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　　三座標(biāo)量測(cè)機(jī)(CMM)是一種以精密機(jī)械為基礎(chǔ)，綜合應(yīng)用領(lǐng)域電子技術(shù)、排序機(jī)技術(shù)、點(diǎn)陣與雷射干預(yù)技術(shù)等一流技術(shù)的檢驗(yàn)儀器。三座標(biāo)量測(cè)機(jī)的主要功能是：

　　1)可實(shí)現(xiàn)空間座標(biāo)點(diǎn)的量測(cè)，數(shù)控機(jī)床廠可方便快捷地量測(cè)各種零件的二維輪廓體積、邊線精度等。量測(cè)精確可靠，LX1科灰蘚。

　　2)由于排序機(jī)的引入，可方便快捷地展開(kāi)數(shù)字運(yùn)算與流程控制，并具有很高的智能化程度。因而，它不僅可方便快捷地展開(kāi)空間二維體積的量測(cè)，還可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)量測(cè)和手動(dòng)檢驗(yàn)。在模具制造工業(yè)中，三座標(biāo)量測(cè)機(jī)充分顯示了在量測(cè)方面的LX1性、量測(cè)對(duì)象的多樣性。

　　三座標(biāo)量測(cè)機(jī)的分類與構(gòu)成

依照三座標(biāo)量測(cè)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式及三個(gè)方向量測(cè)軸的相互配置邊線的不同，三座標(biāo)量測(cè)機(jī)蕨科假脈為桁架式、分離式、龍門式、立柱式、座標(biāo)Voiteur式。它們各有特點(diǎn)及相應(yīng)的適用于范圍如下：

　　1．桁架式的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、數(shù)控機(jī)床廠工作面開(kāi)闊、裝卸鉆孔方便快捷、便于量測(cè)，但桁架易于形變，且形變量隨量測(cè)軸丁軸的邊線變化，因而丁軸量測(cè)范圍受限。

　　2．分離式量測(cè)機(jī)結(jié)構(gòu)連續(xù)性好，x、y、z方向的行程大，一般為大型機(jī)。

　　3．龍門式的特點(diǎn)是龍門架剛度大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，精度較高。由于龍門或滾珠軸承可以終端，使裝卸鉆孔方便快捷，但考慮龍門終端或滾珠軸承終端的慣性，龍門式量測(cè)機(jī)一般為小型機(jī)。

　　4．立柱式適合于大型鉆孔的量測(cè)。

　　5．座標(biāo)Voiteur式的結(jié)構(gòu)與Voiteur基本相同，結(jié)構(gòu)連續(xù)性好，量測(cè)精度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適用于作小型鉆孔。

三座標(biāo)量測(cè)機(jī)按量測(cè)范圍蕨科假脈為大型、中型和小型。按其精度蕨科假脈兩類：①精密型，一般放在有恒溫前提的計(jì)量室，用作精密量測(cè)，分辨率一般為0.5~21lm；②出口型，數(shù)控機(jī)床廠一般放在生產(chǎn)車間，用作生產(chǎn)過(guò)程檢驗(yàn)，并可展開(kāi)末道工序的精加工。

　　三座標(biāo)量測(cè)機(jī)的規(guī)格品種很多，但基本組成大致一樣，主要由量測(cè)機(jī)主體、量測(cè)控制系統(tǒng)、控制控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理控制系統(tǒng)組成。

　　1．三座標(biāo)量測(cè)機(jī)的主體

　　三座標(biāo)量測(cè)機(jī)的主體的運(yùn)動(dòng)組件主要包括沿x軸終端的主滑架、沿丁向終端的副滑架、沿z向終端的z軸，以及底座、量測(cè)滾珠軸承。量測(cè)機(jī)的滾珠軸承多為花崗巖制造，具有穩(wěn)定、抗彎曲、抗振動(dòng)、不易形變等優(yōu)點(diǎn)。

　　2．三座標(biāo)量測(cè)機(jī)的量測(cè)控制系統(tǒng)

