三坐標(biāo)測量儀

　　儀器簡介

　　三坐標(biāo)測量儀是指在一個六面體的空間范圍內(nèi)，能夠表現(xiàn)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(biāo)測量機或三坐標(biāo)量床。三坐標(biāo)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(dǎo)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(tǒng)（如光柵尺）經(jīng)數(shù)據(jù)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(biāo)測量儀的測量功能應(yīng)包括尺寸精度、定位精度、幾何精度及輪廓精度等。

　　機型介紹

　　結(jié)構(gòu)型式：三軸花崗巖、四面全環(huán)抱的德式活動橋式結(jié)構(gòu)

　　傳動方式：直流伺服系統(tǒng) + 預(yù)載荷高精度空氣軸承

　　長度測量系統(tǒng)：RENISHAW開放式光柵尺，分辨率為0.1μm

　　測頭系統(tǒng)：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(huán)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

　　主要特征

　　三軸采用天然高精密花崗巖導(dǎo)軌，保證了整體具有相同的熱力學(xué)性能，避免由于三軸材質(zhì)不同熱膨脹系數(shù)不同所造成的機器精度誤差。

　　花崗巖與航空鋁合金的比較

　　1.鋁合金材料熱膨脹系數(shù)大。一般使用航空鋁合金材料的橫梁和Z軸在使用幾年之后，三坐標(biāo)的測量基準(zhǔn)——光柵尺就會受損，精度改變。

　　2.由于三坐標(biāo)的平臺是花崗巖結(jié)構(gòu)，這樣三坐標(biāo)的主軸也是花崗巖材質(zhì)。主軸采用花崗巖而橫梁和Z軸采用鋁合金等其他材質(zhì)，在溫度變化時會因為三軸的熱膨脹系數(shù)不均同而引起測量精度的失真和穩(wěn)定。

　　三軸導(dǎo)軌采用全天然花崗巖四面全環(huán)抱式矩形結(jié)構(gòu)，配上高精度自潔式預(yù)應(yīng)力氣浮軸承，是確保機器精度長期穩(wěn)定的基礎(chǔ)，同時軸承受力沿軸向方向，受力穩(wěn)定均衡，有利于保證機器硬件壽命。

　　3. 采用小孔出氣專利技術(shù)，耗氣量為30L/Min，在軸承間隙形成冷凝區(qū)域，抵消軸承運動摩擦帶來的熱量，增加設(shè)備整體熱穩(wěn)定性。仔細(xì)研究各廠家的技術(shù)指標(biāo)，會發(fā)現(xiàn)： 歐潼精密的耗氣量為30L/Min，而其他的廠家在50-150L/MIN之間. 按照物理學(xué)理論，當(dāng)氣體以一定的壓力通過圓孔的時候，會因為氣體摩擦產(chǎn)生熱量，在高精密測量中，微小的熱量也會影響精度的穩(wěn)定性，而當(dāng)出氣孔的孔徑小于一定的直徑的時候，卻會相反的會在出氣孔的周圍形成冷凝效應(yīng)! 正是利用這一物理學(xué)原理，采用歐潼小孔出氣的技術(shù)，使得冷凝效應(yīng)恰恰抵消測量中因為空氣摩擦產(chǎn)生的微弱熱量，使得設(shè)備保持長時間的溫度穩(wěn)定性，從而保證精度穩(wěn)定性！

　　各大供應(yīng)商CMM軸承對比

　　4. 三軸均采用英國RENISHAW原裝鍍金光柵尺，分辨率為0.1um；同時采用一端固定，一端自由伸縮的方式安裝，減少了光柵尺的變形。

　　5.傳動系統(tǒng)采用國際先進的設(shè)計，無任何導(dǎo)軌受力變形，最大程度保證機器精度和穩(wěn)定性。采用鋼絲增強同步帶傳動結(jié)構(gòu)，有效減少高速運動（增加）時的震動，具有高強度，高速度及無磨損特點。

　　6. 軟件為PTB全面認(rèn)證的業(yè)界標(biāo)桿RATIONAL-DMIS，功能強大，簡單易學(xué)，讓你更專注于產(chǎn)品測量而不是學(xué)習(xí)軟件。

