三坐標知識二，三坐標的組成及工作原理
[2009-09-22]
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：一般由三個正交的直線運動軸構成。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。三個方向軸上均裝有光柵尺用以度量各軸位移值。人工驅動的手輪及機動、數控驅動的電機一般都在各軸附近。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：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數據，并對數據進行處理。
（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集坐標位置的測量，在測得這些點的坐標位置后，再根據這些點的空間坐標值，經過數學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的截面I內，觸測內孔壁上三個點（點1、2、3），則根據這三點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（點1，2，…，n，n為測點數），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；如果對多個垂直于孔軸線的截面圓（I，II，…，m，m為測量的截面圓數）進行測量，則根據測得點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位置；如果再在孔端面A上觸測三點，則可計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。
圖9-2 坐標測量原理
