第章三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)

1、 8-1 8-1 概述概述 8-3 8-3 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量系統(tǒng)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量系統(tǒng) 8-4 8-4 測(cè)量數(shù)據(jù)處理測(cè)量數(shù)據(jù)處理 8-2 8-2 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的類型和組成三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的類型和組成第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 8-7 8-7 測(cè)量機(jī)的特殊應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)測(cè)量機(jī)的特殊應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì) 8-5 8-5 坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的自動(dòng)測(cè)量方法坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的自動(dòng)測(cè)量方法 8-6 8-6 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的精度評(píng)定三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的精度評(píng)定第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)8-1 8-1 概述概述一、問(wèn)題的提出一、問(wèn)題的提出如何測(cè)量進(jìn)氣管、缸蓋結(jié)合面的平面度？如何測(cè)量進(jìn)氣管、缸蓋結(jié)合面的平面度？三坐標(biāo)

2、測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（Coordinate Measuring Machining，簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱CMM） 是是20世紀(jì)世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的一種以精密年代發(fā)展起來(lái)的一種以精密機(jī)械為基礎(chǔ)，綜合運(yùn)用電子、計(jì)算機(jī)、光柵或激光等機(jī)械為基礎(chǔ)，綜合運(yùn)用電子、計(jì)算機(jī)、光柵或激光等先進(jìn)技術(shù)的高效、綜合測(cè)量?jī)x器。它可以與自動(dòng)機(jī)床、先進(jìn)技術(shù)的高效、綜合測(cè)量?jī)x器。它可以與自動(dòng)機(jī)床、數(shù)控機(jī)床等加工設(shè)備相配套，便于對(duì)復(fù)雜形狀零件快數(shù)控機(jī)床等加工設(shè)備相配套，便于對(duì)復(fù)雜形狀零件快速可靠的測(cè)量。速可靠的測(cè)量。 電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)以及精密電子技術(shù)、計(jì)算

3、機(jī)技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)以及精密加工技術(shù)的發(fā)展為三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的產(chǎn)生提供了技術(shù)基加工技術(shù)的發(fā)展為三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的產(chǎn)生提供了技術(shù)基礎(chǔ)。礎(chǔ)。二、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)簡(jiǎn)介二、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)簡(jiǎn)介8-1 8-1 概述概述第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) CMM基本原理基本原理是通過(guò)測(cè)得被測(cè)要素的是通過(guò)測(cè)得被測(cè)要素的X、Y、Z三維坐標(biāo)值，再進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，得到其要三維坐標(biāo)值，再進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，得到其要求的特征值。求的特征值。 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)具有較大的萬(wàn)能性。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)具有較大的萬(wàn)能性。各種復(fù)雜形各種復(fù)雜形狀的幾何表面，只要測(cè)頭能夠采樣，就可得到各點(diǎn)狀的幾何表面，只要測(cè)頭能夠采樣，就可得到各點(diǎn)的坐標(biāo)值，并由計(jì)算

4、機(jī)完成數(shù)據(jù)處理。測(cè)量時(shí)，不的坐標(biāo)值，并由計(jì)算機(jī)完成數(shù)據(jù)處理。測(cè)量時(shí)，不要求被測(cè)工件的基準(zhǔn)嚴(yán)格與測(cè)量機(jī)坐標(biāo)方向一致。要求被測(cè)工件的基準(zhǔn)嚴(yán)格與測(cè)量機(jī)坐標(biāo)方向一致。可以通過(guò)測(cè)量實(shí)際基準(zhǔn)的若干點(diǎn)后建立新的坐標(biāo)系，可以通過(guò)測(cè)量實(shí)際基準(zhǔn)的若干點(diǎn)后建立新的坐標(biāo)系，從而節(jié)省了工件找正的時(shí)間，提高了檢測(cè)效率。從而節(jié)省了工件找正的時(shí)間，提高了檢測(cè)效率。 由于使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制、采樣和處理，并運(yùn)由于使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制、采樣和處理，并運(yùn)用誤差補(bǔ)償技術(shù)，因此可以達(dá)到很高的測(cè)量精度。用誤差補(bǔ)償技術(shù)，因此可以達(dá)到很高的測(cè)量精度。8-1 8-1 概述概述第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 1960年，英國(guó)制造出世界上第一

5、臺(tái)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，年，英國(guó)制造出世界上第一臺(tái)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，到到20世紀(jì)世紀(jì)60年代末，已有近十個(gè)國(guó)家的三十多家公司年代末，已有近十個(gè)國(guó)家的三十多家公司在生產(chǎn)在生產(chǎn)CMM，不過(guò)這一時(shí)期的，不過(guò)這一時(shí)期的CMM尚處于初級(jí)階尚處于初級(jí)階段。進(jìn)入段。進(jìn)入20世紀(jì)世紀(jì)80年代后，以美國(guó)、日本等為代表的年代后，以美國(guó)、日本等為代表的眾多公司不斷推出新產(chǎn)品，使得眾多公司不斷推出新產(chǎn)品，使得CMM的發(fā)展速度加的發(fā)展速度加快?，F(xiàn)代快。現(xiàn)代CMM不僅能在計(jì)算機(jī)控制下完成各種復(fù)雜不僅能在計(jì)算機(jī)控制下完成各種復(fù)雜測(cè)量，而且可以通過(guò)與數(shù)控機(jī)床交換信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)加測(cè)量，而且可以通過(guò)與數(shù)控機(jī)床交換信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)加工的控制，并且還

6、可以根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)反求工程。工的控制，并且還可以根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)反求工程。 目前，目前，CMM已廣泛用于機(jī)械制造業(yè)、電子工業(yè)、已廣泛用于機(jī)械制造業(yè)、電子工業(yè)、航空航天工業(yè)和國(guó)防工業(yè)等各部門，尤其汽車工業(yè)成航空航天工業(yè)和國(guó)防工業(yè)等各部門，尤其汽車工業(yè)成為質(zhì)量控制不可缺少的測(cè)量設(shè)備。為質(zhì)量控制不可缺少的測(cè)量設(shè)備。8-1 8-1 概述概述第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)8-28-2 CMM的類型和組成的類型和組成一、一、CMM的類型的類型 （一）按（一）按CMM的技術(shù)水平分類的技術(shù)水平分類 1 1數(shù)字顯示及打印型數(shù)字顯示及打印型 這類這類CMM主要用于幾何尺寸測(cè)量，可顯示并主要用于幾何尺

7、寸測(cè)量，可顯示并打印出測(cè)得點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，但要獲得所需的測(cè)量結(jié)打印出測(cè)得點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，但要獲得所需的測(cè)量結(jié)果，還需進(jìn)行人工運(yùn)算，其技術(shù)水平較低，目前已果，還需進(jìn)行人工運(yùn)算，其技術(shù)水平較低，目前已基本被陶汰?；颈惶仗?。 2 2帶有計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理型帶有計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理型 這類這類CMM技術(shù)水平略高，目前應(yīng)用較多。其測(cè)技術(shù)水平略高，目前應(yīng)用較多。其測(cè)量仍為手動(dòng)或機(jī)動(dòng)，用計(jì)算機(jī)處理測(cè)量數(shù)據(jù)，可完量仍為手動(dòng)或機(jī)動(dòng)，用計(jì)算機(jī)處理測(cè)量數(shù)據(jù)，可完成諸如坐標(biāo)變換、孔心距計(jì)算、偏差值計(jì)算等數(shù)據(jù)成諸如坐標(biāo)變換、孔心距計(jì)算、偏差值計(jì)算等數(shù)據(jù)處理工作。處理工作。 第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 3 3計(jì)算

8、機(jī)數(shù)字控制型計(jì)算機(jī)數(shù)字控制型 這類這類CMM技術(shù)水平較高，可像數(shù)控機(jī)床一樣，技術(shù)水平較高，可像數(shù)控機(jī)床一樣，按照編制好的程序自動(dòng)測(cè)量。按照編制好的程序自動(dòng)測(cè)量。8-28-2 CMM的類型和組成的類型和組成(h)第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（二）按二）按CMM的測(cè)量范圍分類的測(cè)量范圍分類 1 1小型坐標(biāo)測(cè)量機(jī)小型坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 這類這類CMM在其最長(zhǎng)一個(gè)坐標(biāo)軸方向上的測(cè)量范圍在其最長(zhǎng)一個(gè)坐標(biāo)軸方向上的測(cè)量范圍小于小于500mm，主要用于小型精密模具、工具等測(cè)量。，主要用于小型精密模具、工具等測(cè)量。 2 2中型坐標(biāo)測(cè)量機(jī)中型坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 這類這類CMM在其最長(zhǎng)一個(gè)坐標(biāo)軸方向上的測(cè)量范圍在其最長(zhǎng)

