三坐標(biāo)測量機的組成

三坐標(biāo)測量機（Coordinate Measuring Machines）

三坐標(biāo)測量機的組成

三坐標(biāo)測量機種類繁多、形式各異、性能多樣，所測對象和放置環(huán)境條件也不盡相同，但大體上皆由若干具有一定功能的部分組合而成。

作為一種測量儀器，三坐標(biāo)測量機主要是比較被測量與標(biāo)準(zhǔn)量，并將比較結(jié)果用數(shù)值表示出來。三坐標(biāo)測量機需要3個方向的標(biāo)準(zhǔn)器（標(biāo)尺），利用導(dǎo)軌實現(xiàn)沿相應(yīng)方向的運動，還需要三維測頭對被測量進(jìn)行探測和瞄準(zhǔn)。此外，測量機還具有數(shù)據(jù)處理和自動檢測等功能，需由相應(yīng)的電氣控制系統(tǒng)與計算機軟硬件實現(xiàn)。

三坐標(biāo)測量機可分為主機、測頭、電氣系統(tǒng)三大部分。

主機結(jié)構(gòu)分為：

1、框架，是指測量機的主體機械結(jié)構(gòu)架子。它是工作臺、立柱、橋框、殼體等機械結(jié)構(gòu)的集合體；

2、標(biāo)尺系統(tǒng)，是測量機的重要組成部分，是決定儀器精度的一個重要環(huán)節(jié)。三坐標(biāo)測量機所用的標(biāo)尺有線紋尺、精密絲桿、感應(yīng)同步器、光柵尺、磁尺及光波波長等。該系統(tǒng)還應(yīng)包括數(shù)顯電氣裝置。

3、導(dǎo)軌，是測量機實現(xiàn)三維運動的重要部件。測量機多采用滑動導(dǎo)軌、滾動軸承導(dǎo)軌和氣浮導(dǎo)軌，而以氣浮靜壓導(dǎo)軌為主要形式。氣浮導(dǎo)軌由導(dǎo)軌體和氣墊組成，有的導(dǎo)軌體和工作臺合二為一。氣浮導(dǎo)軌還應(yīng)包括氣源、穩(wěn)壓器、過濾器、氣管、分流器等一套氣體裝置。

4、驅(qū)動裝置，是測量機的重要運動機構(gòu)，可實現(xiàn)機動和程序控制伺服運動的功能。在測量機上一般采用的驅(qū)動裝置有絲桿絲母、滾動輪、鋼絲、齒形帶、齒輪齒條、光軸滾動輪等傳動，并配以伺服馬達(dá)驅(qū)動。直線馬達(dá)驅(qū)動正在增多。

5、平衡部件，主要用于Z軸框架結(jié)構(gòu)中。它的功能是平衡Z軸的重量，以使Z軸上下運動時無偏得干擾，使檢測時Z向測力穩(wěn)定。如更換Z軸上所裝的測頭時，應(yīng)重新調(diào)節(jié)平衡力的大小，以達(dá)到新的平衡。Z軸平衡裝置有重錘、發(fā)條或彈簧、氣缸活塞桿等類型。

6、轉(zhuǎn)臺與附件，轉(zhuǎn)臺是測量機的重要元件，它使測量機增加一個轉(zhuǎn)動運動的自由度，便于某些種類零件的測量。轉(zhuǎn)臺包括分度臺、單軸回轉(zhuǎn)臺、萬能轉(zhuǎn)臺（二軸或三軸）和數(shù)控轉(zhuǎn)臺等。用于坐標(biāo)測量機的附件很多，視需要而定。一般指基準(zhǔn)平尺、角尺、步距規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)球體（或立方體）、測微儀及用于自檢的精度檢測樣板等。

三維測頭即是三維測量的傳感器，它可在三個方向上感受瞄準(zhǔn)信號和微小位移，以實現(xiàn)瞄準(zhǔn)與測微兩種功能。測量的測頭主要有硬測頭、電氣測頭、光學(xué)測頭等，此外還有測頭回轉(zhuǎn)體等附件。測頭有接觸式和非接觸式之分。按輸出的信號分，有用于發(fā)信號的觸發(fā)式測頭和用于掃描的瞄準(zhǔn)式測頭、測微式測頭。

電氣系統(tǒng)分為：

1、電氣控制系統(tǒng)是測量機的電氣控制部分。它具有單軸與多軸聯(lián)動控制、外圍設(shè)備控制、通信控制和保護(hù)與邏輯控制等。

2、計算機硬件部分，三坐標(biāo)測量機可以采用各種計算機，一般有PC機和工作站等。

3、測量機軟件，包括控制軟件與數(shù)據(jù)處理軟件。這些軟件可進(jìn)行坐標(biāo)交換與測頭校正，生成探測模式與測量路徑，可用于基本幾何元素及其相互關(guān)系的測量，形狀與位置誤差測量，齒輪，螺紋與凸輪的測量，曲線與曲面的測量等。具有統(tǒng)計分析、誤差補償和網(wǎng)絡(luò)通信等功能。

4、打印與繪圖裝置，此裝置可根據(jù)測量要求，打印出數(shù)據(jù)、表格，亦可繪制圖形，為測量結(jié)果的輸出設(shè)備。