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北京三坐標(biāo)測量機(jī)廠家|分析三坐標(biāo)的誕生及基本原理

時間：2022/12/5閱讀：900
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北京三坐標(biāo)測量機(jī)廠家-北京航銳斯維為您分析三坐標(biāo)的誕生過程及基本原理。三坐標(biāo)測量機(jī)（Coordinate Measuring Machining，簡稱CMM）是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種新型高效的精密測量儀器。三坐標(biāo)測量機(jī)是典型的機(jī)電一體化設(shè)備，它由機(jī)械系統(tǒng)和電子系統(tǒng)兩大部分組成。

一、三坐標(biāo)測量機(jī)的產(chǎn)生
三坐標(biāo)測量機(jī)（Coordinate Measuring Machining，簡稱CMM）是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種新型高效的精密測量儀器。它的出現(xiàn)，一方面是由于自動機(jī)床、數(shù)控機(jī)床高效率加工以及越來越多復(fù)雜形狀零件加工需要有快速可靠的測量設(shè)備與之配套；另一方面是由于電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)以及精密加工技術(shù)的發(fā)展為三坐標(biāo)測量機(jī)的產(chǎn)生提供了技術(shù)基礎(chǔ)。1960年，英國FERRANTI公司研制成功一臺三坐標(biāo)測量機(jī)，到20世紀(jì)60年代末，已有近十個國家的三十多家公司在生產(chǎn)CMM，不過這一時期的CMM尚處于初級階段。進(jìn)入20世紀(jì)80年代后，以ZEISS、LEITZ、DEA、LK、三豐、SIP、FERRANTI、MOORE等為代表的眾多公司不斷推出新產(chǎn)品，使得CMM的發(fā)展速度加快?，F(xiàn)代CMM不僅能在計(jì)算機(jī)控制下完成各種復(fù)雜測量，而且可以通過與數(shù)控機(jī)床交換信息，實(shí)現(xiàn)對加工的控制，并且還可以根據(jù)測量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)反求工程。目前，CMM已廣泛用于機(jī)械制造業(yè)、汽車工業(yè)、電子工業(yè)、航空航天工業(yè)和國防工業(yè)等各部門，成為現(xiàn)代工業(yè)檢測和質(zhì)量控制的測量設(shè)備。

二、三坐標(biāo)測量機(jī)的組成及工作原理

（一）CMM的組成
三坐標(biāo)測量機(jī)是典型的機(jī)電一體化設(shè)備，它由機(jī)械系統(tǒng)和電子系統(tǒng)兩大部分組成。
（1）機(jī)械系統(tǒng)：一般由三個正交的直線運(yùn)動軸構(gòu)成。如圖9-1所示結(jié)構(gòu)中，X向?qū)к壪到y(tǒng)裝在工作臺上，移動橋架橫梁是Y向?qū)к壪到y(tǒng)，Z向?qū)к壪到y(tǒng)裝在滑架內(nèi)。三個方向軸上均裝有光柵尺用以度量各軸位移值。人工驅(qū)動的手輪及機(jī)動、數(shù)控驅(qū)動的電機(jī)一般都在各軸附近。用來觸測被檢測零件表面的測頭裝在Z軸端部。
（2）電子系統(tǒng)：一般由光柵計(jì)數(shù)系統(tǒng)、測頭信號接口和計(jì)算機(jī)等組成，用于獲得被測坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
（二）CMM的工作原理
三坐標(biāo)測量機(jī)是基于坐標(biāo)測量的通用化數(shù)字測量設(shè)備。它首先將各被測幾何元素的測量轉(zhuǎn)化為對這些幾何元素上一些點(diǎn)集坐標(biāo)位置的測量，在測得這些點(diǎn)的坐標(biāo)位置后，再根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值，經(jīng)過數(shù)學(xué)運(yùn)算求出其尺寸和形位誤差。如圖9-2所示，要測量工件上一圓柱孔的直徑，可以在垂直于孔軸線的截面I內(nèi)，觸測內(nèi)孔壁上三個點(diǎn)（點(diǎn)1、2、3），則根據(jù)這三點(diǎn)的坐標(biāo)值就可計(jì)算出孔的直徑及圓心坐標(biāo)OI；如果在該截面內(nèi)觸測更多的點(diǎn)（點(diǎn)1，2，…，n，n為測點(diǎn)數(shù)），則可根據(jù)最小二乘法或最小條件法計(jì)算出該截面圓的圓度誤差；如果對多個垂直于孔軸線的截面圓（I，II，…，m，m為測量的截面圓數(shù)）進(jìn)行測量，則根據(jù)測得點(diǎn)的坐標(biāo)值可計(jì)算出孔的圓柱度誤差以及各截面圓的圓心坐標(biāo)，再根據(jù)各圓心坐標(biāo)值又可計(jì)算出孔軸線位置；如果再在孔端面A上觸測三點(diǎn)，則可計(jì)算出孔軸線對端面的位置度誤差。由此可見，CMM的這一工作原理使得其具有很大的通用性與柔性。從原理上說，它可以測量任何工件的任何幾何元素的任何參數(shù)。合肥賽富通