9、一個(gè)坐標(biāo)軸方向上的測(cè)量范圍為為5002000mm，是應(yīng)用最多的機(jī)型，主要用于箱體、，是應(yīng)用最多的機(jī)型，主要用于箱體、模具類零件的測(cè)量。模具類零件的測(cè)量。 3 3大型坐標(biāo)測(cè)量機(jī)大型坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 這類這類CMM在其最長(zhǎng)一個(gè)坐標(biāo)軸方向上的測(cè)量范圍在其最長(zhǎng)一個(gè)坐標(biāo)軸方向上的測(cè)量范圍大于大于2000mm，主要用于汽車與發(fā)動(dòng)機(jī)外殼、航空發(fā)動(dòng)，主要用于汽車與發(fā)動(dòng)機(jī)外殼、航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等大型零件的測(cè)量。機(jī)葉片等大型零件的測(cè)量。8-28-2 CMM的類型和組成的類型和組成第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（三）按（三）按CMM的精度分類的精度分類 1 1精密型精密型CMM 單軸測(cè)量不確定度小于單軸測(cè)量不確定度

10、小于1 110106 6L L（L L為測(cè)量長(zhǎng)度為測(cè)量長(zhǎng)度mmmm），），空間測(cè)量不確定度小于（空間測(cè)量不確定度小于（2 23 3）10106 6L L；一般在具有恒溫條；一般在具有恒溫條件的計(jì)量室內(nèi)用于精密測(cè)量。件的計(jì)量室內(nèi)用于精密測(cè)量。 2 2中、中、低精度型低精度型CMM 中等精度中等精度：?jiǎn)屋S測(cè)量不確定度約為：?jiǎn)屋S測(cè)量不確定度約為1 110105 5L L， 空間最大測(cè)量不確定度為（空間最大測(cè)量不確定度為（2 23 3）10105 5L L。 低精度低精度：?jiǎn)屋S最大測(cè)量不確定度大體在：?jiǎn)屋S最大測(cè)量不確定度大體在1 110104 4L L左右，左右， 空間最大測(cè)量不確定度為（空間最大測(cè)量

11、不確定度為（2 23 3）10104 4L L， 這類這類CMMCMM一般一般放在生產(chǎn)車間內(nèi)，用于生產(chǎn)過(guò)程檢測(cè)放在生產(chǎn)車間內(nèi)，用于生產(chǎn)過(guò)程檢測(cè)。8-28-2 CMM的類型和組成的類型和組成第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 二二 CMMCMM的組成的組成 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是典型的機(jī)電一體化設(shè)備，它由機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是典型的機(jī)電一體化設(shè)備，它由機(jī) 械械系統(tǒng)和電子系統(tǒng)兩大部分組成。系統(tǒng)和電子系統(tǒng)兩大部分組成。 機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)：由三個(gè)正交的直：由三個(gè)正交的直線運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)構(gòu)成。三個(gè)方向上線運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)構(gòu)成。三個(gè)方向上均裝有光柵尺用以度量位移值，均裝有光柵尺用以度量位移值，測(cè)頭裝在測(cè)頭裝在Z方向端部方向端部,

12、用來(lái)觸測(cè)用來(lái)觸測(cè)被測(cè)零件表面尺寸變化。被測(cè)零件表面尺寸變化。 電子系統(tǒng)電子系統(tǒng)：一般由光柵計(jì)數(shù)系：一般由光柵計(jì)數(shù)系統(tǒng)、測(cè)頭信號(hào)接口和計(jì)算機(jī)等統(tǒng)、測(cè)頭信號(hào)接口和計(jì)算機(jī)等組成，用于獲得被測(cè)坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)組成，用于獲得被測(cè)坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。8-28-2 CMM的類型和組成的類型和組成第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 三、三、 CMMCMM的結(jié)構(gòu)布局的結(jié)構(gòu)布局 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是由三個(gè)正交的直線運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是由三個(gè)正交的直線運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)（坐標(biāo)軸）構(gòu)成的，這三個(gè)坐標(biāo)的相互配置位置（坐標(biāo)軸）構(gòu)成的，這三個(gè)坐標(biāo)的相互配置位置（即總體結(jié)構(gòu)形式）對(duì)測(cè)量機(jī)的精度以及對(duì)被測(cè)工（即總

13、體結(jié)構(gòu)形式）對(duì)測(cè)量機(jī)的精度以及對(duì)被測(cè)工件的適用性影響較大。下面對(duì)目前常見的幾種件的適用性影響較大。下面對(duì)目前常見的幾種CMM結(jié)構(gòu)形式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用范圍作簡(jiǎn)要介紹。結(jié)構(gòu)形式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用范圍作簡(jiǎn)要介紹。8-28-2 CMM的類型和組成的類型和組成第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)1 1、懸臂式結(jié)構(gòu)、懸臂式結(jié)構(gòu)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有很好的敞開性，但當(dāng)滑架在懸臂結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有很好的敞開性，但當(dāng)滑架在懸臂上作上作Y向運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)使懸臂的變形發(fā)生變化，故測(cè)量向運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)使懸臂的變形發(fā)生變化，故測(cè)量精度不高，一般用于測(cè)量精度要求不太高的小型測(cè)精度不高，一般用于測(cè)量精度要求不太高的小型測(cè)量機(jī)。量機(jī)。立柱移

14、動(dòng)立柱移動(dòng) 工作臺(tái)移動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)懸臂式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)懸臂式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 1，28-28-2 CMM的類型和組成的類型和組成立柱固定立柱固定第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)2 2、橋式結(jié)構(gòu)、橋式結(jié)構(gòu)： 橋式結(jié)構(gòu)橋式結(jié)構(gòu) 是目前應(yīng)用最廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式，其是目前應(yīng)用最廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，敞開性好，工件安裝在固定工作臺(tái)上，承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，敞開性好，工件安裝在固定工作臺(tái)上，承載能力強(qiáng)。該結(jié)構(gòu)主要用于中等精度的中小機(jī)型。載能力強(qiáng)。該結(jié)構(gòu)主要用于中等精度的中小機(jī)型。移動(dòng)橋式移動(dòng)橋式L L型橋式型橋式橋式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)橋式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)1，2，8-28-2 CMM的類型和組成的類型和組成第八章第八章

15、 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 它與移動(dòng)橋式結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別是它的移動(dòng)部分只它與移動(dòng)橋式結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別是它的移動(dòng)部分只是橫梁或工作臺(tái)，移動(dòng)部分質(zhì)量小，整個(gè)結(jié)構(gòu)剛性好。是橫梁或工作臺(tái)，移動(dòng)部分質(zhì)量小，整個(gè)結(jié)構(gòu)剛性好。缺點(diǎn)是立柱限制了工件裝卸，只有缺點(diǎn)是立柱限制了工件裝卸，只有Y向跨距很大、對(duì)向跨距很大、對(duì)精度要求較高的大型測(cè)量機(jī)才采用。精度要求較高的大型測(cè)量機(jī)才采用。 龍龍門門架架移移動(dòng)動(dòng) 工工作作臺(tái)臺(tái)移移動(dòng)動(dòng)龍門式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)龍門式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 1 ，2，3，48-28-2 CMM的類型和組成的類型和組成3 3、龍門式結(jié)構(gòu)、龍門式結(jié)構(gòu)：第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)4 4、關(guān)節(jié)臂（柔性）三坐

16、標(biāo)測(cè)量機(jī)：、關(guān)節(jié)臂（柔性）三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)： 關(guān)節(jié)臂三坐標(biāo)關(guān)節(jié)臂三坐標(biāo) 1，2 具 有 多 個(gè) 自具 有 多 個(gè) 自由轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)臂，由轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)臂，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜部位實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜部位的檢測(cè)，多為小的檢測(cè)，多為小型便攜式測(cè)量機(jī)。型便攜式測(cè)量機(jī)。8-28-2 CMM的類型和組成的類型和組成第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 四、工作臺(tái)四、工作臺(tái) 早期的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的工作臺(tái)一般是由鑄鐵或早期的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的工作臺(tái)一般是由鑄鐵或鑄鋼制成的，但近年來(lái)，各生產(chǎn)廠家已廣泛采用花鑄鋼制成的，但近年來(lái)，各生產(chǎn)廠家已廣泛采用花崗巖來(lái)制造工作臺(tái)，這是因?yàn)榛◢弾r變形小、穩(wěn)定崗巖來(lái)制造工作臺(tái)，這是因?yàn)榛◢弾r變形小、穩(wěn)定性好、耐磨

