三坐标基础知识培训知识点[三坐标的基础知识]

三坐标测量机的组成
主要包括了以下几部分：
三坐标测量机可分为主机、测头、电气系统三大部分
主机结构分为：
1、框架，是指测量机的主体机械结构架子。它是工作台、立柱、桥框、壳体等机械结构的集合体；
2、标尺系统，是测量机的重要组成部分，是决定仪器精度的一个重要环节。三坐标测量机所用的标尺

有线纹尺、精密丝杆、感应同步器、光栅尺、磁尺及光波波长等。该系统还应包括数显电气装置。
3、导轨，是测量机实现三维运动的重要部件。测量机多采用滑动导轨、滚动轴承导轨和气浮导轨，而

以气浮静压导轨为主要形式。气浮导轨由导轨体和气垫组成，有的导轨体和工作台合二为一。气浮导

轨还应包括气源、稳压器、过滤器、气管、分流器等一套气体装置。
4、驱动装置，是测量机的重要运动机构，可实现机动和程序控制伺服运动的功能。在测量机上一般采

用的驱动装置有丝杆丝母、滚动轮、钢丝、齿形带、齿轮齿条、光轴滚动轮等传动，并配以伺服马达

驱动。直线马达驱动正在增多。
5、平衡部件，主要用于Z轴框架结构中。它的功能是平衡Z轴的重量，以使Z轴上下运动时无偏得干扰

，使检测时Z向测力稳定。如更换Z轴上所装的测头时，应重新调节平衡力的大小，以达到新的平衡。Z

轴平衡装置有重锤、发条或弹簧、气缸活塞杆等类型。
6、转台与附件，转台是测量机的重要元件，它使测量机增加一个转动运动的自由度，便于某些种类零

件的测量。转台包括分度台、单轴回转台、万能转台（二轴或三轴）和数控转台等。用于坐标测量机

的附件很多，视需要而定。一般指基准平尺、角尺、步距规、标准球体（或立方体）、测微仪及用于

自检的精度检测样板等。
三维测头即是三维测量的传感器，它可在三个方向上感受瞄准信号和微小位移，以实现瞄准与测微两

种功能。测量的测头主要有硬测头、电气测头、光学测头等，此外还有测头回转体等附件。测头有接

触式和非接触式之分。按输出的信号分，有用于发信号的触发式测头和用于扫描的瞄准式测头、测微

式测头。
电气系统分为：
1、电气控制系统是测量机的电气控制部分。它具有单轴与多轴联动控制、外围设备控制、通信控制和

保护与逻辑控制等。
2、计算机硬件部分，三坐标测量机可以采用各种计算机，一般有PC机和工作站等。
3、测量机软件，包括控制软件与数据处理软件。这些软件可进行坐标交换与测头校正，生成探测模式

与测量路径，可用于基本几何元素及其相互关系的测量，形状与位置误差测量，齿轮，螺纹与凸轮的

测量，曲线与曲面的测量等。具有统计分析、误差补偿和网络通信等功能。
4、打印与绘图装置，此装置可根据测量要求，打印出数据、表格，亦可绘制图形，为测量结果的输出

设备。

坐标测量机的主要结构
  从结构形式上分，主要分为桥式、悬臂式、水平臂和龙门式（也称门架式）。
  桥式坐标测量机是使用最多的一种机器，使用于中等测量空间，精度高。随着测量机自动化程度的

提高，在小尺寸测量中用得很广。桥式坐标测量机分固定桥式和活动桥式两种：
  活动桥式测量机：采用的最多的一种结构型式。它拥有固定的工作台支撑测量工件和
  活动桥。其优点为结构刚性好，承重能力大；缺点为单边驱动时扭摆大，光栅偏置时阿贝误差较大

。活动桥式结构可完成中型到大型零件的测量任务，测量准确度较高。相对悬臂式而言，测量的开敞

性不好。
  固定桥式测量机：高精度测量机通常采用这种结构。固定桥式测量机的优点是结构稳定，整机刚性

强，中央驱动偏摆小，光栅在工作台的中央，阿贝误差小，X、Y方向运动的相互独立，相互影响小；

缺点是测量对象伴随工作台运动运行速度低，承载能力较少。
  悬臂式测量机：这种结构刚性好，操作方便，测量精度高，是小测量空间的测量机的典型形式。
水平臂式测量机：是大测量范围、低精度坐标测量机的典型形式。但其操作性能很好，由于其移动质

