三坐标零件检测数据分析论文

坐标测量机的测量方法通常可分为接触式测量、非接触式测量以及接触式和非接触式测量。其中，接触式测量常用于测量机械加工产品、压制产品和金属薄膜。为了分析工件的加工数据或为逆向工程提供工件的原始信息，往往需要用三坐标测量机扫描被测工件表面的数据点。本文以function-PRO三坐标测量机为例，介绍了三坐标测量机的几种常用扫描方法和操作步骤。三坐标测量机的扫描操作是利用PCDMIS程序采集被测物体表面特定区域的数据点，这些数据点可以是一条线、一个面片、零件的一个截面、零件的一条曲线，也可以是距离边缘一定距离的一个圆周等。扫描类型与测量模式、探头类型、是否有CAD文件等有关。控制屏幕上的“扫描”选项由状态按钮(手动/DCC)决定。如果使用DCC方法进行测量，并且有CAD文件，可用的扫描方法有开放线性、封闭线性、补丁、截面和周长扫描。如果使用DCC方法进行测量，但只有线框CAD文件可用，则可选择开放线性、封闭线性和面片扫描方法。如果采用手动测量模式，只能使用基本的“手动TTP扫描”方法；如果采用手动测量并使用刚性探头，可用选项有“固定增量”、“可变增量”、“时间增量”和“体轴扫描”

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三坐标测量技术广泛应用于机械制造、电子、汽车和航空工业中。下面是我为大家精心推荐的三坐标测量技术论文，希望能够对您有所帮助。

基于三坐标测量仪的精密测量技术研究

摘 要：三坐标测量仪的出现本身就是测量行业的一大革命，它不但大大提高了测量精度，而且也在智能化上有很大的进步，对于测量行业的发展有着很深的影响。为进一步提高我国齿轮行业的产品质量，提高行业竞争力，本文对三坐标测量仪的精密测量技术进行研究，探讨与其他仪器精确度方面的优缺点及发展趋势，从而保证我国齿轮产品的质量。

关键词：三坐标测量仪 测量行业 精密测量技术

中图分类号：TH721 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2013)06(b)-0073-01

三坐标测量仪CMM(Coordinate MeasurMahine)是20世纪60年代后期发展起来的一种高效率、新型、精密的测量设备， 它广泛应用于机械制造、电子、汽车和航空工业中。三坐标测量仪可以进行零部件尺寸、形状和相互位置检测，可以用于划线、定中心孔，尤其对连续曲面进行扫描得到曲面数据及表达。获取表面数据的采集， 是产品逆向工程实现的基础和关键技术之一。

1 三坐标测量仪对测量行业的进步作用

整个测量以及机械行业的快速进步，不断地向三坐标测量仪提出了更高、更新、更多的要求，如要求速度更快、灵敏度更高、稳定性更好、样品量更少、检测微损甚至无损、遥感遥测遥控更远距、使用更方便、成本更低廉、无污染等，同时也为三坐标测量仪科技与产业的发展提供了强大的推动力，并成了仪器仪表进一步发展的物质、知识和技术基础。

1.1 解决了复杂形状表面轮廓尺寸的测量

实现了对基本的几何元素的高效率、高精度测量与评定，解决了复杂形状表面轮廓尺寸的测量，例如箱体零件的孔径与孔位、叶片与齿轮、汽车与飞机等的外廓尺寸检测。

1.2 提高了测量精度

提高了三维测量的测量精度，目前高精度的坐标测量机的单轴精度，每米长度内可达1 um以内，三维空间精度可达1～2 um。对于车间检测用的三坐标测量仪，每米测量精度单轴也达3～4 um。由于三坐标测量仪可与数控机床和加工中心配套组成生产加工线或柔性制造系统，从而促进了自动生产线的发展。

1.3 提高了测量效率

随着三坐标测量仪的精度不断提高，自动化程序不断发展，促进了三维测量技术的进步，大大地提高了测量效率。尤其是电子计算机的引入，不但便于数据处理，而且可以完成CNC的控制功能，可缩短测量时间达95%以上。

1.4 降低用户测量成本

随着激光扫描技术的不断成熟，同时满足了高精度测量(质量检测)和激光扫描(逆向工程)多功能复合型的三坐标测量仪的发展更好地满足了用户需求，大大降低用户测量成本，提高工作效率。