17、損、不生銹，且價(jià)格低廉、易于加工。性好、耐磨損、不生銹，且價(jià)格低廉、易于加工。有些測(cè)量機(jī)裝有可升降的工作臺(tái)，以擴(kuò)大有些測(cè)量機(jī)裝有可升降的工作臺(tái)，以擴(kuò)大Z軸的測(cè)軸的測(cè)量范圍，還有些測(cè)量機(jī)備有旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，以擴(kuò)大測(cè)量范圍，還有些測(cè)量機(jī)備有旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，以擴(kuò)大測(cè)量功能。量功能。8-28-2 CMM的類型和組成的類型和組成第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 五、導(dǎo)軌五、導(dǎo)軌 導(dǎo)軌是測(cè)量機(jī)的導(dǎo)向裝置，直接影響測(cè)量機(jī)精導(dǎo)軌是測(cè)量機(jī)的導(dǎo)向裝置，直接影響測(cè)量機(jī)精度，因而要求其具有較高的直線性精度。在三坐標(biāo)度，因而要求其具有較高的直線性精度。在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上使用的導(dǎo)軌通常為測(cè)量機(jī)上使用的導(dǎo)軌通常為滑動(dòng)導(dǎo)軌和氣浮

18、導(dǎo)軌滑動(dòng)導(dǎo)軌和氣浮導(dǎo)軌。早期的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)中，許多機(jī)型采用的是滑動(dòng)導(dǎo)早期的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)中，許多機(jī)型采用的是滑動(dòng)導(dǎo)軌，滑動(dòng)導(dǎo)軌精度高，承載能力強(qiáng)，但摩擦阻力大，軌，滑動(dòng)導(dǎo)軌精度高，承載能力強(qiáng)，但摩擦阻力大，易磨損，低速運(yùn)行時(shí)易產(chǎn)生爬行。目前，多數(shù)三坐易磨損，低速運(yùn)行時(shí)易產(chǎn)生爬行。目前，多數(shù)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)已采用空氣靜壓導(dǎo)軌（又稱為氣浮導(dǎo)軌），標(biāo)測(cè)量機(jī)已采用空氣靜壓導(dǎo)軌（又稱為氣浮導(dǎo)軌），它具有許多優(yōu)點(diǎn)，如制造簡(jiǎn)單、精度高、摩擦力極它具有許多優(yōu)點(diǎn)，如制造簡(jiǎn)單、精度高、摩擦力極小、工作平穩(wěn)等。小、工作平穩(wěn)等。 滾動(dòng)導(dǎo)軌應(yīng)用較少，因?yàn)闈L動(dòng)導(dǎo)軌的耐磨性較滾動(dòng)導(dǎo)軌應(yīng)用較少，因?yàn)闈L動(dòng)導(dǎo)軌的耐磨性較差，剛度也較滑

19、動(dòng)導(dǎo)軌低。差，剛度也較滑動(dòng)導(dǎo)軌低。8-28-2 CMM的類型和組成的類型和組成第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)8-38-3 CMMCMM的測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng) 一、測(cè)頭系統(tǒng)一、測(cè)頭系統(tǒng) （一）測(cè)頭（一）測(cè)頭 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是用測(cè)頭來(lái)拾取信號(hào)，因而測(cè)頭三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是用測(cè)頭來(lái)拾取信號(hào)，因而測(cè)頭的性能直接影響測(cè)量精度和測(cè)量效率，沒(méi)有先進(jìn)的的性能直接影響測(cè)量精度和測(cè)量效率，沒(méi)有先進(jìn)的測(cè)頭就無(wú)法充分發(fā)揮測(cè)量機(jī)的功能。測(cè)頭分類為：測(cè)頭就無(wú)法充分發(fā)揮測(cè)量機(jī)的功能。測(cè)頭分類為： 結(jié)構(gòu)原理分結(jié)構(gòu)原理分：機(jī)械式、光學(xué)式、電氣式機(jī)械式、光學(xué)式、電氣式 ； 測(cè)量方法分：測(cè)量方法分：接觸式、非接觸式接觸式、非接觸式

20、。 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn)器和測(cè)頭系統(tǒng)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn)器和測(cè)頭系統(tǒng)構(gòu)成，它們是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的關(guān)鍵組成部分，決定著構(gòu)成，它們是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的關(guān)鍵組成部分，決定著CMM測(cè)量精度的高低。測(cè)量精度的高低。第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 1 1機(jī)械接觸式測(cè)頭機(jī)械接觸式測(cè)頭 機(jī)械接觸式測(cè)頭為機(jī)械接觸式測(cè)頭為剛性測(cè)頭剛性測(cè)頭，根據(jù)其觸測(cè)部位的，根據(jù)其觸測(cè)部位的形狀有多種。這類測(cè)頭的形狀簡(jiǎn)單，制造容易，但是形狀有多種。這類測(cè)頭的形狀簡(jiǎn)單，制造容易，但是測(cè)量力的大小取決于操作者的經(jīng)驗(yàn)和技能，因此測(cè)量測(cè)量力的大小取決于操作者的經(jīng)驗(yàn)和技能，因此測(cè)量精度差、效率低。目前除少數(shù)手動(dòng)測(cè)量機(jī)還采用

21、此種精度差、效率低。目前除少數(shù)手動(dòng)測(cè)量機(jī)還采用此種測(cè)頭外，絕大多數(shù)測(cè)量機(jī)已不再使用這類測(cè)頭。測(cè)頭外，絕大多數(shù)測(cè)量機(jī)已不再使用這類測(cè)頭。8-38-3 CMMCMM的測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 2 2 光學(xué)非接觸測(cè)頭光學(xué)非接觸測(cè)頭 光學(xué)測(cè)頭與被測(cè)物體沒(méi)有機(jī)械接觸，這種非接光學(xué)測(cè)頭與被測(cè)物體沒(méi)有機(jī)械接觸，這種非接觸式測(cè)量具有一些突出優(yōu)點(diǎn)，主要體現(xiàn)在：觸式測(cè)量具有一些突出優(yōu)點(diǎn)，主要體現(xiàn)在： 1 1）不存在測(cè)量力，適合測(cè)量各種軟質(zhì)的工件；）不存在測(cè)量力，適合測(cè)量各種軟質(zhì)的工件； 2 2）接觸測(cè)量可以對(duì)工件表面進(jìn)行快速掃描測(cè)量；）接觸測(cè)量可以對(duì)工件表面進(jìn)行快速掃描測(cè)量； 3

22、3）多數(shù)光學(xué)測(cè)頭具有比較大的量程；）多數(shù)光學(xué)測(cè)頭具有比較大的量程； 4 4）可以探測(cè)工件上一般測(cè)頭難以探測(cè)到的部位。）可以探測(cè)工件上一般測(cè)頭難以探測(cè)到的部位。 近年來(lái)，光學(xué)測(cè)頭發(fā)展較快，目前在坐標(biāo)測(cè)量近年來(lái)，光學(xué)測(cè)頭發(fā)展較快，目前在坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上應(yīng)用的光學(xué)測(cè)頭的種類也較多，如三角法測(cè)頭、機(jī)上應(yīng)用的光學(xué)測(cè)頭的種類也較多，如三角法測(cè)頭、激光聚集測(cè)頭、光纖測(cè)頭、接觸式光柵測(cè)頭等。激光聚集測(cè)頭、光纖測(cè)頭、接觸式光柵測(cè)頭等。 8-38-3 CMMCMM的測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 右圖為激光三角法右圖為激光三角法測(cè)頭的原理，它是利用測(cè)頭的原理，它是利用漫反射光進(jìn)行探測(cè)的：漫反

23、射光進(jìn)行探測(cè)的：由激光器由激光器2發(fā)出的光，發(fā)出的光，經(jīng)聚光鏡經(jīng)聚光鏡3形成很細(xì)的形成很細(xì)的平行光束，照射到被測(cè)平行光束，照射到被測(cè)工件工件4上，其漫反射回上，其漫反射回來(lái)的光經(jīng)成像鏡來(lái)的光經(jīng)成像鏡5在光在光電檢測(cè)器電檢測(cè)器1上成像。照上成像。照明光軸與成像光軸間有明光軸與成像光軸間有一夾角，稱為三角成像一夾角，稱為三角成像角。角。 當(dāng)被測(cè)表面處于不同當(dāng)被測(cè)表面處于不同位置時(shí)，漫反射光斑按照位置時(shí)，漫反射光斑按照一定三角關(guān)系成像于光電一定三角關(guān)系成像于光電檢測(cè)器件的不同位置，從檢測(cè)器件的不同位置，從而探測(cè)出被測(cè)表面的位置。而探測(cè)出被測(cè)表面的位置。8-38-3 CMMCMM的測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)第