量小，因而非常快速。在称为“测量机器人”中经常是这种形式的测量机。
  龙门式测量机：是超大型机器，水平轴最大可到数十米，由于其刚性要比水平臂式好得多，因而对

大尺寸而言具有足够的精度。
1.5 坐标测量机同传统测量技术相比优势在什么地方传统测量技术 对工件要进行人工的精确及时的调

整专用测量仪和多工位测量仪很难适应测量任务的改变与实体标准或运动学标准进行测量比较尺寸形

状和位置测量在不同的仪器上进行不相干的测量
  坐标测量技术不需对工件进行特殊调整简单地调用所对应的软件，即能完成测量任务与数学的或数

字模型进行测量比较尺寸、形状和位置的评定在一次安装中即可完成

几个与测量有关的术语
阿贝误差：是指测量导轨系统中的误差，由导轨移动时的角度误差引起的，它使导轨上测量标尺与测

量线上测头运行之间产生相对位移，且与“阿贝偏移”和导轨的角度误差成正比。
  阿贝偏移：坐标测量机的测量系统与被测工件测量线上的点之间的垂直距离之值。
  余弦误差：在移动方向上的测量误差，由线位移测量系统和测量的量规之间的角度偏差所引起的
  分辨率：表示测量仪器对于被测量的最小变化反应的能力特性的大三坐标测量机的组成
首要包含了以下几部分：
三坐标测量机可分为主机、测头、电气体系三大部分
主机结构分为：
1、框架，是指测量机的主体机械结构架子。它是作业台、立柱、桥框、壳体等机械结构的集合体；
2、标尺体系，是测量机的重要组成部分，是决议仪器精度的一个重要环节。三坐标测量机所用的标尺

有线纹尺、精细丝杆、感应同步器、光栅尺、磁尺及光波波长等。该体系还应包含数显电气设备。
3、导轨，是测量机完结三维运动的重要部件。测量机多选用滑动导轨、滚动轴承导轨和气浮导轨，而

以气浮静压导轨为首要方式。气浮导轨由导轨体和气垫组成，有的导轨体和作业台合二为一。气浮导

轨还应包含气源、稳压器、过滤器、气管、分流器等一套气体设备。
4、驱动设备，是测量机的重要运动组织，可完结机动和程序操控伺服运动的功用。在测量机上一般采

用的驱动设备有丝杆丝母、滚动轮、钢丝、齿形带、齿轮齿条、光轴滚动轮等传动，并配以伺服马达

驱动。直线马达驱动正在增多。
5、平衡部件，首要用于Z轴框架结构中。它的功用是平衡Z轴的分量，以使Z轴上下运动时无偏得搅扰

，使检测时Z向测力安稳。如替换Z轴上所装的测头时，应从头调理平衡力的巨细，以到达新的平衡。Z

轴平衡设备有重锤、发条或绷簧、气缸活塞杆等类型。
6、转台与附件，转台是测量机的重要元件，它使测量机添加一个转动运动的自由度，便于某些品种零

件的测量。转台包含分度台、单轴回转台、全能转台（二轴或三轴）和数控转台等。用于坐标测量机

的附件许多，视需要而定。一般指基准平尺、角尺、步距规、规范球体（或立方体）、测微仪及用于

自检的精度检测样板等。
三维测头便是三维测量的传感器，它可在三个方向上感受瞄准信号和细小位移，以完结瞄准与测微两

种功用。测量的测头首要有硬测头、电气测头、光学测头等，此外还有测头回转体等附件。测头有接

触式和非触摸式之分。按输出的信号分，有用于发信号的触发式测头和用于扫描的瞄准式测头、测微

式测头。
电气体系分为：
1、电气操控体系是测量机的电气操控部分。它具有单轴与多轴联动操控、外围设备操控、通信操控和

保护与逻辑操控等。
2、计算机硬件部分，三坐标测量机能够选用各种计算机，一般有PC机和作业站等。
3、测量机软件，包含操控软件与数据处理软件。这些软件可进行坐标交流与测头校对，生成探测方式

与测量途径，可用于基本几许元素及其彼此关系的测量，形状与方位差错测量，齿轮，螺纹与凸轮的

测量，曲线与曲面的测量等。具有统计分析、差错补偿和网络通信等功用。
4、打印与绘图设备，此设备可根据测量要求，打印出数据、表格，亦可制作图形，为测量成果的输出

设备。

坐标测量机的首要结构
  从结构方式上分，首要分为桥式、悬臂式、水平臂和龙门式（也称门架式）。
  桥式坐标测量机是运用最多的一种机器，运用于中等测量空间，精度高。跟着测量机自动化程度的

