三坐标原理 三坐标测头校验的原理是什么?
\u4e09\u5750\u6807\u6d4b\u91cf\u4eea\u7684\u5de5\u4f5c\u539f\u7406\u3000\u3000\u7b80\u5355\u5730\u8bf4,\u4e09\u5750\u6807\u6d4b\u91cf\u673a\u5c31\u662f\u5728\u4e09\u4e2a\u76f8\u4e92\u5782\u76f4\u7684\u65b9\u5411\u4e0a\u6709\u5bfc\u5411\u673a\u6784\u3001\u6d4b\u957f\u5143\u4ef6\u3001\u6570\u663e\u88c5\u7f6e\uff0c\u6709\u4e00\u4e2a\u80fd\u591f\u653e\u7f6e\u5de5\u4ef6\u7684\u5de5\u4f5c\u53f0(\u5927\u578b\u548c\u5de8\u578b\u4e0d\u4e00\u5b9a\u6709)\uff0c\u6d4b\u5934\u53ef\u4ee5\u4ee5\u624b\u52a8\u6216\u673a\u52a8\u65b9\u5f0f\u8f7b\u5feb\u5730\u79fb\u52a8\u5230\u88ab\u6d4b\u70b9\u4e0a\uff0c\u7531\u8bfb\u6570\u8bbe\u5907\u548c\u6570\u663e\u88c5\u7f6e\u628a\u88ab\u6d4b\u70b9\u7684\u5750\u6807\u503c\u663e\u793a\u51fa\u6765\u7684\u4e00\u79cd\u6d4b\u91cf\u8bbe\u5907\u3002\u663e\u7136\u8fd9\u662f\u6700\u7b80\u5355\u3001\u6700\u539f\u59cb\u7684\u6d4b\u91cf\u673a\u3002\u6709\u4e86\u8fd9\u79cd\u6d4b\u91cf\u673a\u540e\uff0c\u5728\u6d4b\u91cf\u5bb9\u79ef\u91cc\u4efb\u610f\u4e00\u70b9\u7684\u5750\u6807\u503c\u90fd\u53ef\u901a\u8fc7\u8bfb\u6570\u88c5\u7f6e\u548c\u6570\u663e\u88c5\u7f6e\u663e\u793a\u51fa\u6765\u3002\u6d4b\u91cf\u673a\u7684\u91c7\u70b9\u53d1\u8baf\u88c5\u7f6e\u662f\u6d4b\u5934\uff0c\u5728\u6cbfX\uff0cY\uff0cZ\u4e09\u4e2a\u8f74\u7684\u65b9\u5411\u88c5\u6709\u5149\u6805\u5c3a\u548c\u8bfb\u6570\u5934\u3002\u5176\u6d4b\u91cf\u8fc7\u7a0b\u5c31\u662f\u5f53\u6d4b\u5934\u63a5\u89e6\u5de5\u4ef6\u5e76\u53d1\u51fa\u91c7\u70b9\u4fe1\u53f7\u65f6\uff0c\u7531\u63a7\u5236\u7cfb\u7edf\u53bb\u91c7\u96c6\u5f53\u524d\u673a\u5e8a\u4e09\u8f74\u5750\u6807\u76f8\u5bf9\u4e8e\u673a\u5e8a\u539f\u70b9\u7684\u5750\u6807\u503c\uff0c\u518d\u7531\u8ba1\u7b97\u673a\u7cfb\u7edf\u5bf9\u6570\u636e\u8fdb\u884c\u5904\u7406\u3002
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简单来说，三坐标是一种具有可作三个方向移动的探测器，可在三个相互垂直的导轨上移动，此探测器以接触或非接触等方式传送讯号，三个轴之位移量测系统（如光学尺）经数据处理器或计算机等计算出工件的各点坐标（x，y，z）及各项功能量测的仪器。