24、八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 3 3電氣接觸式測(cè)頭電氣接觸式測(cè)頭 電氣接觸式測(cè)頭目前已為絕大部分坐標(biāo)測(cè)量機(jī)所電氣接觸式測(cè)頭目前已為絕大部分坐標(biāo)測(cè)量機(jī)所采用，按其工作原理可分為動(dòng)態(tài)測(cè)頭和靜態(tài)測(cè)頭。按采用，按其工作原理可分為動(dòng)態(tài)測(cè)頭和靜態(tài)測(cè)頭。按感受的運(yùn)動(dòng)方向可形成一維、二位和三維測(cè)頭。感受的運(yùn)動(dòng)方向可形成一維、二位和三維測(cè)頭。 動(dòng)態(tài)測(cè)頭動(dòng)態(tài)測(cè)頭是在觸測(cè)工件表面的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，瞬間是在觸測(cè)工件表面的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，瞬間進(jìn)行測(cè)量采樣的，故稱為動(dòng)態(tài)測(cè)頭，也稱為進(jìn)行測(cè)量采樣的，故稱為動(dòng)態(tài)測(cè)頭，也稱為觸發(fā)式測(cè)觸發(fā)式測(cè)頭。頭。 動(dòng)態(tài)測(cè)頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，可用于高速測(cè)量，動(dòng)態(tài)測(cè)頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，可用于高速

25、測(cè)量，但精度稍低，而且動(dòng)態(tài)測(cè)頭不能以接觸狀態(tài)停留在工但精度稍低，而且動(dòng)態(tài)測(cè)頭不能以接觸狀態(tài)停留在工件表面，因而只能對(duì)工件表面作離散的逐點(diǎn)測(cè)量，不件表面，因而只能對(duì)工件表面作離散的逐點(diǎn)測(cè)量，不能作連續(xù)的掃描測(cè)量。能作連續(xù)的掃描測(cè)量。 8-38-3 CMMCMM的測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 靜態(tài)測(cè)頭靜態(tài)測(cè)頭除具備觸發(fā)式測(cè)頭的觸發(fā)采樣功能外，除具備觸發(fā)式測(cè)頭的觸發(fā)采樣功能外，還相當(dāng)于一臺(tái)超小型三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。測(cè)頭中有三維幾還相當(dāng)于一臺(tái)超小型三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。測(cè)頭中有三維幾何量傳感器，在測(cè)頭與工件表面接觸時(shí)，在何量傳感器，在測(cè)頭與工件表面接觸時(shí)，在X、Y、Z三個(gè)方向均有相應(yīng)的位

26、移量輸出，從而驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)三個(gè)方向均有相應(yīng)的位移量輸出，從而驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，使測(cè)頭停在規(guī)定的位移量上，進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，使測(cè)頭停在規(guī)定的位移量上，在測(cè)頭在測(cè)頭接近靜止的狀態(tài)下采集三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，故稱為靜態(tài)測(cè)接近靜止的狀態(tài)下采集三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，故稱為靜態(tài)測(cè)頭。頭。 靜態(tài)測(cè)頭沿工件表面移動(dòng)時(shí)，可始終保持接觸狀靜態(tài)測(cè)頭沿工件表面移動(dòng)時(shí)，可始終保持接觸狀態(tài)，可進(jìn)行掃描測(cè)量，因而也稱為掃描測(cè)頭。其主要態(tài)，可進(jìn)行掃描測(cè)量，因而也稱為掃描測(cè)頭。其主要特點(diǎn)是精度高，可以作連續(xù)掃描，但制造技術(shù)難度大，特點(diǎn)是精度高，可以作連續(xù)掃描，但制造技術(shù)難度大，價(jià)格昂貴，適合于高精度測(cè)量機(jī)使用。價(jià)格昂貴，適合于高精度測(cè)量機(jī)

27、使用。8-38-3 CMMCMM的測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 雙片簧層疊式三維電感測(cè)頭雙片簧層疊式三維電感測(cè)頭 鎖緊機(jī)構(gòu)位移傳感器阻尼機(jī)構(gòu)x向片簧y向片簧z向片簧8-38-3 CMMCMM的測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) （二）測(cè)頭附件（二）測(cè)頭附件 為了擴(kuò)大測(cè)頭功能、提高測(cè)量效率以及探測(cè)各為了擴(kuò)大測(cè)頭功能、提高測(cè)量效率以及探測(cè)各種零件的不同部位，常需為測(cè)頭配置各種附件，如種零件的不同部位，常需為測(cè)頭配置各種附件，如測(cè)端、探針、連接器、測(cè)頭回轉(zhuǎn)附件等。測(cè)端、探針、連接器、測(cè)頭回轉(zhuǎn)附件等。 1 1測(cè)端測(cè)端 對(duì)于接觸式測(cè)頭，測(cè)端是與被測(cè)工件表

28、面直接對(duì)于接觸式測(cè)頭，測(cè)端是與被測(cè)工件表面直接接觸的部分。對(duì)于不同形狀的表面需要采用不同的接觸的部分。對(duì)于不同形狀的表面需要采用不同的測(cè)端。球形測(cè)端，是最常用的測(cè)端。它具有制造簡(jiǎn)測(cè)端。球形測(cè)端，是最常用的測(cè)端。它具有制造簡(jiǎn)單、便于從各個(gè)方向觸測(cè)工件表面面、接觸變形小單、便于從各個(gè)方向觸測(cè)工件表面面、接觸變形小等優(yōu)點(diǎn)。等優(yōu)點(diǎn)。8-38-3 CMMCMM的測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)8-38-3 CMMCMM的測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 2 2探針探針 探針是指可更換的測(cè)桿。為了便于測(cè)量，需選用探針是指可更換的測(cè)桿。為了便于測(cè)量，需選用不同

29、的探針。探針對(duì)測(cè)量能力和測(cè)量精度有較大影不同的探針。探針對(duì)測(cè)量能力和測(cè)量精度有較大影響，在選用時(shí)應(yīng)注意：響，在選用時(shí)應(yīng)注意： 1）在滿足測(cè)量要求的前提下，探針應(yīng)盡量短；）在滿足測(cè)量要求的前提下，探針應(yīng)盡量短； 2）探針直徑必須小于測(cè)端直徑；）探針直徑必須小于測(cè)端直徑； 3）在需要長(zhǎng)探針時(shí)，可選用硬質(zhì)合金探針，以）在需要長(zhǎng)探針時(shí)，可選用硬質(zhì)合金探針，以提高剛度。提高剛度。8-38-3 CMMCMM的測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 3 3連接器連接器 為了將探針連接到測(cè)頭上、測(cè)頭連接到回轉(zhuǎn)體上為了將探針連接到測(cè)頭上、測(cè)頭連接到回轉(zhuǎn)體上或測(cè)量機(jī)主軸上，需采用各種連接器。常用

30、的有星或測(cè)量機(jī)主軸上，需采用各種連接器。常用的有星形探針連接器、連接軸、星形測(cè)頭座等。其上可以形探針連接器、連接軸、星形測(cè)頭座等。其上可以安裝若干不同的測(cè)頭，并通過(guò)測(cè)頭座連接到測(cè)量機(jī)安裝若干不同的測(cè)頭，并通過(guò)測(cè)頭座連接到測(cè)量機(jī)主軸上。測(cè)量時(shí)，根據(jù)需要可由不同的測(cè)頭交替工主軸上。測(cè)量時(shí)，根據(jù)需要可由不同的測(cè)頭交替工作。作。8-38-3 CMMCMM的測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 4 4回轉(zhuǎn)附件回轉(zhuǎn)附件 對(duì)于有些工件表面的檢測(cè)，比如一些傾斜表面、對(duì)于有些工件表面的檢測(cè)，比如一些傾斜表面、整體葉輪葉片表面等，僅用與工作臺(tái)垂直的探針探測(cè)整體葉輪葉片表面等，僅用與工作臺(tái)垂直的