2 坐标测量仪与其他仪器的比较

2.1 影像测量仪

作为最初的精密测量仪器，影像测量仪是一个见证了整个行业开始，它提供了发展的产业平台的基础。然而，由于影像测量仪测量技术略显粗糙，因此，二次元影像仪成为行业发展的时代的产物，它是精密测量技术和功能方面，产业的发展提供技术支持。但是，即便如此，二次元影像测量仪还没有完全满足客户的需求检测，它不能提供一个解决方案的立体检查，在这种情况下，开发和生产出三坐标测量仪。当然，在此过程中制造商中过渡阶段的2.5元/m3的出现提供了帮助。这是一个从开始到目前的整个发展阶段的精密测量仪器。

2.2 三坐标测量仪

三坐标测量仪采用花岗石仪座，提高了基准平面的精度，缩小了仪器自身的精度误差。活动表座可在仪座的任何位置进行测量。仪座不生锈，使用保管方便。

三坐标测量仪的测量精度是非常高的，三坐标测量仪器和其他测量仪器相比，这点占据一个很大的优势。例如：制造精密量具，总体上是好的，用游标卡尺水平测量工具，测量精度可达+/-0.1级。但是，一般水平的三坐标测量仪，测量精度就可以高达+/-0.05。

通过上述分析，我们从二次元和三坐标的功能应用上可以看出，相较于二次元影像测量仪，三坐标测量仪可说是更加的功能全面，因为它除了测量工件的长宽参数，还可以检测工件的高，这是影像测量仪所无法达到的。

3 三坐标测量仪测量技术的发展趋势

3.1 品种更加灵活多样

在我国，人们已经越来越认识到测量检测和适当的测量装置的重要性，不仅可以帮助用户轻松地提高产品质量，也将提高生产效率，因此获得制造先进的测量设备，可以为用户提供先进的测量解决方案而得到高投资回报率。中国模具未来发展将是更大规模的、高精确度的，要求也会越来越多，多功能复合模具已成为一个热点。提高塑料模具，模具的比例及适应高压气体辅助注射成型过程的模具也将随之发展。物种多样性的变化将更加迅速，这就要求除了精确测量精度高，测量设备也更灵活，更需要轻松的测量环境随时随地方便改造，这样才能跟上发展的步伐。

3.2 逐渐向新的应用领域开发

“以市场为导向，以客户为导向”这一趋势使得三坐标测量设备技术现已广泛使用在工业应用领域的大型机器及零部件的精确测量，测量范围大，精度高，而且非常耐用，非常适合工厂环境。世界范围内获得了广泛的认可和肯定，作为行业首选三坐标测量仪器技术，将继续开发新的应用领域的测量。

4 结论

综上所述，随着生产规模日益扩大，加工精度不断提高，除了需要高精度三坐标测量仪的计量室检测外，为了便于直接检测工件，测量往往需要在加工车间进行，或将测量机直接串连到生产线上。检验的零件数量加大，科学化管理程度加强，因而需要各种精度的坐标测量机，以满足生产的需要。随着市场的不断发展壮大，三次元的产品技术也在不断的提高，三坐标测量技术也在不断进步。