　　★ 有大型，不宜搬動的零件和裝配件（如航空器部件、運輸工具、工程機械零件、大型焊接沖壓件、大型鍛件、大型鑄件等）

　　★ 需要三坐標(biāo)測量機

　　★ 對于沒有三坐標(biāo)測量設(shè)備，但需要測量，公司可以提供三坐標(biāo)測量設(shè)備租借（租用）

　　★ 需要到外協(xié)單位檢測產(chǎn)品，而外協(xié)單位沒有三坐標(biāo)測量設(shè)備

　　★ 在線檢測、測量

　　★ 檢具、夾具標(biāo)定、檢測

　　★ 汽車焊裝夾具，檢具標(biāo)定、檢測

　　★ 管件檢測、測量

　　★ 整車逆向掃描

　　基本構(gòu)成

　　全封閉框架移動橋式測量機是一種精度高、測量速度快、性能穩(wěn)定的測量系統(tǒng)。具有兼容多測頭系統(tǒng)功能：光學(xué)CCD影像測頭、激光測頭，具備極佳的性價比；能夠滿足車間檢測需要，廣泛應(yīng)用于各種零件、工裝夾具尺寸檢測及模具制造中的尺寸測量和復(fù)雜形面的快速掃描檢測。

　　性能特點

　　1、 X向橫梁：采用精密斜梁技術(shù)

　　2、Y向?qū)к墸翰捎锚毺氐闹苯蛹庸ぴ诠ぷ髋_上的整體下燕尾槽定位結(jié)構(gòu)

　　3、導(dǎo)軌方式：采用自潔式預(yù)載荷高精度空氣軸承組成的四面環(huán)抱式靜壓氣浮導(dǎo)軌

　　4、驅(qū)動系統(tǒng)：采用本產(chǎn)高性能DC直流伺服電機、柔性同步齒形帶傳動裝置，各軸均有限位和電子控制，傳動更快捷、運動性能更佳

　　5、Z向主軸：可調(diào)節(jié)的氣動平衡裝置，提高了Z軸的定位精度

　　6、控制系統(tǒng)：采用進口的雙計算機三座標(biāo)專用控制系統(tǒng)

　　7、機器系統(tǒng)：采用計算機輔助3D誤差修正技術(shù)（CAA），保證系統(tǒng)的長期的穩(wěn)定性和高精度。

　　8、測量軟件：采用功能強大的3D-DMIS測量軟件包，具有完善的測量功能和聯(lián)機功能。

　　功能原理

　　簡單地說,三坐標(biāo)測量機就是在三個相互垂直的方向上有導(dǎo)向機構(gòu)、測長元件、數(shù)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(shù)設(shè)備和數(shù)顯裝置把被測點的坐標(biāo)值顯示出來的一種測量設(shè)備。顯然這是最簡單、最原始的測量機。有了這種測量機后，在測量容積里任意一點的坐標(biāo)值都可通過讀數(shù)裝置和數(shù)顯裝置顯示出來。測量機的采點發(fā)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(shù)頭。其測量過程就是當(dāng)測頭接觸工件并發(fā)出采點信號時，由控制系統(tǒng)去采集當(dāng)前機床三軸坐標(biāo)相對于機床原點的坐標(biāo)值，再由計算機系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行處理。

　　分類

　　按三坐標(biāo)測量儀結(jié)構(gòu)可分為如下幾類：

　　1.移動橋架型(Movingbridgetype)

　　移動橋架型，為最常用的三坐標(biāo)測量儀的結(jié)構(gòu)，軸為主軸在垂直方向移動，廂形架導(dǎo)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(dǎo)槽在軸方向移動。因為梁的兩端被支柱支撐，所以可得到最小的撓度，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(dǎo)引主軸沿著垂直軸的梁而移動，而梁沿著兩水平導(dǎo)軌在軸方向移動，導(dǎo)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，因此梁的撓度為最少。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(biāo)測量儀上。各軸都以馬達驅(qū)動，測量范圍很大，操作者可以在橋架內(nèi)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(dǎo)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(dǎo)軌作軸方向的移動，且垂直于和軸。每軸皆由馬達來驅(qū)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(shè)計乃是為了使橋架在軸移動時有最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(dǎo)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(dǎo)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，且工件可以伸出臺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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)槽在軸方向移動，且垂直軸，測量臺沿著水平面的導(dǎo)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(shè)計，為了消除水平臂在軸方向，因伸出或縮回所產(chǎn)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(gòu)造與測量臺移動型相似。此型測量臺固定，、軸均在導(dǎo)槽內(nèi)移動，測量時支柱在軸的導(dǎo)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(dǎo)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(shù)情況應(yīng)用在車輛檢驗工作。