31、探針探測(cè)將無(wú)法完成要求的測(cè)量，這時(shí)就需要借助一定的回轉(zhuǎn)將無(wú)法完成要求的測(cè)量，這時(shí)就需要借助一定的回轉(zhuǎn)附件，使探針或整個(gè)測(cè)頭回轉(zhuǎn)一定角度再進(jìn)行測(cè)量，附件，使探針或整個(gè)測(cè)頭回轉(zhuǎn)一定角度再進(jìn)行測(cè)量，從而擴(kuò)大測(cè)頭的功能。從而擴(kuò)大測(cè)頭的功能。8-38-3 CMMCMM的測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)二、標(biāo)準(zhǔn)尺二、標(biāo)準(zhǔn)尺 標(biāo)準(zhǔn)尺是用來(lái)度量各軸的坐標(biāo)數(shù)值的，目前三坐標(biāo)準(zhǔn)尺是用來(lái)度量各軸的坐標(biāo)數(shù)值的，目前三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上使用的標(biāo)尺系統(tǒng)種類很多，機(jī)床和儀器標(biāo)測(cè)量機(jī)上使用的標(biāo)尺系統(tǒng)種類很多，機(jī)床和儀器上使用的標(biāo)尺系統(tǒng)大致相同，可以分為：上使用的標(biāo)尺系統(tǒng)大致相同，可以分為： （1）機(jī)械式標(biāo)尺

32、系統(tǒng)）機(jī)械式標(biāo)尺系統(tǒng)：如精密絲杠加微分鼓輪，：如精密絲杠加微分鼓輪， 精密齒條及齒輪，滾動(dòng)直尺等；精密齒條及齒輪，滾動(dòng)直尺等； （2）光學(xué)式標(biāo)尺系統(tǒng)）光學(xué)式標(biāo)尺系統(tǒng)：如光學(xué)讀數(shù)刻線尺，光學(xué)：如光學(xué)讀數(shù)刻線尺，光學(xué) 編碼器，光柵，激光干涉儀編碼器，光柵，激光干涉儀 （3）電氣式標(biāo)尺系統(tǒng)：）電氣式標(biāo)尺系統(tǒng)：如感應(yīng)同步器，磁柵如感應(yīng)同步器，磁柵 。 目前使用最多的是光柵，其次是感應(yīng)同步器和光目前使用最多的是光柵，其次是感應(yīng)同步器和光 學(xué)編碼器。有些高精度學(xué)編碼器。有些高精度CMM的采用了激光干涉儀。的采用了激光干涉儀。8-38-3 CMMCMM的測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量

33、機(jī) 現(xiàn)代三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)都配備有計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)來(lái)現(xiàn)代三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)都配備有計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)來(lái)采集數(shù)據(jù)，通過(guò)運(yùn)算輸出所需的測(cè)量結(jié)果。其軟件系采集數(shù)據(jù)，通過(guò)運(yùn)算輸出所需的測(cè)量結(jié)果。其軟件系統(tǒng)功能的強(qiáng)弱直接影響到測(cè)量機(jī)的功能。因此各坐標(biāo)統(tǒng)功能的強(qiáng)弱直接影響到測(cè)量機(jī)的功能。因此各坐標(biāo)測(cè)量機(jī)生產(chǎn)廠家都非常重視軟件系統(tǒng)的研究與開發(fā)，測(cè)量機(jī)生產(chǎn)廠家都非常重視軟件系統(tǒng)的研究與開發(fā)，在這方面投入的人力和財(cái)力的比例在不斷增加。下面在這方面投入的人力和財(cái)力的比例在不斷增加。下面對(duì)在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)中使用的軟件作簡(jiǎn)要介紹。對(duì)在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)中使用的軟件作簡(jiǎn)要介紹。三、軟件系統(tǒng)三、軟件系統(tǒng) 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的軟件系統(tǒng)主要包括三坐標(biāo)測(cè)

34、量機(jī)的軟件系統(tǒng)主要包括測(cè)量軟件測(cè)量軟件、系、系統(tǒng)統(tǒng)調(diào)試軟件調(diào)試軟件和系統(tǒng)和系統(tǒng)工作軟件工作軟件。8-38-3 CMMCMM的測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 1 1、測(cè)量軟件、測(cè)量軟件 測(cè)量軟件包可含有許多種類的數(shù)據(jù)處理程序，以測(cè)量軟件包可含有許多種類的數(shù)據(jù)處理程序，以滿足各種工程需要，所以也稱軟件包。一般將三坐標(biāo)滿足各種工程需要，所以也稱軟件包。一般將三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量軟件包分為通用測(cè)量軟件包和專用測(cè)量測(cè)量機(jī)的測(cè)量軟件包分為通用測(cè)量軟件包和專用測(cè)量軟件包。軟件包。 通用測(cè)量軟件包主要是指針對(duì)點(diǎn)、線、面、圓、通用測(cè)量軟件包主要是指針對(duì)點(diǎn)、線、面、圓、圓柱、圓錐、球等基本

35、幾何元素及其形位誤差、相互圓柱、圓錐、球等基本幾何元素及其形位誤差、相互關(guān)系進(jìn)行測(cè)量的軟件包。通常各三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)都配置關(guān)系進(jìn)行測(cè)量的軟件包。通常各三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)都配置有這類軟件包。有這類軟件包。 專用測(cè)量軟件包是指坐標(biāo)測(cè)量機(jī)生產(chǎn)廠家專用測(cè)量軟件包是指坐標(biāo)測(cè)量機(jī)生產(chǎn)廠家 針對(duì)用針對(duì)用戶要求開發(fā)的各類測(cè)量軟件包。如齒輪、與凸輪軸、戶要求開發(fā)的各類測(cè)量軟件包。如齒輪、與凸輪軸、螺紋、汽車車身、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等專用測(cè)量軟件。螺紋、汽車車身、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等專用測(cè)量軟件。8-38-3 CMMCMM的測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 2 2、系統(tǒng)調(diào)試軟件、系統(tǒng)調(diào)試軟件 用于調(diào)試測(cè)量機(jī)及其控制

36、系統(tǒng)，一般包括：用于調(diào)試測(cè)量機(jī)及其控制系統(tǒng)，一般包括： （1）自檢及故障分析軟件包）自檢及故障分析軟件包：用于檢查系統(tǒng)故障：用于檢查系統(tǒng)故障并自動(dòng)顯示故障類別；并自動(dòng)顯示故障類別； （2）誤差補(bǔ)償軟件包）誤差補(bǔ)償軟件包：預(yù)先對(duì)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的幾：預(yù)先對(duì)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的幾何誤差進(jìn)行檢測(cè)，在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)工作時(shí)，按檢測(cè)何誤差進(jìn)行檢測(cè)，在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)工作時(shí)，按檢測(cè)結(jié)果對(duì)測(cè)量機(jī)誤差進(jìn)行修正；結(jié)果對(duì)測(cè)量機(jī)誤差進(jìn)行修正； （3）系統(tǒng)參數(shù)識(shí)別及控制參數(shù)優(yōu)化軟件包）系統(tǒng)參數(shù)識(shí)別及控制參數(shù)優(yōu)化軟件包：用于：用于CMM控制系統(tǒng)的總調(diào)試，并生成具有優(yōu)化參數(shù)的用控制系統(tǒng)的總調(diào)試，并生成具有優(yōu)化參數(shù)的用戶運(yùn)行文件；戶運(yùn)行文件

37、； （4）精度測(cè)試及驗(yàn)收測(cè)量軟件包）精度測(cè)試及驗(yàn)收測(cè)量軟件包：用于按驗(yàn)收標(biāo)：用于按驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量檢具。準(zhǔn)測(cè)量檢具。8-38-3 CMMCMM的測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 3 3、系統(tǒng)工作軟件、系統(tǒng)工作軟件 測(cè)量軟件系統(tǒng)必須配置一些屬于協(xié)調(diào)和輔助性質(zhì)測(cè)量軟件系統(tǒng)必須配置一些屬于協(xié)調(diào)和輔助性質(zhì)的工作軟件，其中有些是必備的，有些用于擴(kuò)充功能。的工作軟件，其中有些是必備的，有些用于擴(kuò)充功能。 （1）測(cè)頭管理軟件：用于測(cè)頭校準(zhǔn)、）測(cè)頭管理軟件：用于測(cè)頭校準(zhǔn)、 旋轉(zhuǎn)控制等；旋轉(zhuǎn)控制等； （2）數(shù)控運(yùn)行軟件：用于測(cè)頭運(yùn)動(dòng)控制；）數(shù)控運(yùn)行軟件：用于測(cè)頭運(yùn)動(dòng)控制； （3）系統(tǒng)監(jiān)控軟件