参考文献

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问题一：什么是三坐标？ 三坐标测量机是一种几何量测量仪器，它的基本原理是将被测零件放入它允许的测量空间，精密地测出被测元素上测量点的三个坐标值，根据这些点的数值经过计算机数据处理，拟合成相关几何元素，如圆、球、圆柱、圆锥、曲面等，经过数学计算得出形状、位置公差及其它几何量数据。三坐标测量机是一种通用的三维长度测量仪器，是由三个相互垂直的测量轴和各自的长度测量系统组成机械主体，结合测头系统，控制系统，数据采集与计算机系统等构成坐标测量系统的主要系统元件，测量时把被测件置于测量机的测量空间中，通过机器运动系统带动传感器即测头实现对测量空间内任意位置的被测点的瞄准，当瞄准实现时测头即发出读数信号，通过测量系统就可以得到被测点的 几何坐标值，根据 这些点的空间坐标值，经过数学运算求出待测的几何尺寸和相互位置关系！ 问题二：什么是三坐标测量机 三坐标测量仪特点 三坐标测量机作为一种高精度的通用测量设备已经有了几十年的发展历史，其在工业生产领域中的使用越来越为广泛，也越来越受到生产型企业的重视。而三坐标测量软件中对CAD功能的引入，更是将三坐标测量机的应用领域和易用性推到一个新的高度。以下就以三坐标测量机测量方案为例，对CAD在三坐标测量中的应用做简要介绍。 1、虚拟测量虚拟测量就是在没有实际工件的情况下对CAD模型在软件中进行测量。Rational dmis测量软件拥有强大的CAD功能，要进行虚拟测量时，打开软件，选择脱机工作模式，然后导入所要测量的CAD模型，并将CAD模型对应到选定的坐标系中即进行测量。根据所要测量的几何元素，使用鼠标在CAD模型上点击所要采点的位置，此时CAD模型上会显示所采点的位置及其矢量方向。根据所测量的几何要素的需要，可进行多次采点。当采够所需要的点数后再在采点窗口中点确定，系统将会驱动虚拟测头进行采点，并拟和出要测的几何元素及其图形。虚拟测量可以通过对没有尺寸数据的CAD模型进行测量，确定其各种尺寸参数。但这不是虚拟测量的主要目的，虚拟测量的主要功能是为在脱机状态下进行自动测量编程做服务。 2、脱机编程数控三坐标测量机使批量测量的效率有所提高，通过对给定工件的测量进行编程，可以实现全自动的快速测量。三坐标测量软件没有引入CAD功能之前，对测量程序的编制要求专业人员对应图纸进行编程，这种编程方法使用较为复杂，且对操作人员要求较高。有一种方法就是使用三坐标测量软件的自学习编程功能，在对工件进行实际测量的同时自动生成测量程序。当再次测量同样的工件时即可调用此程序进行自动测量。由于这种方法简单易用，适应面广，因此在业内被广泛使用。但由于这种编程离不开实际工件，所以也就带来了很多难以克服的缺点。一是由于编程离不开硬件环境，必须要将给测量机配套的气源等打开，使测量机能正常运行方能进行编程，这样编成较为繁琐。二是编程离不开工件，所以就必须等工件加工完成后才能进行编程，这样便会降低了工作效率从而影响生产。坐标机测量软件中引入CAD功能之后，由于可在脱机状态下通过对CAD模型进行虚拟测量，从而可完成自学习编程的过程，因此解决了以上问题。无论生产是否进行，只要将设计部门设计的CAD图纸文件输入到测量软件中，就可以进行编程。等工件加工完成就可以进行程序测量，这样就大大提高的生产效率。其具体的方法是先在三坐标测量软件中打开要测量工件的CAD模型，然后打开测量程序自学习功能，建立好坐标系后就可以开始模拟对工件的测量。系统将自动生成测量程序。在程序编制完成之后，还可以在CAD环境中调用程序进行模拟测量，对程序进行验证，找出运行过程中出现的错误测量路径和采点，并对程序进行修正，将实际测量中可能出现的问题降到最低，也最大程度的保证了测量过程中的安全性。 3、使位置公差评定更加方便在以往的三坐标测量软件中，要对几何元素的位置公差进行评定，必须手工输入几何元素的理论位置，然后再和实际测量得到的值进行比对，这样对位置公差的评定很不方便。当坐标测量机软件引入CAD功能之后，就可以在软件中对CAD模型进行测量，由于模型是设计出来的，所以对其进行测量所测得值既为几何元素的理论值。在有了理论值之后，在对应的坐标系下再对实际工件进行测量，即得到了所需几何元素的实际值。这样就可以对所测几何元素的位置公差进行评定。这在使用中，既省去了手工逐个输入几何元素理论值的麻烦，而且也可以避免为了与图纸上的标注尺寸相对应而频繁变动坐标系。这大大降低了操作人员的劳动强度，也减少了......>> 问题三：什么是三坐标数模检测 三坐标中安装一种软件，在导入CAD数模后，通过粗建坐标系零件坐标系和数模坐标系重合后，直接在数模上点击三坐标测量机可以实现触测特征的一种检测方法。 