　　12.閉環(huán)橋架型(Ringbridgetype)

　　閉環(huán)橋架型，由于它的驅(qū)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(biāo)測量儀中最穩(wěn)定的一種。

　　主要優(yōu)點

　　表面陽極化航空鋁合金

　　高精度自潔式空氣軸承

　　高精度歐洲進口光柵尺

　　精密三角梁專利技術(shù)

　　應(yīng)用領(lǐng)域

　　廣泛的應(yīng)用于汽車、電子、機械、汽車、航空、軍工、模具等行業(yè)中的箱體、機架、齒輪、凸輪、蝸輪、蝸桿、葉片、曲線、曲面等的測量、五金、塑膠等行業(yè)中。

　　使用方法

　　三坐標(biāo)測量機(CMM)的測量方式通?？煞譃榻佑|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(chǎn)品、壓制成型產(chǎn)品、金屬膜等的測量。為了分析工件加工數(shù)據(jù)，或為逆向工程提供工件原始信息，經(jīng)常需要用三坐標(biāo)測量機對被測工件表面進行數(shù)據(jù)點掃描。本文以三坐標(biāo)的FOUNCTION-PRO型三坐標(biāo)測量機為例，介紹三坐標(biāo)測量機的幾種常用掃描方法及其操作步驟。

　　三坐標(biāo)測量機的掃描操作是應(yīng)用PC DMIS程序在被測物體表面的特定區(qū)域內(nèi)進行數(shù)據(jù)點采集，該區(qū)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(guān)，控制屏幕上的“掃描”(Scan)選項由狀態(tài)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(fā)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(xì)介紹在DCC狀態(tài)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。

　　1.開線掃描(Open Linear Scan)

　　開線掃描是最基本的掃描方式。測頭從起始點開始，沿一定方向并按預(yù)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，首先輸入邊界點(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(shù)據(jù)；然后雙擊“D”，輸入方向點(表示掃描方向的坐標(biāo)點)的新的X、Y、Z坐標(biāo)值；最后雙擊“2”，輸入掃描終點數(shù)據(jù)。

　　第二項輸入步長。在“掃描”對話框(Scan Dialog)中“方向1技術(shù)”(Direction 1 Tech)欄中的“最大”(Max Inc)欄中輸入一個新步長值。

　　最后檢查設(shè)定的方向矢量是否正確，該矢量定義了掃描開始后第一測量點表面的法矢、截面以及掃描結(jié)束前最后一點的表面法矢。當(dāng)所有數(shù)據(jù)輸入完成后點擊“創(chuàng)建”。

　　(2)有CAD模型

　　如被測工件有CAD模型，開始掃描時用鼠標(biāo)左鍵點擊CAD模型的相應(yīng)表面，PC DMIS程序?qū)⒃贑AD模型上生成一點并加標(biāo)志“1”表示為掃描起始點；然后點擊下一點定義掃描方向；最后點擊終點(或邊界點)并標(biāo)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(yīng)坐標(biāo)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(chuàng)建”。

　　2.閉線掃描(Closed Linear Scan)

　　閉線掃描方式允許掃描內(nèi)表面或外表面，它只需“起點”和“方向點”兩個值(PC DMIS程序?qū)⑵瘘c也作為終點)。

　　(1)數(shù)據(jù)輸入操作

　　雙擊邊界點“1”，在編輯對話框中輸入位置；雙擊方向點“D”，輸入坐標(biāo)值；選擇掃描類型(“線性”或“變量”)，輸入步長，定義觸測類型(“矢量”、“表面”或“邊緣”)；雙擊“初始矢量”，輸入第“1”點的矢量，檢查截面矢量；鍵入其它選項后，點擊“創(chuàng)建”。