38、：用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控（如監(jiān)控）系統(tǒng)監(jiān)控軟件：用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控（如監(jiān)控電源、氣源等）；電源、氣源等）； （4）接口軟件；）接口軟件； （5）數(shù)據(jù)文件管理軟件：用于各類文件管理；）數(shù)據(jù)文件管理軟件：用于各類文件管理； （6）聯(lián)網(wǎng)通訊軟件：用于與其他計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)雙向或）聯(lián)網(wǎng)通訊軟件：用于與其他計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)雙向或單向通訊。單向通訊。8-38-3 CMMCMM的測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)8-48-4 CMMCMM的采樣方式與數(shù)據(jù)處理的采樣方式與數(shù)據(jù)處理 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)通過(guò)測(cè)量獲得的原始數(shù)據(jù)是一些坐三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)通過(guò)測(cè)量獲得的原始數(shù)據(jù)是一些坐標(biāo)點(diǎn)，這些數(shù)據(jù)通過(guò)接口送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)

39、按照預(yù)標(biāo)點(diǎn)，這些數(shù)據(jù)通過(guò)接口送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)按照預(yù)先編好的程序進(jìn)行計(jì)算和數(shù)據(jù)處理。先編好的程序進(jìn)行計(jì)算和數(shù)據(jù)處理。 一、采樣方式一、采樣方式 1 1、點(diǎn)位測(cè)量、點(diǎn)位測(cè)量 即逐點(diǎn)對(duì)被測(cè)形狀進(jìn)行探測(cè)，還可分為手動(dòng)點(diǎn)位即逐點(diǎn)對(duì)被測(cè)形狀進(jìn)行探測(cè)，還可分為手動(dòng)點(diǎn)位位測(cè)量和自動(dòng)點(diǎn)位測(cè)量。位測(cè)量和自動(dòng)點(diǎn)位測(cè)量。 點(diǎn)位測(cè)量多用于孔的中心點(diǎn)位測(cè)量多用于孔的中心位置、孔心距、加工面的位位置、孔心距、加工面的位置以及曲線、曲面輪廓上基置以及曲線、曲面輪廓上基準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)測(cè)量。準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)測(cè)量。點(diǎn)位測(cè)量點(diǎn)位測(cè)量第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 2 2、連續(xù)掃描測(cè)量、連續(xù)掃描測(cè)量 測(cè)量頭在工件表面沿某一方向連續(xù)移動(dòng)

40、，工作測(cè)量頭在工件表面沿某一方向連續(xù)移動(dòng)，工作臺(tái)和測(cè)量頭的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡由預(yù)先編好的程序控制，臺(tái)和測(cè)量頭的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡由預(yù)先編好的程序控制，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量，主要用于測(cè)量曲線或曲面。便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量，主要用于測(cè)量曲線或曲面。8-48-4 CMMCMM的采樣方式與數(shù)據(jù)處理的采樣方式與數(shù)據(jù)處理第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)二、數(shù)據(jù)處理方法二、數(shù)據(jù)處理方法 為了利用計(jì)算機(jī)求得所需的測(cè)量結(jié)果，應(yīng)當(dāng)用數(shù)為了利用計(jì)算機(jī)求得所需的測(cè)量結(jié)果，應(yīng)當(dāng)用數(shù)學(xué)關(guān)系式將一些要求表達(dá)出來(lái)，以便進(jìn)行演算，這一學(xué)關(guān)系式將一些要求表達(dá)出來(lái)，以便進(jìn)行演算，這一任務(wù)稱為任務(wù)稱為建立數(shù)學(xué)模型建立數(shù)學(xué)模型。 一般需要處理的內(nèi)容包

41、括：一般需要處理的內(nèi)容包括：x、y平面內(nèi)工件傾斜平面內(nèi)工件傾斜的修正、原點(diǎn)的偏移量計(jì)算的修正、原點(diǎn)的偏移量計(jì)算 、坐標(biāo)系的平移和回轉(zhuǎn)、坐標(biāo)系的平移和回轉(zhuǎn)、直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成圓柱坐標(biāo)、直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成圓球坐標(biāo)、直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成圓柱坐標(biāo)、直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成圓球坐標(biāo)、兩點(diǎn)間距離測(cè)量、圓的直徑和圓心測(cè)量、求直線的方兩點(diǎn)間距離測(cè)量、圓的直徑和圓心測(cè)量、求直線的方向和夾角等。向和夾角等。8-48-4 CMMCMM的采樣方式與數(shù)據(jù)處理的采樣方式與數(shù)據(jù)處理第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)1 1、x、y 平面內(nèi)工件傾斜的修正平面內(nèi)工件傾斜的修正cossinsincosnaanaaxxyyxy cossin2222aa

42、aaaaxxyyxy xy、 在三坐標(biāo)機(jī)上，工件可任在三坐標(biāo)機(jī)上，工件可任意放置。一旦工件的基準(zhǔn)坐意放置。一旦工件的基準(zhǔn)坐標(biāo)標(biāo) 與測(cè)量機(jī)坐標(biāo)與測(cè)量機(jī)坐標(biāo) x、y 方向不一致，可進(jìn)行修正。方向不一致，可進(jìn)行修正。 測(cè)量機(jī)測(cè)得工件上測(cè)量機(jī)測(cè)得工件上A點(diǎn)坐標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)值值 ，計(jì)算機(jī)計(jì)算出工件，計(jì)算機(jī)計(jì)算出工件相對(duì)于測(cè)量機(jī)軸線的傾角相對(duì)于測(cè)量機(jī)軸線的傾角，從而求出在工件坐標(biāo)系下的從而求出在工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值坐標(biāo)值 。在工件以后。在工件以后的測(cè)量中，的測(cè)量中， 可據(jù)此修正，從可據(jù)此修正，從而提高測(cè)量效率。而提高測(cè)量效率。 8-48-4 CMMCMM的采樣方式與數(shù)據(jù)處理的采樣方式與數(shù)據(jù)處理(,)nnxy(,

43、)aaxy第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)2 2、坐標(biāo)原點(diǎn)的平移、坐標(biāo)原點(diǎn)的平移 將坐標(biāo)系的原點(diǎn)將坐標(biāo)系的原點(diǎn) 需平移到工件上的一點(diǎn)需平移到工件上的一點(diǎn) 可轉(zhuǎn)換成新的坐標(biāo)系。可轉(zhuǎn)換成新的坐標(biāo)系。 其修其修正量正量 為：為： ( , , )o x y z2222(,)oxyz,nnnxyz222nnnxxxyyyzzz 8-48-4 CMMCMM的采樣方式與數(shù)據(jù)處理的采樣方式與數(shù)據(jù)處理ynxnzn第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 3 3直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成球坐標(biāo)直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成球坐標(biāo) 如圖所示，在球坐標(biāo)如圖所示，在球坐標(biāo)(極坐標(biāo)極坐標(biāo))中，空間點(diǎn)中，空間點(diǎn) 的位置的位置 與直角坐標(biāo)的關(guān)系為與

44、直角坐標(biāo)的關(guān)系為( ,)P r sincossinsincosxryrzr arctanarctanrxyzyxxyzz 222228-48-4 CMMCMM的采樣方式與數(shù)據(jù)處理的采樣方式與數(shù)據(jù)處理第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)()()()()()()()()()xxyyxxyyxxyyRrxyyxyyxyy2222221212232331311232313122()()()()()()()()()2221232313121223311232313122cxyyxyyxyyyyyyyyxxyyxyyxyy()()()()()()()()()22212323131212233112323

45、13122cyxxyxxyxxxxxxxxyxyyxyyxyy4 4、內(nèi)、外徑、內(nèi)、外徑及圓心測(cè)量及圓心測(cè)量8-48-4 CMMCMM的采樣方式與數(shù)據(jù)處理的采樣方式與數(shù)據(jù)處理第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)5 5、計(jì)算兩直線的交、計(jì)算兩直線的交點(diǎn)點(diǎn) 和夾角和夾角(,)PPP xyP()()()()arctan()()()()()()()()()()()()()()()()()()2112433434214321432121124334342143432142143213432211432PPxxyyx yx yxxy xx yxxxxxyyxxyyxxxxyyxxx yx yyyy xx

46、 yyyyyyxxxxyyyyy )1y 測(cè)出同一平面內(nèi)兩直測(cè)出同一平面內(nèi)兩直線上的四點(diǎn)線上的四點(diǎn)P1, P2, P3, P4的的坐標(biāo)值，計(jì)算其交點(diǎn)坐標(biāo)值，計(jì)算其交點(diǎn)(xP，yP)的坐標(biāo)及夾角為的坐標(biāo)及夾角為8-48-4 CMMCMM的采樣方式與數(shù)據(jù)處理的采樣方式與數(shù)據(jù)處理第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)8-5 8-5 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用一、測(cè)頭的標(biāo)定一、測(cè)頭的標(biāo)定 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)通過(guò)測(cè)頭系統(tǒng)對(duì)被測(cè)表面進(jìn)行瞄準(zhǔn)，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)通過(guò)測(cè)頭系統(tǒng)對(duì)被測(cè)表面進(jìn)行瞄準(zhǔn)，獲得被測(cè)點(diǎn)的空間位置。因此測(cè)頭系統(tǒng)是測(cè)量機(jī)的關(guān)獲得被測(cè)點(diǎn)的空間位置。因此測(cè)頭系統(tǒng)是測(cè)量機(jī)的關(guān)鍵部件，對(duì)測(cè)量精度影響很大