三、三坐標(biāo)測量機(jī)的分類
（一）按CMM的技術(shù)水平分類
1．?dāng)?shù)字顯示及打印型
這類CMM主要用于幾何尺寸測量，可顯示并打印出測得點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，但要獲得所需的幾何尺寸形位誤差，還需進(jìn)行人工運(yùn)算，其技術(shù)水平較低，目前已基本被陶汰。
2．帶有計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理型
這類CMM技術(shù)水平略高，目前應(yīng)用較多。其測量仍為手動或機(jī)動，但用計(jì)算機(jī)處理測量數(shù)據(jù)，可完成諸如工件安裝傾斜的自動校正計(jì)算、坐標(biāo)變換、孔心距計(jì)算、偏差值計(jì)算等數(shù)據(jù)處理工作。
3．計(jì)算機(jī)數(shù)字控制型
這類CMM技術(shù)水平較高，可像數(shù)控機(jī)床一樣，按照編制好的程序自動測量。
（二）按CMM的測量范圍分類
1．小型坐標(biāo)測量機(jī)
這類CMM在其最長一個坐標(biāo)軸方向（一般為X軸方向）上的測量范圍小于500mm，主要用于小型精密模具、工具和刀具等的測量。
2．中型坐標(biāo)測量機(jī)
這類CMM在其最長一個坐標(biāo)軸方向上的測量范圍為500～2000mm，是應(yīng)用最多的機(jī)型，主要用于箱體、模具類零件的測量。
3．大型坐標(biāo)測量機(jī)
這類CMM在其最長一個坐標(biāo)軸方向上的測量范圍大于2000mm，主要用于汽車與發(fā)動機(jī)外殼、航空發(fā)動機(jī)葉片等大型零件的測量。
（三）按CMM的精度分類
1．精密型CMM
其單軸測量不確定度小于1×10－6L（L為量程，單位為mm），空間測量不確定度小于（2～3）×10－6L，一般放在具有恒溫條件的計(jì)量室內(nèi)，用于精密測量。
2．中、低精度CMM
低精度CMM的單軸測量不確定度大體在1×10－4L左右，空間測量不確定度為（2～3）×10－4L，中等精度CMM的單軸測量不確定度約為1×10－5L，空間測量不確定度為（2～3）×10－5L。這類CMM一般放在生產(chǎn)車間內(nèi)，用于生產(chǎn)過程檢測。
（四）按CMM的結(jié)構(gòu)形式分類
按照結(jié)構(gòu)形式，CMM可分為移動橋式、固定橋式、龍門式、懸臂式、立柱式等，見后續(xù)詳細(xì)介紹。

　　北京航銳斯維科技有限公司，專業(yè)從事三坐標(biāo)測量機(jī)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與技術(shù)服務(wù)，可為用戶量身提供控制系統(tǒng)改造、測量軟件升級、測量精度校準(zhǔn)等相關(guān)增值和專項(xiàng)技術(shù)服務(wù)。公司前身為三坐標(biāo)測量機(jī)制造商意大利DEA公司東方服務(wù)中心（OSC），1986年起開始負(fù)責(zé)DEA公司在中國的產(chǎn)品安裝調(diào)試和售后服務(wù)。經(jīng)過長期技術(shù)合作與交流，具備了包括測量機(jī)機(jī)械本體、控制系統(tǒng)、測量軟件在內(nèi)的多項(xiàng)專業(yè)核心技術(shù)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)能力，并擁有了自己獨(dú)立的研發(fā)生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)。

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“科技測量世界，品質(zhì)保障精度"，客戶的滿意永遠(yuǎn)是我們前進(jìn)的動力，北京航銳斯維科技有限公司愿與您攜手并進(jìn)，共謀發(fā)展！

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