　　也可使用坐標(biāo)測量機操作盤觸測被測工件表面的第一測點，然后觸測方向點，PC DMIS程序?qū)褱y量值自動放入對話框，并自動計算初始矢量。選擇掃描控制方式、測點類型及其它選項后，點擊“創(chuàng)建”。

　　(2)有CAD模型的閉線掃描

　　如被測工件有CAD模型，測量前確認(rèn)“閉線掃描”；首先點擊表面起始點，在CAD模型上生成符號“1”(點擊時表面和邊界點被加亮，以便選擇正確的表面)；然后點擊掃描方向點；PC DMIS將在對話框中給出所選位置點相應(yīng)的坐標(biāo)及矢量；選擇掃描控制方式、步長及其它選項后，點擊“創(chuàng)建”。

　　3.面片掃描(Patch Scan)

　　面片掃描方式允許掃描一個區(qū)域而不再是掃描線。應(yīng)用該掃描方式至少需要四個邊界點信息，即開始點、方向點、掃描長度和掃描寬度。PC DMIS可根據(jù)基本(或缺省)信息給出的邊界點1、2、3確定三角形面片，掃描方向則由D的坐標(biāo)值決定；若增加了第四或第五個邊界點，則面片可以為四方形或五邊形。

　　采用面片掃描方式時，在復(fù)選框中選擇“閉線掃描”，表示掃描一個封閉元素(如圓柱、圓錐、槽等)，然后輸入起始點、終止點和方向點。終止點位置表示掃描被測元素時向上或向下移動的距離；用起始點、方向點和起始矢量可定義截平面矢量(通常該矢量平行于被測元素)?，F(xiàn)以創(chuàng)建四邊形面片為例，介紹面片掃描的幾種定義方式：

　　(1)鍵入坐標(biāo)值方式

　　雙擊邊界點“1”，輸入起始點坐標(biāo)值X、Y、Z；雙擊邊界方向點“D”，輸入掃描方向點坐標(biāo)值；雙擊邊界點“2”，輸入確定第一方向的掃描寬度；雙擊邊界點“3”，輸入確定第二方向的掃描寬度；點擊“3”，然后按“添加”按鈕，對話框給出第四個邊界點；雙擊邊界點“4”，輸入終止點坐標(biāo)值；選擇掃描所需的步長(各點間的步距)和最大步長(1、2兩點間的步長)值后，點擊“創(chuàng)建”。(2)觸測方式

　　選定“面片掃描”方式，用坐標(biāo)測量機草作盤在所需起始點位置觸測第一點，該點坐標(biāo)值將顯示在“邊界點”對話框的“#1”項內(nèi)；然后觸測第二點，該點代表掃描第一方向的終止點，其坐標(biāo)值將顯示在對話框的“D”項內(nèi)；然后觸測第三點，該點代表掃描面片寬度，其坐標(biāo)值將顯示在對話框的“#3”項內(nèi)；點擊“3”，選擇“添加”，可在清單上添加第四點；觸測終止點，將關(guān)閉對話框。最后定義掃描行距和步長兩個方向數(shù)據(jù)；選擇掃描觸測類型及所需選項后，點擊“創(chuàng)建”。

　　(3)CAD曲面模型方式

　　該掃描方式只適用于有CAD曲面模型的工件。首先選定“面片掃描”方式，左鍵點擊CAD工作表面；加亮“邊界點”對話框中的“1”，左鍵點擊曲面上的掃描起始點；然后加亮“D”，點擊曲面定義方向點；點擊曲面定義掃描寬度(#2)；點擊曲面定義掃描上寬度(#3)；點擊“3”，選擇“添加”，添加附加點“4”，加亮“4”，點擊定義掃描終止點，關(guān)閉對話框。定義兩個方向的步長及選擇所需選項后，點擊“創(chuàng)建”。

　　4.截面掃描(Section Scan)

