 43万像素3DFAMILY-E型彩色CCD

镜头 3DFAMILY-P型定格卡位镜头

放大倍率 光学:0.7X-4.5X;影像:28X-180X

软件 OVM

光学尺解析度 1μm

重复性 2μm

测量精度 (3+L/200)μm

机台承重 30kg

使用环境 110V~220V±10% 50/60HZ ;20±5℃;45%-75%

保修期 1年

应用领域

广泛应用于手机配件、家电制品、连接器、机械配件、精密夹治具、电脑周边行业等的测量。

机械测量的必备工具

影像式三次元,cnc三次元,影像三次元,经济型三次元,光学影像测量仪,龙门型三次元,cnc全自动大行程三次元,非接触三次元,光学三坐标测量机,三坐标测量仪,三维坐标,光学三次元,探针型三次元,经济型手动三次元测量机,高精度全自动三次元测量机,计量型三次元测量机,三次元测量机,二次元测量仪,三次元测量仪,三次元,活动桥式三次元测量机,固定桥式三次元测量仪

特点: 1、00级高稳定性花岗石底座。2、采取瑞士TESA专利光学读值测量系统。3、YR-3T多功能影像、探针互锁量测软件。4、台湾制高耐磨V型导轨。

规格说明:型号:1575T、2010T、3020T、4030T 测量范围:150(X)X75(Y)X150(Z)mm、 200(X)X200(Y)X150(Z)mm、 300(X)X200(Y)X300(Z)mm、 400(X)X300(Y)X300(Z)mm 精度:线性精度:(3+L/200)um 重复精度:3um 最小显示位数:0.001mm 系统最小解析度:0.0001 量测方式:1、影像式+探针式 2、进口高清晰度彩色摄像机 3、台湾制0.7-4.5Zoom变焦镜头 倍率变化:20X-220X 4、瑞士TESA测头:¢2、¢3mm 5、工作距离范围:115mm(影像) 6、世界名牌电脑:DELL/PC机/17”纯平电脑 量测软体:YR-3T 工作温度:20±1℃ 操作温度:13-35℃ 是否符合电磁兼容实验:OK 机台重量:140Kg、150Kg、350Kg、350Kg 外观尺寸:550*500*680mm 、550*500*680mm 、 600*900*680mm 、 960*820*940mm 工作电压:220V

测头:单一方向重复精度:≤0.75um 测头压力调整:0.1-0.3N 螺牙:M2-M3 测针廷长杆材料:不锈钢或是钨钢</CA>

现实社会的正常生活圈

二次元就是平面的世界,当然包括动画,漫画。最近几年好像开始把周边世界也往里面划了。比如COSPLAY的萌娘,声优的声音,手办之类的,所有和动漫这个二维世界有关的,都划为二次元世界了

2.5次元当然就是介于动漫世界和现实世界的存在了。像上面提到的周边世界,存在于动漫和现实之间的产物,所存在的圈子,被称为2.5次元,不过在分类日渐清晰化的现在,2.5的说法在慢慢消失。

三次元是指现实世界。

早在九十年代初蓝光人系列的绝对无敌雷神王中提到从五次元而来的邪恶军团“嘉克帝国”开始准备进攻三次元的地球,得以考据。

影像测量仪介绍

VMC是一款智泰集团研发高精密自动影像测量仪,凝聚了机械、控制、软件等各相关领域最尖端的科研成果。它在VMP的基础上进一步提升了测量精度,性能指标直击国际高端品牌,是目前国内精度最高、性能最稳定的自动影像测量仪。

影像测量仪特点

高端配置,超精密全自动测量,四轴CNC控制;

三轴THK精密线性滑轨、精密传动系统;

Renishaw开放式光栅尺,精度高、稳定性好;

Navitar自动变倍光学镜头,可实现自动变倍测量;

全鼠标、手柄操作,简单易用;

可程控6环8区环形表面光源,LED轮廓光源,同轴光源;

自动对焦测高,可加装接触式测头;

Vispec全自动影像测量软件(高端版);

提供多种行程规格配置,如222、322、332、432、442、542等。

其他定义

由于我们生活在三维空间中,一些人就形象的比喻我们的世界叫三次元,在动漫迷眼中现实世界就是三次元,动漫世界就是二次元

三次元与坐标系的类比

三次元=空间坐标系(x轴,y轴,z轴)

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更新时间:2025/3/24 18:10:02