问题四：三坐标检查员是干什么工作的 三坐标测量机操作人员，零件的几何公差检测的，比较专业。 问题五：三坐标是什么东西？ 三坐标测量机又叫三次元，它可以测量很多复杂的空间尺寸 ，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”。 目前市场上做三坐标仪器的厂家也有很多，产品优点和精密度比较高的像智泰集团就做的比较好，1996年的老牌子。 问题六：三坐标检测的范围 目前，三坐标检测已广泛用于机械制造业、汽车工业、电子工业、航空航天工业和国防工业等各部门，成为现代工业检测和质量控制不可缺少的测量设备。涉及的部门和行业非常广泛。在应用范围里面，三坐标检测也基本上涵盖了机械零件及电子元器件和各种形状公差和位置公差。（见下表）： 名称 释 义 直线度 直线度是表示零件上的直线要素实际形状保持理想直线的状况。也就是通常所说的平直程度。直线度公差是实际线对理想直线所允许的最大变动量。也就是在图样上所给定的，用以限制实际线加工误差所允许的变动范围。 平面度 平面度是表示零件的平面要素实际形状，保持理想平面的状况。也就是通常所说的平整程度。平面度公差是实际表面对平面所允许的最大变动量。也就是在图样上给定的，用以限制实际表面加工误差所允许的变动范围。 圆度 圆度是表示零件上圆的要素实际形状，与其中心保持等距的情况。即通常所说的圆整程度。圆度公差是在同一截面上，实际圆对理想圆所允许的最大变动量。也就是图样上给定的，用以限制实际圆的加工误差所允许的变动范围。 圆柱度 圆柱度是表示零件上圆柱面外形轮廓上的各点，对其轴线保持等距状况。圆柱度公差是实际圆柱面对理想圆柱面所允许的最大变动量。也就是图样上给定的，用以限制实际圆柱面加工误差所允许的变动范围。 线轮廓度 线轮廓度是表示在零件的给定平面上，任意形状的曲线，保持其理想形状的状况。线轮廓度公差是指非圆曲线的实际轮廓线的允许变动量。也就是图样上给定的，用以限制实际曲线加工误差所允许的变动范围。 面轮廓度 面轮廓度是表示零件上的任意形状的曲面，保持其理想形状的状况。面轮廓度公差是指非圆曲面的实际轮廓线，对理想轮廓面的允许变动量。也就是图样上给定的，用以限制实际曲面加工误差的变动范围。 平行度 平行度是表示零件上被测实际要素相对于基准保持等距离的状况。也就是通常所说的保持平行的程度。平行度公差是：被测要素的实际方向，与基准相平行的理想方向之间所允许的最大变动量。也就是图样上所给出的，用以限制被测实际要素偏离平行方向所允许的变动范围。 垂直度 垂直度是表示零件上被测要素相对于基准要素，保持正确的90°夹角状况。也就是通常所说的两要素之间保持正交的程度。垂直度公差是：被测要素的实际方向，对于基准相垂直的理想方向之间，所允许的最大变动量。也就是图样上给出的，用以限制被测实际要素偏离垂直方向，所允许的最大变动范围。 倾斜度 倾斜度是表示零件上两要素相对方向保持任意给定角度的正确状况。倾斜度公差是：被测要素的实际方向，对于基准成任意给定角度的理想方向之间所允许的最大变动量。 对称度 对称度是表示零件上两对称中心要素保持在同一中心平面内的状态。对称度公差是：实际要素的对称中心面(或中心线、轴线)对理想对称平面所允许的变动量。该理想对称平面是指与基准对称平面(或中心线、轴线)共同的理想平面。 同轴度 同轴度是表示零件上被测轴线相对于基准轴线，保持在同一直线上的状况。也就是通常所说的共轴程度。同轴度公差是：被测实际轴线相对于基准轴线所允许的变动量。也就是图样上给出的，用以限制被测实际轴线偏离由基准轴线所确定的理想位置所允许的变动范围。 位置度 位置度是表示零件上的点、线、面等要素，相对其理想位置的准确状况。位置度公差是：被测要素的实际位置相对于理想位置所允许的最大变动量。 圆跳动 圆跳动是表示零件上的回转表面在限定的测量面内，相对于基准轴线保持固定位置的状况。圆跳动公差是：被测实际要素绕基准轴线，无轴向移动地旋转一整圈时，在限定的测......>> 问题七：三坐标质检员是干嘛的 三坐标即三坐标测量机，英文Coordinate Measuring Machining，缩写CMM，它是指在三维可测的空间范围内，能够根据测头系统返回的点数据，通过三坐标的软件系统计算各类几何形状、尺寸等测量能力的仪器，又称为三次元、三坐标测量机、三坐标测量仪。 所以，三坐标质检员就是操作三坐标测量机的人员。 问题八：什么是三坐标测量员 三坐标测量员是一份品管类的工作，主要从事对工件或产品的检测工作，只是操作的仪器不同而已，这个东西容易学，不是一份好的工作。没有前途。 问题九：三坐标测量仪主要是测量什么用的 主要用于测量各类精密机械零件的复杂形状和尺寸用。具有良好的通用性。

思瑞也使用的PC-DMIS的。