基于三坐标测量仪的精密测量技术研究

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三坐 标 测量 仪 CMM (C 00 rdinateMeasurMahine)是20世纪60年代后期发展起来的-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-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 l 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 lm。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-个见证了整个行业开始，它提供了发展的产业平台的基矗然而 ，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-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/m 的出现提供了帮助。这 是-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-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 ，-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-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-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 。