　　截面掃描方式僅適用于有CAD曲面模型的工件，它允許對工件的某一截面進行掃描，掃描截面既可沿X、Y、Z軸方向，也可與坐標(biāo)軸成一定角度。通過定義步長可進行多個截面掃描?？稍趯υ捒蛑性O(shè)置截面掃描的邊界點。按“剖切CAD”轉(zhuǎn)換按鈕，可在CAD曲面模型內(nèi)尋找任何孔，并可采用與開線掃描類似方式定義其邊界線，PCDMIS程序?qū)⑹箳呙杪窂阶詣颖荛_CAD曲面模型中的孔。按用戶定義表面剖切CAD的方法為：進入“邊界點”選項；進入“CAD元素選擇”框；選擇表面；在不清除“CAD元素選擇”框的情況下，選擇“剖切CAD”選項。此時PC DMIS程序?qū)⑶懈钏x表面尋找孔。若CAD曲面模型中無定義孔，就沒有必要選“剖切CAD”選項，此時PC DMIS將按定義的起始、終止邊界點進行掃描。對于有多個曲面的復(fù)雜CAD圖形，可對不同曲面分組剖切，*#將剖切限制在局部CAD曲面模型上。

　　5.邊界掃描(Perimeter Scan)

　　邊界掃描方式僅適用于有CAD曲面模型的工件。該掃描方式采用CAD數(shù)學(xué)模型計算掃描路徑，該路徑與邊界或外輪廓偏置一定距離(由用戶選定)。創(chuàng)建邊界掃描時，首先選定“邊界掃描”選項；若為內(nèi)邊界掃描，則在對話框中選擇“內(nèi)邊界掃描”；選擇工作曲面時，啟動“選擇”復(fù)選框，每選一個曲面則加亮一個，選定所有期望曲面后，退出復(fù)選框；點擊表面確定掃描起始點；在同一表面上點擊確定掃描方向點；點擊表面確定掃描終止點，若不給出終止點，則起始點即為終止點；在“掃描構(gòu)造”編輯框內(nèi)輸入相應(yīng)值(包括“增值”、“CAD公差”等)；選擇“計算邊界”選項，計算掃描邊界；確認(rèn)偏差值正確后，按“產(chǎn)生測點”按鈕，PC DMIS程序?qū)⒆詣佑嬎銏?zhí)行掃描的理論值；點擊“創(chuàng)建”。

　　6.應(yīng)用要點

　　(1)應(yīng)根據(jù)被測工件的具體特點及建模要求合理選用適當(dāng)?shù)膾呙铚y量方式，以達到提高數(shù)據(jù)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(yīng)合理規(guī)劃被測工件裝夾位置；為保證造型精度，裝夾工件時應(yīng)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(yīng)包括工件輪廓幾何信息的關(guān)鍵點，在曲率變化較明顯的部位應(yīng)適當(dāng)增加測量點。

　　數(shù)據(jù)管理

　　一、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

　　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的任務(wù)和要求：

　?。?）將測量數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化為CAD軟件可識別的IGES格式，合并后以產(chǎn)品名稱或用戶指定的名稱分類保存。

　?。?）不同產(chǎn)品、不同屬性、不同定位、易于混淆的數(shù)據(jù)應(yīng)存放在不同的文件中，并在IGES文件中分層分色。

　　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換使用《三坐標(biāo)測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)》完成，草作方法見軟件用戶手冊。

　　二、重定位整合

　　1 、應(yīng)用背景

　　在產(chǎn)品的測繪過程中，往往不能在同一坐標(biāo)系將產(chǎn)品的幾何數(shù)據(jù)一次測出。其原因一是產(chǎn)品尺寸超出測量機的行程，二是測量探頭不能觸及產(chǎn)品的反面，三是在工件拆下后發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)缺失，需要補測。這時就需要在不同的定位狀態(tài)（即不同的坐標(biāo)系）下測量產(chǎn)品的各個部分，稱為產(chǎn)品的重定位測量。而在造型時則應(yīng)將這些不同坐標(biāo)系下的重定位數(shù)據(jù)變換到同一坐標(biāo)系中，這個過程稱為重定位數(shù)據(jù)的整合。

　　對于復(fù)雜或較大的模型，測量過程中常需要多次定位測量，最終的測量數(shù)據(jù)就必需依據(jù)一定的轉(zhuǎn)換路徑進行多次重定位整合，把各次定位中測得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一個公共定位基準(zhǔn)下的測量數(shù)據(jù)。

　　2 、重定位整合原理

　　工件移動（重定位）后的測量數(shù)據(jù)與移動前的測量數(shù)據(jù)存在著移動錯位，如果我們在工件上確定一個在重定位前后都能測到的形體（稱為重定位基準(zhǔn)），那么只要在測量結(jié)束后，通過一系列變換使重定位后對該形體的測量結(jié)果與重定位前的測量結(jié)果重合，即可將重定位后的測量數(shù)據(jù)整合到重合前的數(shù)據(jù)中。重定位基準(zhǔn)在重定位整合中起到了紐帶的作用.