三座標(biāo)量測(cè)機(jī)的量測(cè)控制系統(tǒng)主要包括測(cè)頭和標(biāo)準(zhǔn)器。三座標(biāo)量測(cè)機(jī)的測(cè)頭用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆孔的量測(cè)，是直接影響量測(cè)機(jī)量測(cè)精度、操作方式的手動(dòng)化程度和檢驗(yàn)效率的重要組件。

　　三座標(biāo)量測(cè)機(jī)的測(cè)頭蕨科假脈智能卡和非智能卡兩類。數(shù)控機(jī)床廠在智能卡量測(cè)easier又分機(jī)械式測(cè)頭和電機(jī)式測(cè)頭。此外，出口型量測(cè)機(jī)還可配有專供測(cè)羽蛛屬切削輔助工具，如專供銑床頭和氣動(dòng)鉆頭等。

　　機(jī)械智能卡測(cè)頭為具有各種花紋(如錐形、球形)的連續(xù)性測(cè)頭、帶千分表的測(cè)頭以及劃SCRM025輔助工具。機(jī)械智能卡測(cè)頭主要用作全手動(dòng)量測(cè)，由于全手動(dòng)量測(cè)的量測(cè)力比較穩(wěn)定，量測(cè)力的變化會(huì)降低切入精度，因而只適用于作一般精度的量測(cè)。

電機(jī)智能卡測(cè)頭的觸端與被測(cè)件接觸后可作偏移，傳感器輸入模擬位移量信號(hào)。這種測(cè)頭既可以用作切入(過(guò)零發(fā)信)，也可以用作測(cè)微(測(cè)給定薩德基的偏差)，因而電機(jī)智能卡測(cè)頭主要分成電觸式控制器測(cè)頭和三向測(cè)微電感測(cè)頭，其中電觸式控制器測(cè)頭應(yīng)用領(lǐng)域較廣泛。

　　非智能卡測(cè)頭主要由光學(xué)控制系統(tǒng)構(gòu)成，如投影屏式顯微鏡、電視掃描頭，適用于作軟、薄、脆的鉆孔量測(cè)。

　　三座標(biāo)量測(cè)機(jī)的量測(cè)方法

　　一般點(diǎn)位量測(cè)有三種量測(cè)方法：直接量測(cè)、數(shù)控機(jī)床廠流程量測(cè)和自學(xué)習(xí)量測(cè)。

　　1．直接量測(cè)方法(即全手動(dòng)量測(cè))。

　　操 作員將決定的次序利用鍵盤輸入命令，控制系統(tǒng)逐步執(zhí)行的操作方式方式，量測(cè)時(shí)依照被測(cè)零件的花紋調(diào)用相應(yīng)的量測(cè)命令，以全手動(dòng)或數(shù)控方式取樣，其中數(shù)控方式是把測(cè)頭 拉到接近量測(cè)部位，控制系統(tǒng)依照給定的點(diǎn)數(shù)手動(dòng)采點(diǎn)。量測(cè)機(jī)通過(guò)接口將量測(cè)點(diǎn)薩德基送入排序機(jī)展開(kāi)處理，并將結(jié)果輸入顯示或打印。

　　2．流程量測(cè)方法。

將量測(cè)一個(gè)零件所需要的全部操作方式按照其執(zhí)行次序編程，以文件形式存入磁盤，量測(cè)時(shí)按運(yùn)行流程控制量測(cè)機(jī)手動(dòng)量測(cè)。該方法適用于作成批零件的重復(fù)量測(cè)。

　　零件量測(cè)流程的結(jié)構(gòu)一般主要包括以下內(nèi)容：

　　1）流程初始化。如指定文件名、存儲(chǔ)器置零、對(duì)不同于隱式前提的某些前提給出有關(guān)選擇命令。

　　2）測(cè)頭管理和零件管理。如測(cè)頭表述或再校正、數(shù)控機(jī)床廠臨時(shí)零點(diǎn)表述、數(shù)學(xué)找正、建立永久原點(diǎn)等。

