三坐標測量機的組成

二、三坐標測量機的組成及工作原理

（一）CMM的組成

三坐標測量機是典型的機電一體化設備，它由機械系統和電子系統兩大部分組成。

      （1）機械系統：一般由三個(gè)正交的直線(xiàn)運動(dòng)軸構成。如圖9-1所示結構中，X向導軌系統裝在工作臺上，移動(dòng)橋架橫梁是Y向導軌系統，Z向導軌系統裝在中央滑架內。三個(gè)方向軸上均裝有光柵尺用以度量各軸位移值。人工驅動(dòng)的手輪及機動(dòng)、數控驅動(dòng)的電機一般都在各軸附近。用來(lái)觸測被檢測零件表面的測頭裝在Z軸端部。

（2）電子系統：一般由光柵計數系統、測頭信號接口和計算機等組成，用于獲得被測坐標點(diǎn)數據，并對數據進(jìn)行處理。

（二）CMM的工作原理

三坐標測量機是基于坐標測量的通用化數字測量設備。它首先將各被測幾何元素的測量轉化為對這些幾何元素上一些點(diǎn)集坐標位置的測量，在測得這些點(diǎn)的坐標位置后，再根據這些點(diǎn)的空間坐標值，經(jīng)過(guò)數學(xué)運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(xiàn)的截面I內，觸測內孔壁上三個(gè)點(diǎn)（點(diǎn)1、2、3），則根據這三點(diǎn)的坐標值就可計算出孔的直徑及圓心坐標OI；如果在該截面內觸測更多的點(diǎn)（點(diǎn)1，2，…，n，n為測點(diǎn)數），則可根據最小二乘法或最小條件法計算出該截面圓的圓度誤差；如果對多個(gè)垂直于孔軸線(xiàn)的截面圓（I，II，…，m，m為測量的截面圓數）進(jìn)行測量，則根據測得點(diǎn)的坐標值可計算出孔的圓柱度誤差以及各截面圓的圓心坐標，再根據各圓心坐標值又可計算出孔軸線(xiàn)位置；如果再在孔端面A上觸測三點(diǎn)，則可計算出孔軸線(xiàn)對端面的位置度誤差。由此可見(jiàn)，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(shuō)，它可以測量任何工件的任何幾何元素的任何參數。

圖9-2 坐標測量原理