47、。鍵部件，對(duì)測(cè)量精度影響很大。 在測(cè)量過(guò)程中，當(dāng)測(cè)球與被測(cè)表面接觸時(shí)，測(cè)頭在測(cè)量過(guò)程中，當(dāng)測(cè)球與被測(cè)表面接觸時(shí)，測(cè)頭系統(tǒng)會(huì)發(fā)出信號(hào)，進(jìn)而通知計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、系統(tǒng)會(huì)發(fā)出信號(hào)，進(jìn)而通知計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、以得到被測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值。這種機(jī)械接觸會(huì)產(chǎn)生測(cè)球中以得到被測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值。這種機(jī)械接觸會(huì)產(chǎn)生測(cè)球中心的位移與測(cè)桿變形，從而影響了瞄準(zhǔn)的精度。此外，心的位移與測(cè)桿變形，從而影響了瞄準(zhǔn)的精度。此外，測(cè)量機(jī)得到的點(diǎn)位坐標(biāo)值是測(cè)球中心的坐標(biāo)值，為了測(cè)量機(jī)得到的點(diǎn)位坐標(biāo)值是測(cè)球中心的坐標(biāo)值，為了獲得被測(cè)工件的實(shí)際尺寸，還需考慮測(cè)球的動(dòng)態(tài)直徑獲得被測(cè)工件的實(shí)際尺寸，還需考慮測(cè)球的動(dòng)態(tài)直徑值。因此，必須對(duì)測(cè)頭

48、進(jìn)行標(biāo)定。也就是說(shuō)測(cè)頭必須值。因此，必須對(duì)測(cè)頭進(jìn)行標(biāo)定。也就是說(shuō)測(cè)頭必須經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)后才能使用。經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)后才能使用。第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 測(cè)頭標(biāo)定模塊中包括以下內(nèi)容：測(cè)頭標(biāo)定模塊中包括以下內(nèi)容：測(cè)頭選擇測(cè)頭選擇：輸人被選擇的測(cè)頭編號(hào)以及系統(tǒng)所使用的：輸人被選擇的測(cè)頭編號(hào)以及系統(tǒng)所使用的測(cè)頭數(shù)目。測(cè)頭數(shù)目。標(biāo)準(zhǔn)球半徑的輸入標(biāo)準(zhǔn)球半徑的輸入：用于測(cè)頭標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)球是生產(chǎn)廠：用于測(cè)頭標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)球是生產(chǎn)廠商提供的，由硬質(zhì)合金制成，具有很小的圓度誤差，商提供的，由硬質(zhì)合金制成，具有很小的圓度誤差，同時(shí)提供標(biāo)準(zhǔn)球的直徑。標(biāo)定中以該直徑值作為標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)提供標(biāo)準(zhǔn)球的直徑。標(biāo)定中以該直徑值作為標(biāo)準(zhǔn)。

49、 測(cè)頭標(biāo)定測(cè)頭標(biāo)定：對(duì)標(biāo)準(zhǔn)球進(jìn)行測(cè)量，程序自動(dòng)對(duì)采樣點(diǎn)進(jìn)：對(duì)標(biāo)準(zhǔn)球進(jìn)行測(cè)量，程序自動(dòng)對(duì)采樣點(diǎn)進(jìn)行處理，完成運(yùn)算。標(biāo)定后的測(cè)頭數(shù)據(jù)將作為修正值行處理，完成運(yùn)算。標(biāo)定后的測(cè)頭數(shù)據(jù)將作為修正值用于隨后的數(shù)據(jù)處理中，測(cè)頭數(shù)據(jù)包括測(cè)頭半徑和該用于隨后的數(shù)據(jù)處理中，測(cè)頭數(shù)據(jù)包括測(cè)頭半徑和該測(cè)球中心相對(duì)于零號(hào)測(cè)頭中心的坐標(biāo)值。測(cè)球中心相對(duì)于零號(hào)測(cè)頭中心的坐標(biāo)值。測(cè)頭數(shù)據(jù)的編輯、存儲(chǔ)與調(diào)用測(cè)頭數(shù)據(jù)的編輯、存儲(chǔ)與調(diào)用8-5 8-5 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 二、坐標(biāo)變換二、坐標(biāo)變換 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)有一個(gè)固定的坐標(biāo)系統(tǒng)，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)有一個(gè)固定的坐

50、標(biāo)系統(tǒng)，被稱為機(jī)器坐標(biāo)。開機(jī)前，測(cè)量機(jī)按照機(jī)器坐標(biāo)進(jìn)行被稱為機(jī)器坐標(biāo)。開機(jī)前，測(cè)量機(jī)按照機(jī)器坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，但按機(jī)器坐標(biāo)測(cè)量往往不方便，需要根據(jù)被測(cè)測(cè)量，但按機(jī)器坐標(biāo)測(cè)量往往不方便，需要根據(jù)被測(cè)量建立不同的坐標(biāo)系，稱為工件坐標(biāo)量建立不同的坐標(biāo)系，稱為工件坐標(biāo) 坐標(biāo)測(cè)量機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)就是它不用專用夾具，工坐標(biāo)測(cè)量機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)就是它不用專用夾具，工件在測(cè)量臺(tái)上的放置沒(méi)有特殊的要求。而是通過(guò)坐標(biāo)件在測(cè)量臺(tái)上的放置沒(méi)有特殊的要求。而是通過(guò)坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，建立工件坐標(biāo)系，并在此坐標(biāo)系上進(jìn)行系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，建立工件坐標(biāo)系，并在此坐標(biāo)系上進(jìn)行測(cè)量及數(shù)據(jù)處理。坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換是測(cè)量機(jī)中不可缺少測(cè)量及數(shù)據(jù)處理。坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換

51、是測(cè)量機(jī)中不可缺少的部分。的部分。 通過(guò)窗口設(shè)置，可以完成坐標(biāo)的清零、預(yù)置、直通過(guò)窗口設(shè)置，可以完成坐標(biāo)的清零、預(yù)置、直角坐標(biāo)與極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、公制與英制轉(zhuǎn)換。角坐標(biāo)與極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、公制與英制轉(zhuǎn)換。8-5 8-5 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 坐標(biāo)平移的操作包括：某坐標(biāo)坐標(biāo)平移的操作包括：某坐標(biāo)面沿軸線的平移到某參考點(diǎn)（如面沿軸線的平移到某參考點(diǎn)（如yoz坐標(biāo)平面沿坐標(biāo)平面沿x軸平移到軸上某參軸平移到軸上某參考點(diǎn)），或把坐標(biāo)系的原點(diǎn)平行于考點(diǎn)），或把坐標(biāo)系的原點(diǎn)平行于幾個(gè)坐標(biāo)軸移動(dòng)到空間某一參考點(diǎn)。幾個(gè)坐標(biāo)軸移動(dòng)到空間某一參考點(diǎn)。參考點(diǎn)的確定可以通過(guò)實(shí)際

52、測(cè)量一參考點(diǎn)的確定可以通過(guò)實(shí)際測(cè)量一個(gè)點(diǎn)（調(diào)出測(cè)量模塊中的點(diǎn)的測(cè)量個(gè)點(diǎn)（調(diào)出測(cè)量模塊中的點(diǎn)的測(cè)量程序來(lái)確定）；或通過(guò)鍵盤輸入點(diǎn)程序來(lái)確定）；或通過(guò)鍵盤輸入點(diǎn)的坐標(biāo)值來(lái)確定；還可以調(diào)用已測(cè)的坐標(biāo)值來(lái)確定；還可以調(diào)用已測(cè)數(shù)據(jù)中的點(diǎn)來(lái)確定。數(shù)據(jù)中的點(diǎn)來(lái)確定。 1 1、坐標(biāo)平移、坐標(biāo)平移8-5 8-5 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 2 2、坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)、坐標(biāo)旋轉(zhuǎn) 坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的操作包括：坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的操作包括：n 保持保持z軸不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)軸不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)x軸到軸到xoy平面內(nèi)某一參考直線；平面內(nèi)某一參考直線；n 通過(guò)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)，把某一通過(guò)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)，把某一參考平面作為參考平面作

