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三坐標測量機在精密加工中的應用發(fā)布日期：2023-12-06 11:32:05
三坐標測量機是近50年發(fā)展起來的一種高效率的新型精密測量儀器。它的出現(xiàn)，一方面是由于自動機床、數(shù)控機床高效率加工以及越來越多復雜形狀零件加工需要有快速可靠的測量設備與之配套；另一方面是由于電子技術(shù)、計算機技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)以及精密加工技術(shù)的發(fā)展為三坐標測量機的產(chǎn)生提供了技術(shù)基礎。
現(xiàn)代 CMM 不僅能在計算機控制下完成各種復雜測量，而且還可以通過與數(shù)控機床交換信息，實現(xiàn)對加工的控制，并且還能夠根據(jù)測量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)逆向工程。目前，CMM 已廣泛用于機械制造業(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)量控制不可缺少的萬能測量設備。
由于它通用性強，測量范圍大，精度高，效率高，性能好，能與柔性制造系統(tǒng)相連接，已成為一類大型精密儀器，故有"測量中心”之稱。
在高精度測量領(lǐng)域，著名的廠商德國卡爾•蔡司(Carl Zeiss)公司的CONTURA G2 產(chǎn)品（如圖所示）以其在硬件和軟件配置上具有的優(yōu)勢，使得連續(xù)掃描測量和逆向工程測量完全滿足精密測量的要求。
三坐標測量機的基本工作原理
幾何量測量是以點的坐標位置為基礎的，它分為一維、二維和三維測量。三坐標測量機的基本原理是將被測零件放入它容許的測量空間，精密地測出被測零件在 X、Y、Z 三個坐標位置的數(shù)值，根據(jù)這些點的數(shù)值經(jīng)過計算機數(shù)據(jù)處理，擬合形成測量元素，如圓、球、圓柱、圓錐、曲面等，經(jīng)過數(shù)學計算得出形狀、位置公差及其他幾何量數(shù)據(jù)。
CONTURA G2 RDS三坐標測量機的組成和特性
1）測頭系統(tǒng)：
測頭系統(tǒng)包括探頭、吸盤、探針、讀數(shù)頭、光柵尺。
2）硬件控制系統(tǒng)：
C99 控制柜，具備計算機輔助誤差修正功能，可對 CMM 和傳感器做實時的動態(tài)修正，確保得到精確的結(jié)果。
電氣驅(qū)動系統(tǒng)，包括電機、摩擦滾、鋼帶、皮帶、氣墊（氣浮軸承）、氣管、過濾器、氣壓表、調(diào)壓閥。
3) 其它機械部件
包括花崗巖臺面、三軸導軌、減震墊、支撐基架、Z 軸平衡氣缸、電磁閥等。
數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)（CALYPSO 測量軟件），利用該軟件，可把 CAD 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成測量程序，從而獲得準確無誤的檢測方案。
三坐標測量機在精密檢測中的應用
目前利用 CONTURA G2 RDS 三坐標測量機，對下圖所示工件的開有多條狹縫的表面進行了平面度的幾何測量。
測量程序的編制利用了Calypso測量軟件強大的開放式脫機編程功能，這種編程方法的好處一是只要將設計人員設計的CAD圖紙文件直接輸入到測量軟件中，就可以進行編程。不必等工件加工完成后才可以進行程序測量，可大大提高工作效率。第二是在程序編制完成之后，可以在CAD環(huán)境中直接調(diào)用程序進行模擬測量，對程序進行驗證，找出運行過程中出現(xiàn)的錯誤測量路徑和采點，同時對程序進行修正，將實際測量中可能出現(xiàn)的問題降到最低，最大程度的保證了測量過程中的安全性。