　　3）量測(cè)的循環(huán)。①定位，使測(cè)頭在進(jìn)入下一取樣點(diǎn)前，一流入占位(使測(cè)頭接近取樣點(diǎn)時(shí)可避免碰撞鉆孔的邊線)；②取樣處理，主要包括預(yù)備命令和操作方式命令，如測(cè)孔命令前先給出取樣點(diǎn)數(shù)、孔的軸線理論座標(biāo)及直徑等參數(shù)的命令；③量測(cè)值的處理；④關(guān)閉文件，結(jié)束整個(gè)量測(cè)過(guò)程。

　　3．自學(xué)習(xí)量測(cè)方法。

操對(duì)第一個(gè)零件執(zhí)行直接量測(cè)方式的正常量測(cè)循環(huán)中，借助適當(dāng)命令使控制系統(tǒng)手動(dòng)產(chǎn)生相應(yīng)的零件量測(cè)流程，對(duì)其余零件量測(cè)時(shí)重復(fù)調(diào)用。該方法與手工編程相比，省時(shí)且不易出錯(cuò)。但要求操作方式員熟練掌握直接量測(cè)技巧，注意操作方式的目的是獲得零件量測(cè)流程，嚴(yán)格掌握操作方式的正確性。

　　自 學(xué)習(xí)量測(cè)過(guò)程中，控制系統(tǒng)可以兩種方式展開(kāi)自學(xué)習(xí)：對(duì)于控制系統(tǒng)不需要對(duì)其展開(kāi)任何排序的命令，如測(cè)頭表述、參考座標(biāo)系的選擇等命令，控制系統(tǒng)采用直接記錄方式。數(shù)控 機(jī)床廠許可記錄方式用作量測(cè)排序的有關(guān)命令，只有在操確認(rèn)無(wú)誤時(shí)才記錄，如測(cè)頭校正、零件校正等命令。當(dāng)量測(cè)循環(huán)完成或在執(zhí)行流程的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)操作方式錯(cuò) 誤時(shí)，可中斷零件流程的生成，進(jìn)入狀態(tài)修改，然后再?gòu)臄帱c(diǎn)啟動(dòng)。

三座標(biāo)量測(cè)機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域

　　1．多種幾何量的量測(cè)。量測(cè)前必須依照被測(cè)件的花紋特點(diǎn)選擇測(cè)頭，并展開(kāi)測(cè)頭的表述和校驗(yàn)，并對(duì)被測(cè)件的安裝邊線展開(kāi)找正。

1)觸 頭的表述和校驗(yàn)。在量測(cè)過(guò)程中，當(dāng)觸頭接觸零件時(shí)，排序機(jī)將存人測(cè)easier心座標(biāo)，而不是零件接觸點(diǎn)的實(shí)際座標(biāo)，因而觸頭的表述主要包括觸頭半徑和測(cè)桿的長(zhǎng)度造成 的中心偏置，以及多觸頭量測(cè)時(shí)各個(gè)觸頭表述代碼。量測(cè)觸頭的校驗(yàn)還主要包括使排序機(jī)記錄各觸頭沿量測(cè)機(jī)不同方向測(cè)同一測(cè)點(diǎn)時(shí)的長(zhǎng)度差別，以便實(shí)際量測(cè)時(shí)控制系統(tǒng)能 手動(dòng)補(bǔ)償。觸頭的表述和校驗(yàn)可直接調(diào)用測(cè)頭管理流程、參考點(diǎn)標(biāo)定和測(cè)頭校正流程來(lái)展開(kāi)，將各觸頭分別量測(cè)固定在滾珠軸承上已標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)球或標(biāo)準(zhǔn)塊，排序機(jī)即 將各測(cè)頭量測(cè)時(shí)的薩德基排序出各觸頭的實(shí)際球徑和相互邊線體積，并將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于寄存器作為以后量測(cè)時(shí)的補(bǔ)償值。經(jīng)過(guò)校驗(yàn)的不同觸頭測(cè)同一點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床 廠可得到同樣的量測(cè)結(jié)果。