53、為xoy平面；平面；n 通過(guò)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)，把某一參考直線作為通過(guò)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)，把某一參考直線作為z軸。軸。8-5 8-5 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 例：例： 在機(jī)器坐標(biāo)系中任在機(jī)器坐標(biāo)系中任意放置一被測(cè)零件，要求測(cè)意放置一被測(cè)零件，要求測(cè)量孔量孔1，2，3，4的孔的孔 徑徑d1, d2, d3, d4 和和l1, l2, l3, l4步驟：步驟： (1) 在機(jī)器坐標(biāo)系下，調(diào)用圓在機(jī)器坐標(biāo)系下，調(diào)用圓的測(cè)量程序，測(cè)量被測(cè)零件孔的測(cè)量程序，測(cè)量被測(cè)零件孔1和和孔孔2，得到，得到 中心坐標(biāo)及孔徑。中心坐標(biāo)及孔徑。 (2)調(diào)用孔調(diào)用孔1和孔和孔2的圓心坐標(biāo)，可

54、生成一條直線，的圓心坐標(biāo)，可生成一條直線，將該直線作為參考直線進(jìn)行坐標(biāo)變換。調(diào)用坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)將該直線作為參考直線進(jìn)行坐標(biāo)變換。調(diào)用坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)程序，確認(rèn)后，該參考線就作為程序，確認(rèn)后，該參考線就作為x軸線。完成工件坐軸線。完成工件坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。8-5 8-5 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用x第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) (3) 以孔以孔1的圓心坐標(biāo)為參考點(diǎn)，的圓心坐標(biāo)為參考點(diǎn)，調(diào)用坐標(biāo)平移的程序，當(dāng)前坐標(biāo)調(diào)用坐標(biāo)平移的程序，當(dāng)前坐標(biāo)系的原點(diǎn)自動(dòng)平移到孔系的原點(diǎn)自動(dòng)平移到孔1的圓心處。的圓心處。作為工件坐標(biāo)系，坐標(biāo)值為作為工件坐標(biāo)系，坐標(biāo)值為(0，0，0)； (4 ) 在新的

55、工件坐標(biāo)系下，調(diào)用圓的測(cè)量程序測(cè)量在新的工件坐標(biāo)系下，調(diào)用圓的測(cè)量程序測(cè)量孔孔2、3、4，得到坐標(biāo)值，得到坐標(biāo)值（x2, y2, z2,）,（x3, y3, z3,）,和和 （x4, y4, z4,）及其孔徑值及其孔徑值d2，d3，d4 ，則，則123223344lxxlxlyly8-5 8-5 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用xy第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 三、幾何要素的探測(cè)三、幾何要素的探測(cè) 首先，在幾何要素測(cè)量程序中調(diào)用要計(jì)算的要首先，在幾何要素測(cè)量程序中調(diào)用要計(jì)算的要素，然后開始測(cè)量。采集到的數(shù)據(jù)被送至計(jì)算機(jī)進(jìn)素，然后開始測(cè)量。采集到的數(shù)據(jù)被送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行判斷與處理，數(shù)

56、據(jù)的數(shù)量必須達(dá)到計(jì)算一個(gè)要素行判斷與處理，數(shù)據(jù)的數(shù)量必須達(dá)到計(jì)算一個(gè)要素所需的最少點(diǎn)數(shù)所需的最少點(diǎn)數(shù) ，否則沒(méi)有結(jié)果輸出。，否則沒(méi)有結(jié)果輸出。 1平面的測(cè)量平面的測(cè)量 至少測(cè)至少測(cè)量三個(gè)點(diǎn)，盡量使采集點(diǎn)量三個(gè)點(diǎn)，盡量使采集點(diǎn)的面積為被測(cè)平面的最大的面積為被測(cè)平面的最大面積，采點(diǎn)要均勻，狹窄面積，采點(diǎn)要均勻，狹窄平面采點(diǎn)要多。平面采點(diǎn)要多。8-5 8-5 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 2圓的測(cè)量圓的測(cè)量 至少測(cè)量三個(gè)點(diǎn)，至少測(cè)量三個(gè)點(diǎn)， 采點(diǎn)要均勻，為減少圓度誤差影響，采點(diǎn)要均勻，為減少圓度誤差影響，通常測(cè)量通常測(cè)量4個(gè)點(diǎn)。個(gè)點(diǎn)。 3球面的測(cè)量球面的

57、測(cè)量 至少測(cè)量四個(gè)點(diǎn)，至少測(cè)量四個(gè)點(diǎn)， 三點(diǎn)在一平面內(nèi)，另一點(diǎn)位于該平面三點(diǎn)在一平面內(nèi)，另一點(diǎn)位于該平面外的球貫上。外的球貫上。 4圓柱的測(cè)量圓柱的測(cè)量 至少在兩個(gè)截面內(nèi)至少在兩個(gè)截面內(nèi)測(cè)量測(cè)量6個(gè)點(diǎn)。兩截面距離應(yīng)盡量大，個(gè)點(diǎn)。兩截面距離應(yīng)盡量大，且截面上的點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)為好。且截面上的點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)為好。此外，曲面測(cè)量中還要考慮修正測(cè)球直徑。此外，曲面測(cè)量中還要考慮修正測(cè)球直徑。8-5 8-5 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)8-5 8-5 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)8-5 8-5 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用三坐標(biāo)測(cè)量

58、機(jī)的應(yīng)用第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)8-6 8-6 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的精度評(píng)定三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的精度評(píng)定 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是一種多用途的長(zhǎng)度計(jì)量?jī)x器，主三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是一種多用途的長(zhǎng)度計(jì)量?jī)x器，主要用于測(cè)量各種不同形狀工件的尺寸和形位誤差。由要用于測(cè)量各種不同形狀工件的尺寸和形位誤差。由于被測(cè)工件千變?nèi)f化，測(cè)量時(shí)工件的于被測(cè)工件千變?nèi)f化，測(cè)量時(shí)工件的 安裝和固定方式安裝和固定方式也多種多樣，所以精度的評(píng)定是很復(fù)雜的問(wèn)題。其評(píng)也多種多樣，所以精度的評(píng)定是很復(fù)雜的問(wèn)題。其評(píng)定必須依據(jù)一定必須依據(jù)一定的技術(shù)條件，主要目的如下：定的技術(shù)條件，主要目的如下： (1)為用戶確定一個(gè)有實(shí)際意義的精度值。為用戶確

59、定一個(gè)有實(shí)際意義的精度值。 (2)給出實(shí)用可行的測(cè)試方法，使用戶可以有效地驗(yàn)給出實(shí)用可行的測(cè)試方法，使用戶可以有效地驗(yàn)收制造廠給定的精度值。收制造廠給定的精度值。 (3)規(guī)定驗(yàn)收測(cè)試條件，保證給定精度值的有效測(cè)試規(guī)定驗(yàn)收測(cè)試條件，保證給定精度值的有效測(cè)試環(huán)境和條件。環(huán)境和條件。第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的精度不象單坐標(biāo)測(cè)量機(jī)那樣便于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的精度不象單坐標(biāo)測(cè)量機(jī)那樣便于檢定和給定指標(biāo)大小。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的精度表示方法檢定和給定指標(biāo)大小。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的精度表示方法既不好規(guī)定，也不好檢定，至今尚無(wú)統(tǒng)一的方法和標(biāo)既不好規(guī)定，也不好檢定，至今尚無(wú)統(tǒng)一的方法和標(biāo)準(zhǔn)。準(zhǔn)。 三坐

60、標(biāo)測(cè)量機(jī)的精度分為機(jī)器精度和測(cè)量精度。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的精度分為機(jī)器精度和測(cè)量精度。 機(jī)器精度機(jī)器精度是指測(cè)量機(jī)本身的精度，即測(cè)量頭中心是指測(cè)量機(jī)本身的精度，即測(cè)量頭中心在測(cè)量空間內(nèi)任意位置的精度。為點(diǎn)的位置精度。在測(cè)量空間內(nèi)任意位置的精度。為點(diǎn)的位置精度。 測(cè)量精度測(cè)量精度即測(cè)量值與實(shí)際值之差。受測(cè)量方法、即測(cè)量值與實(shí)際值之差。受測(cè)量方法、測(cè)頭、工件狀態(tài)如測(cè)量定位面、測(cè)量表面以及溫度等測(cè)頭、工件狀態(tài)如測(cè)量定位面、測(cè)量表面以及溫度等因素的影響。因素的影響。8-6 8-6 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的精度評(píng)定三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的精度評(píng)定第八章第八章 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的誤差一般由下列幾方面產(chǎn)生；三坐