　　PID控制是：比例，積分，微分控制的縮寫。

　　P參數(shù)：決定系統(tǒng)對位置誤差的整個響應(yīng)過程。數(shù)值越低，系統(tǒng)越穩(wěn)定，不產(chǎn)生振蕩，但剛性差，到位誤差大；數(shù)值越高，剛性越好，到位誤差小，但系統(tǒng)可能產(chǎn)生振蕩。

　　I 參數(shù)：控制由于摩擦力和負(fù)載引起的靜態(tài)到位誤差。數(shù)值越低，到位時間越長；數(shù)值越高，可能在理論位置上下振蕩。

　　D參數(shù)：此參數(shù)通過阻止誤差變化過沖給系統(tǒng)提供阻尼和穩(wěn)定性。數(shù)值越低，使系統(tǒng)對位置誤差響應(yīng)快；數(shù)值越高，系統(tǒng)響應(yīng)越慢。

　　日常保養(yǎng)

　　改變管理方式防止”假期綜合癥” 三坐標(biāo)測量機的組成比較復(fù)雜，主要有機械部件、電氣控制部件、計算機系統(tǒng)組成。平時我們在使用三坐標(biāo)測量機測量工件的同時，也要注意機器的保養(yǎng)，以延長機器的使用壽命。下面我們從三個方面說明三坐標(biāo)測量機的基本保養(yǎng)。

　　機械部件

　　三坐標(biāo)測量機的機械部件有多種，我們需要日常保養(yǎng)的是傳動系統(tǒng)和氣路系統(tǒng)的部件，保養(yǎng)的頻率應(yīng)該根據(jù)測量機所處的環(huán)境決定。一般在環(huán)境比較好的精測間中的測量機，我們推薦每三個月進行一次常規(guī)保養(yǎng)，而如果用戶的使用環(huán)境中灰塵比較多，測量間的溫度濕度不能完全滿足測量機使用環(huán)境要求，那應(yīng)該每月進行一次常規(guī)保養(yǎng)，對測量機的常規(guī)保養(yǎng)，應(yīng)了解影響測量機的因素：

　　1．壓縮空氣對測量機的影響

　　1).要選擇合適的空壓機，最好另有儲氣罐，使空壓機工作壽命長，壓力穩(wěn)定。

　　2).空壓機的啟動壓力一定要大于工作壓力。

　　3).開機時，要先打開空壓機，然后接通電源。

　　2. 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(yǎng)非常重要。其中有以下主要項目：

　　l每天使用測量機前檢查管道和過濾器，放出過濾器內(nèi)及空壓機或儲氣罐的水和油。

　　l一般3個月要清洗隨機過濾器和前置過濾器的濾芯?？諝赓|(zhì)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(dǎo)軌油污和灰塵，保持氣浮導(dǎo)軌的正常工作狀態(tài)。

　　3. 對測量機導(dǎo)軌的保護要養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣

　　用布或膠皮墊在下面，保證導(dǎo)軌安全。

　　工作結(jié)束后或上零件結(jié)束后要擦拭導(dǎo)軌。

　　當(dāng)我們在使用測量機時要盡量保持測量機房的環(huán)境溫度與檢定時一致。另外電氣設(shè)備、計算機、人員都是熱源。在設(shè)備安裝時要做好規(guī)劃，使電氣設(shè)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(huán)境的管理更應(yīng)該嚴(yán)格。

　　4. 空調(diào)的風(fēng)向?qū)y量機溫度的影響

　　測量機房的空調(diào)應(yīng)盡量選擇變頻空調(diào)。變頻空調(diào)節(jié)能性能好，最主要的是控溫能力強。在正常容量的情況下，控溫可在±1℃范圍內(nèi)。