目前移动桥式结构是中小型三坐标测量机的主要结构，这种结构特点是开敞性好，视野开阔，上下零件方便，运动速度快，精度高。配备高精度的导轨、测头和控制系统，并结合计算机程序来自动控制检测流程，从而计算输出测量结果，支持测头更换架以及影像相机，同时支持精密转台等，能够对各种零件和部件的尺寸、形状及相互位置关系进行检测，也可以对软材质或复杂零件进行光学扫描测量。优点：
1.机械结构简单；
2.承载力高；
3.开敞性好，操作方便；
4.自身具有工作台；
5.外界震动对其影响相对小；
6.精度相对固定桥式稍低。
三坐标主要检测形位公差，包括：几何元素的测量：点、线、圆、面、球、弧、椭圆、圆柱、圆 锥、键 槽、曲线、曲面；几何元素的构造：投影、中分、相交、相切、镜像、拟合、平移、垂直、平行、组合、旋转、偏置线、偏置；形位公差软件：直线度、平面度、圆度、圆柱度、 圆锥度、球度、距离、夹角、垂直度、平行度、倾斜度、位置度（2D及3D）、对称度、同轴度、 同心度等。
三坐标的工作原理就是将被测零件放入它允许的测量三维空间内,根据测头系统探测工件，返回各工件表面数据，通过三坐标的软件系统能够计算各类几何形状和尺寸等测量能力的仪器设备。通过将被测物体置于三坐标测量机的测量空间，利用接触或非接触探测系统获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，由软件进行数学运算，求出待测的几何尺寸和形状、位置。因此，三坐标测量机具备高精度、高效率和万能性的特点，是完成各种零部件几何量测量与品质控制的理想解决方案。
三坐标测量仪可定义为一种具有可作三个方向移动的探测器，可在三个相互垂直的导轨上移动，此探测器以接触或非接触等方式传送讯号，三个轴的位移测量系统 ( 如光学尺 ) 经数据处理器或计算机等计算出工件的各点坐标(X、Y、Z)及各项功能测量的仪器。三坐标测量仪的测量功能应包括尺寸精度测量、定位精度测量、几何精度测量及轮廓精度测量等。任何形状都是由三维空间点组成的，所有的几何量测量都可以归结为三维空间点的测量，因此精确地进行空间点坐标的采集，是评定任何几何形状的基础。
工作原理编:三坐标测量机的基本原理是将被测零件放入它允许的测量空间范围内，精确地测出被测零件表面的点在空间三个坐标位置的数值，将这些点的坐标数值经过计算机处理，拟合形成测量元素，如圆、球、圆柱、圆锥、曲面等，经过数学计算的方法得出其形状、位置公差及其他几何量数据。
（一）CMM的组成
三坐标测量机是典型的机电一体化设备，它由机械系统和电子系统两大部分组成。
（1）机械系统：一般由三个正交的直线运动轴构成。如图9-1所示结构中，X向导轨系统装在工作台上，移动桥架横梁是Y向导轨系统，Z向导轨系统装在中央滑架内。三个方向轴上均装有光栅尺用以度量各轴位移值。人工驱动的手轮及机动、数控驱动的电机一般都在各轴附近。用来触测被检测零件表面的测头装在Z轴端部。
（2）电子系统：一般由光栅计数系统、测头信号接口和计算机等组成，用于获得被测坐标点数据，并对数据进行处理。
（二）CMM的工作原理
三坐标测量机是基于坐标测量的通用化数字测量设备。它首先将各被测几何元素的测量转化为对这些几何元素上一些点集坐标位置的测量，在测得这些点的坐标位置后，再根据这些点的空间坐标值，经过数学运算求出其尺寸和形位误差。如图9-2所示，要测量工件上一圆柱孔的直径，可以在垂直于孔轴线的截面I内，触测内孔壁上三个点（点1、2、3），则根据这三点的坐标值就可计算出孔的直径及圆心坐标OI；如果在该截面内触测更多的点（点1，2，…，n，n为测点数），则可根据最小二乘法或最小条件法计算出该截面圆的圆度误差；如果对多个垂直于孔轴线的截面圆（I，II，…，m，m为测量的截面圆数）进行测量，则根据测得点的坐标值可计算出孔的圆柱度误差以及各截面圆的圆心坐标，再根据各圆心坐标值又可计算出孔轴线位置；如果再在孔端面A上触测三点，则可计算出孔轴线对端面的位置度误差。由此可见，CMM的这一工作原理使得其具有很大的通用性与柔性。从原理上说，它可以测量任何工件的任何几何元素的任何参数。
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