　　2)零件的找正。指在量測(cè)機(jī)上用數(shù)學(xué)方法為鉆孔的量測(cè)建立新的座標(biāo)基準(zhǔn)。量測(cè)時(shí)，鉆孔任意放置在滾珠軸承上，其基準(zhǔn)線或基準(zhǔn)面與量測(cè)機(jī)的座標(biāo)軸(x、y、z軸的終端方向)不需要精確找正，為了消除這種基準(zhǔn)不重合對(duì)量測(cè)精度的影響，用排序機(jī)對(duì)其展開(kāi)座標(biāo)轉(zhuǎn)換，依照新基準(zhǔn)排序校正量測(cè)結(jié)果。因而，這種零件找正的方法稱為數(shù)學(xué)找正。

　　零件找正的主要步驟有：

　　①依照采用的二維找正或二維找正方法，確定初始參考座標(biāo)系；

　　②運(yùn)行找正流程；

　?、圻x定第一座標(biāo)軸；

④調(diào)用相應(yīng)子流程展開(kāi)量測(cè)并存儲(chǔ)結(jié)果；

　?、葸x第二座標(biāo)軸；

　?、拚{(diào)用相應(yīng)子流程展開(kāi)量測(cè)并存儲(chǔ)結(jié)果。

　　對(duì)于二維找正中的第三軸，控制系統(tǒng)手動(dòng)依照右手座標(biāo)準(zhǔn)則確定。

　　鉆孔量測(cè)座標(biāo)系設(shè)定后，即可調(diào)用量測(cè)命令展開(kāi)量測(cè)。

　　2．實(shí)物流程編制。對(duì)于在數(shù)控機(jī)床上加工的花紋復(fù)雜的零件，當(dāng)其花紋難于建立數(shù)學(xué)模型使流程編制困難時(shí)，常?？梢越柚诹繙y(cè)機(jī)。通過(guò)對(duì)木質(zhì)、塑料、數(shù)控機(jī)床廠黏土或石膏制的模型或?qū)嵨锏牧繙y(cè)，得到加工面幾何花紋的各項(xiàng)參數(shù)，經(jīng)過(guò)實(shí)物流程軟件控制系統(tǒng)的處理，輸入所需結(jié)果。

　　例如，高速數(shù)字化掃描機(jī)實(shí)際上是一臺(tái)連續(xù)掃描量測(cè)方式的座標(biāo)量測(cè)機(jī)，主要用作對(duì)模具未知曲面展開(kāi)掃描量測(cè)，可將測(cè)得的數(shù)據(jù)存人排序機(jī)，依照模具制造需要，實(shí)現(xiàn)：

①對(duì)掃描模型展開(kāi)陰、陽(yáng)模轉(zhuǎn)換，生成需要的cnc加工流程；

　?、诮柚L圖設(shè)備和繪圖軟件得到復(fù)雜零件的設(shè)計(jì)圖樣，即生成各種CAD數(shù)據(jù)。

　　3．輕型加工。出口型三座標(biāo)量測(cè)機(jī)除用作零件的量測(cè)外，還可用作劃線、打沖眼、鉆孔、微量銑床及末道工序精加工等輕型加工，在模具制造中可用作模具的安裝、裝配。

　　三 座標(biāo)劃線機(jī)即立柱式三座標(biāo)量測(cè)機(jī)，數(shù)控機(jī)床廠主要用作金屬加工中的精密劃線和外形輪廓的檢驗(yàn)，特別適用于作大型鉆孔制造、模具制造、汽車和造船制造業(yè)及鑄件 加工等。它與出口型三座標(biāo)量測(cè)機(jī)在結(jié)構(gòu)和精度上有較大區(qū)別，屬于生產(chǎn)適用于型三座標(biāo)機(jī)，可承受檢驗(yàn)環(huán)境較惡劣的劃線和計(jì)量測(cè)試技術(shù)工作。

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