　　由于空調(diào)器吹出風(fēng)的溫度不是20℃，因此決不能讓風(fēng)直接吹到測量機上。有時為防止風(fēng)吹到測量機上而把風(fēng)向轉(zhuǎn)向墻壁或一側(cè)，結(jié)果出現(xiàn)機房內(nèi)一邊熱一邊涼，溫差非常大的情況。

　　空調(diào)器的安裝應(yīng)有規(guī)劃，應(yīng)讓風(fēng)吹到室內(nèi)的主要位置，風(fēng)向向上形成大循環(huán)（不能吹到測量機），盡量使室內(nèi)溫度均衡。

　　有條件的，應(yīng)安裝風(fēng)道將風(fēng)送到房間頂部通過雙層孔板送風(fēng)，回風(fēng)口在房間下部。這樣使氣流無規(guī)則的流動，可以使機房溫度控制更加合理。

　　5. 空調(diào)的開關(guān)時間對機房溫度的影響

　　許每天早晨上班時打開空調(diào)，晚上下班再關(guān)閉空調(diào)。待機房溫度穩(wěn)定大約4小時后，測量機精度才能穩(wěn)定。

　　這種工作方式嚴(yán)重影響測量機的使用效率，在冬夏季節(jié)精度會很難保證。對測量機正常穩(wěn)定也會有很大影響。

　　6. 機房結(jié)構(gòu)對機房溫度的影響

　　由于測量機房要求恒溫，所以機房要有保溫措施。如有窗戶要采用雙層窗，并避免有陽光照射。門口要盡量采用過渡間，減少溫度散失。機房的空調(diào)選擇要與房間相當(dāng)，機房過大或過小都會對溫度控制造成困難。

　　在南方濕度較大的地區(qū)或北方的夏天或雨季，當(dāng)正在制冷的空調(diào)突然被關(guān)閉后，空氣中的水汽會很快凝結(jié)在溫度相對比較低的測量機導(dǎo)軌和部件上，會使測量機的氣浮塊和某些部件嚴(yán)重銹蝕，影響測量機壽命。而計算機和控制系統(tǒng)的電路板會因濕度過大出現(xiàn)腐蝕或造成短路。如果濕度過小，會嚴(yán)重影響花崗石的吸水性，可能造成花崗石變形?；覊m和靜電會對控制系統(tǒng)造成危害。所以機房的濕度并不是無關(guān)緊要的，要盡量控制在60%±5%的范圍內(nèi)。

　　空氣濕度大、測量機房密封性不好是造成機房濕度大的主要原因。在濕度比較大地區(qū)機房的密封性要求好一些，必要時增加除濕機。

　　解決的辦法就是改變管理方式，將“放假前打掃衛(wèi)生”改為“上班時打掃衛(wèi)生”，而且要打開空調(diào)和除濕機清除水份。要定期清潔計算機和控制系統(tǒng)中的灰塵，減少或避免因此而造成的故障隱患。

　　使用標(biāo)準(zhǔn)件檢查機器是非常好的，但是相對來說比較麻煩，只能是一段時間做一次。比較方便的辦法是用一個典型零件，編好自動測量程序后，在機器精度校驗好的情況下進行多次測量，將結(jié)果按照統(tǒng)計規(guī)律計算后得出一個合理的值及公差范圍記錄下來。操作員可以經(jīng)常檢查這個零件以確定機器的精度情況。

　　Z軸平衡的調(diào)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(qū)動平穩(wěn)。如果誤動氣壓平衡開關(guān)，會使Z軸失去平衡。處理的方法：

　　1) 將測座的角度轉(zhuǎn)到90，0，避免操作過程中碰測頭。

　　2) 按下“緊急停”開關(guān)。

　　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(diào)整氣壓平衡閥，每次調(diào)整量小一點，兩人配合將Z軸平衡調(diào)整到向上和向 下的感覺一致即可。

　　行程終開關(guān)是用于機器行程終保護和HOME時使用。行程終開關(guān)一般使用接觸式開關(guān)或光電式開關(guān)。開關(guān)式最容易在用手推動軸運動時改變位置，造成接觸不良?？梢赃m當(dāng)調(diào)整開關(guān)位置保證接觸良好。光電式開關(guān)要注意檢查插片位置正常，經(jīng)常清除灰塵，保證其工作正常。