进步，在小尺度测量顶用得很广。桥式坐标测量机分固定桥式和活动桥式两种：
  活动桥式测量机：选用的最多的一种结构型式。它具有固定的作业台支撑测量工件和
  活动桥。其长处为结构刚性好，承重才能大；缺陷为单边驱动时扭摆大，光栅偏置时阿贝差错较大

。活动桥式结构可完结中型到大型零件的测量使命，测量准确度较高。相对悬臂式而言，测量的开敞

性欠好。
  固定桥式测量机：高精度测量机一般选用这种结构。固定桥式测量机的长处是结构安稳，整机刚性

强，中心驱动偏摆小，光栅在作业台的中心，阿贝差错小，X、Y方向运动的彼此独立，彼此影响小；

缺陷是测量对象随同作业台运动运转速度低，承载才能较少。
  悬臂式测量机：这种结构刚性好，操作便利，测量精度高，是小测量空间的测量机的典型方式。
水平臂式测量机：是大测量规模、低精度坐标测量机的典型方式。但其操作性能很好，因为其移动质

量小，因此十分快速。在称为“测量机器人”中经常是这种方式的测量机。
  龙门式测量机：是超大型机器，水平轴最大可到数十米，因为其刚性要比水平臂式好得多，因此对

大尺度而言具有满足的精度。
1.5 坐标测量机同传统测量技能相比优势在什么地方传统测量技能 对工件要进行人工的准确及时的调

整专用测量仪和多工位测量仪很难习惯测量使命的改动与实体规范或运动学规范进行测量比较尺度形

状和方位测量在不同的仪器上进行不相干的测量
  坐标测量技能不需对工件进行特别调整简略地调用所对应的软件，即能完结测量使命与数学的或数

字模型进行测量比较尺度、形状和方位的评定在一次安装中即可完结

几个与测量有关的术语
阿贝差错：是指测量导轨体系中的差错，由导轨移动时的视点差错引起的，它使导轨上测量标尺与测

量线上测头运转之间发生相对位移，且与“阿贝偏移”和导轨的视点差错成正比。
  阿贝偏移：坐标测量机的测量体系与被测工件测量线上的点之间的垂直间隔之值。
  余弦差错：在移动方向上的测量差错，由线位移测量体系和测量的量规之间的视点差错所引起的
  分辨率：表明测量仪器关于被测量的最小改变反响的才能特性的巨细
  差错：尺度测量成果减去尺度测量的真值之间的差错
  测量线：在坐标测量机的作业区域，进行测量的线
  测量点：工件外表的某点以坐标测量机的坐标值的方式作为测量的一部分记录下来
  随机差错：在实践相同条件下屡次测量同一物理量值时，其绝对值或符号以不行猜测的方式改变的

差错
  重复性：在下列条件下，接连进行相同测量的成果之间的挨近程度
相同的测量方法
相同的操作者
相同的方位
相同的运用条件
在短时间内的重复操作
  体系差错：在相同条件下，很多的同尺度测量，其绝对值和符号坚持不变；或当条件改变时，以确

定 的规律改变的差错
  不断定度：由差错极限所断定的测量成果的离散特性
  长度测量的不断定度：坐标测量机测定的在参阅测量规范平行平面上两相对点之间的间隔的不断定

度
  空间测量的不断定度：坐标测量机在进行复合运动时，整个测量体系的体系差错和偶然差错组成而

引起的不断定度
小
  误差：尺寸测量结果减去尺寸测量的真值之间的偏差
  测量线：在坐标测量机的工作区域，进行测量的线
  测量点：工件表面的某点以坐标测量机的坐标值的形式作为测量的一部分记录下来
  随机误差：在实际相同条件下多次测量同一物理量值时，其绝对值或符号以不可预测的方式变化的

误差
  重复性：在下列条件下，连续进行同样测量的结果之间的接近程度
同样的测量方法
同样的操作者
同样的位置
同样的使用条件
在短时间内的重复操作
  系统误差：在同样条件下，大量的同尺寸测量，其绝对值和符号保持不变；或当条件变化时，以确

定 的规律变化的误差
  不确定度：由误差极限所确定的测量结果的离散特性
  长度测量的不确定度：坐标测量机测定的在参考测量标准平行平面上两相对点之间的距离的不确定

度
  空间测量的不确定度：坐标测量机在进行复合运动时，整个测量系统的系统误差和偶然误差合成而

引起的不确定度