2024年3月14日发(作者：沈阳疫情最新情况)
第一章 概论
1、三坐标测量机的构成；
三坐标测量机可分为主机、测头、电气系统三大部分。
主机包括框架结构、标尺系统、导轨、驱动装置、平衡部件、转台与附件。框架结构是工作
台、立柱、桥架、壳体等机械结构的集合体；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、精密丝杠、感应同步带、光栅
尺、磁尺及光波波长等，标尺系统还应包括数显电气装置；导轨是实现三维运动的重要部件，
多采用滑动导轨、滚动轴承导轨和气浮导轨，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，气管、分
流器等一套气动装置；驱动装置是测量机重要运动机构，可实现机动和程序控制伺服运动的
功能，一般采用的驱动装置有丝杠丝母、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；平衡部件主要用于Z轴框架结构中，
功能是平衡Z轴的重量，以使Z轴上下运动无偏重干扰，使检测时Z向测力稳定，调节Z轴
上测头时，重新调节平衡力的大小，以达到新的平衡。转台和附件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、万能转台和数控转
台，附件一般包括基准平尺、角尺、步距规、标准球体、测微仪及用于自检的精度检测样板。
三维测头即是三维测量的传感器，可在三个方向上感受瞄准信号和微小位移，以实现瞄准和
测微两种功能。测量机测头主要有硬测头、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。
电气系统包括电气控制系统、计算机硬件部分、测量机软件和打印与绘图装置。电气控制系
统是测量机的电气控制部分。具有单轴和多轴联动控制、外围设备控制、通信控制和保护与
逻辑控制等；硬件部分包括PC机和工作站等；测量机软件包括控制软件和数据处理软件。
功能是进行坐标变换和测头校正，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。具有统
计分析、误差补偿和网络通信功能；打印与绘图装置可根据测量要求打印出数据、表格，也
可绘制图形，为测量结果的输出设备。
2、三坐标测量机的类型；
三坐标测量机的类型可按自动化程度、结构形式与运动关系、测量范围、测量精度分类。
按自动化程度可分为数字显示打印型、带有小型计算机的测量机和计算机数字控制（CNC）
型。数字显示打印型主要用于几何尺寸测量，采用数字显示，可用打印机打印出测量结果。
一般采用手动测量。突出优点是在测量过程中自动发信号，能以数字形式显示测量结果或记
录测量结果，提高测量效率，不足是虽解决了数据打印问题，但记录下来的数据仍需人工计
算，需进行人工处理后才能得出结果，工作量大；带有小型计算机的测量机有数据输入、数
据处理和数据输出三部分组成。计算机可进行诸如工件安装倾斜的自动校正计算、坐标变换、
孔心距计算、偏差值计算等，可预先储备一定量的数据，可计算软件存储所需测量件的模型
对曲线表面轮廓进行扫描测量，扫描采用手动或机动皆可。优点是小型计算机和测量机的结
合使用，只要对母型进行扫描，就可以直接制出供数控加工用的穿孔带或磁卡。不足测量过
程仍然是手动或机动的，对一些大型零件和精度要求较高或对测力有一定要求的零件的测量，
手工操作费力，又不能保证检验精度。计算机数字控制坐标测量机可按照编制好的程序自动
进行测量，计算机将存在磁盘中的程序读入，径信息处理，通过数控伺服机构控制测量机按
程序自动测量，并将测量的结果输入计算机，按程序要求自动打印测量数据或将数据存入磁
盘，以数据形式输出。优点是由于数控机床加工用的程序磁盘可以和测量机的磁盘互相同通
用，因而提高了数控机床的设备利用率。按功能有可分为按照编制的程序对已加工好的零件
进行自动检测，并可自动打印出实际值和理论值之间以及超差值。另一类为按实物测量结果
编程。
按结构形式和运动关系可分为移动桥式、固定桥式、龙门式、悬臂式、水平臂式、坐标镗式、
卧镗式和仪器台式。各种结构形式的三坐标测量机都是建立在具有三根相互垂直轴的正交坐
标系基础上的。在研究三坐标测量机的误差传递关系时，重要的不是测量机的具体结构形式，
二是它的各个部件的运动关系。因此坐标测量机分为FXYZ型、XFYZ型、XYFZ型和XYZF型。
按测量机的测量范围分为小型坐标测量机、中型坐标测量机和大型坐标测量机。小型坐标测
量机主要用于测量小型精密的模具、工具、刀具与集成线路板，这些零件的精度较高，要求
测量机的精度也高，测量范围一般是在X轴方向小于500mm；中型坐标测量机一般用于对
箱体、模具类零件的测量，测量范围为在X轴方向500mm~2000mm。大型坐标测量机主要
用于汽车与飞机外壳、发动机与推进器叶片等大型零件的检测，测量范围为在X轴方向大于
2000mm。
按测量精度可分为低精度、中等精度和高精度。低精度测量机的单轴最大测量不确定度在
110
4
L
左右，而空间最大测量不确定度为
(23)10
4
L
，其中
L
为最大量程；中等精度
测量机的单轴与空间最大测量不确定度分别为
110L
和
(23)10L
；精密型的则分别
小于
110L
和
(23)10L
6
5
5
6
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