精密测量用坐标测量机

坐标测量机，CMM)是指能在一个六面体空间内显示几何形状、长度和周向分度的测量能力的仪器，也称为坐标测量仪或三维元素。

2.分类

三坐标测量仪有不同的操作要求、测量范围和测量精度，这对于选择三坐标测量仪非常重要。

根据中国仪器超市的数据，按照三坐标测量仪的结构，可以分为以下几类:

(1)移动桥类型

移动桥式是三坐标测量仪最常用的结构。轴是在垂直方向运动的主轴，箱形框架引导主轴沿水平梁方向运动，水平梁与轴垂直，两端由两根柱子支撑。梁和柱形成“桥”,并且该桥在水平面上沿着垂直于轴的两个导向槽在轴向上移动。由于梁的两端由支柱支撑，可以获得最小的挠度，精度比悬臂式高。

(2)桥床类型

床桥式，轴是垂直方向移动的主轴，箱形框架引导主轴沿立轴的横梁移动，横梁沿两条水平导轨轴向移动，导轨位于立柱上表面，立柱固定在机械本体上。像活动桥式，这种梁是两端支撑的，所以梁的挠度是最少的。这种类型的精度比悬臂式好，因为只有横梁在轴向移动，所以惯性比所有桥都移动时小，比移动桥型更容易手动操作。

(3)龙门式

柱桥式，与床桥式相比，柱桥式直接固定在地板上，也称为门式，比床桥式具有更大更好的刚性，多用于较大的坐标测量仪器中。每根轴由一个电机驱动，测量范围大，操作者可以在桥上工作。

(4)固定桥型

固定桥式，轴为垂直方向移动的主轴，箱形框架引导主轴沿立轴水平梁方向移动。桥架(立柱)固定在机体上，测量台沿水平面导轨轴向移动，并与轴线垂直。各轴由电机驱动，可确保位置精度。这个型号不适合手工操作。

(5) L型桥型。

l型桥型，这种设计是为了使桥在轴运动时具有最小的惯性。与活动桥式相比，其运动部件的惯性较小，因此更容易操作，但刚性较小。

床桥型

(6)悬臂式固定工作台。

带轴移动的悬臂式，轴是垂直方向移动的主轴，箱形框架引导主轴沿垂直于轴的水平悬臂梁轴向移动，悬臂梁在水平面内沿导向槽轴向移动，并垂直于轴和轴。这种类型三面开口，拆装方便，工件可以伸出台面容纳更大的工件，但是因为悬臂的原因精度不高。这种类型早期很流行，现在不常见了。

(7)移动工作台活动臂式。

单柱移动式，轴是垂直方向移动的主轴，整个立柱在水平面内沿导向槽在轴上移动，导向槽与轴垂直，轴与立柱相连。测量台沿水平导槽在轴线上移动，并垂直于轴线和轴线。这种类型的测量台和立柱刚性好，变形小，各轴的线性刻度接近测量轴，符合阿贝定理。

(8)单柱xy工作台类型。

单柱测量台是移动的，轴是垂直方向移动的主轴，轴导槽附在立柱上，立柱固定在测量仪器体上。测量时，测量台在水平面上沿轴线和轴线方向移动。

(9)移动工作台横臂式。

水平臂测量台是移动的，箱形框架支撑水平臂沿立柱在垂直(轴)方向移动。探头水平方向安装在悬臂上，立柱沿水平导槽轴向和垂直于轴线移动，测量台沿水平导槽轴向和垂直于轴线移动。这是水平悬臂类型的改进设计，以消除水平臂由于伸展或收缩而在轴向上的偏转。

(10)固定工作台水平臂类型

固定式水平臂测量台在结构上类似于移动式测量台。这种类型的测量台是固定的，轴在导槽中移动。测量时，立柱在轴的导向槽内移动，而轴滑台在垂直于轴的方向上移动。

(11)移动臂水平臂类型

横臂移动式，轴悬臂在水平方向移动，支撑横臂的箱形框架沿立柱轴向移动，立柱垂直于轴线。立柱沿水平导槽轴向移动，与轴线垂直，不适合高精度测量。除非水平臂伸长或收缩，否则重量引起的误差得到补偿。目前用于车辆检测。

(12)环桥类型

闭环桥式，由于其驱动方式在工作台的中心，可以减少桥架移动带来的冲击，是所有三坐标测量仪器中最稳定的。

3.配件

一般包括探头、控制器、加密锁、探头、测量软件、校准球、电脑、软件操作手册、日常维护手册、校准量具等。

4、选定的标准

制造业的质量目标是保持零件的生产符合设计要求。然而，保持生产过程的一致性需要控制制造过程。建立和保持制造过程一致性最有效的方法是精确测量工件的尺寸，在获得尺寸信息后，再对数据进行分析并反馈到生产过程中，使之成为持续改进产品质量的有效工具。

坐标测量机是测量和获取尺寸数据的最有效方法之一，因为它可以取代各种表面测量工具和昂贵的组合量规，并将复杂测量任务所需的时间从几小时减少到几分钟，并快速准确地评估尺寸数据，为操作人员提供有关生产过程的有用信息。

如果一台坐标测量机正是你的工作所需要的，如何选择一台最好的？首先要确定的是买哪个型号的CMM。根据测头在测量机上的朝向，有立式、卧式和便携式三种基本类型。

垂直坐标测量机在垂直臂上装有一个探头。这种测量机的精度比卧式测量机高，因为桥梁结构更稳定，运动部件更少，刚性更大，更稳定。立式坐标测量机包含各种尺寸，可以测量从小齿轮到发动机箱的所有东西，甚至可以测量商用飞机的机身。

水平测量机将探头安装在水平轴上。它们通常用于检测中等精度的大型工件，如汽车车身。

便携式测量机简化了不能移动到测量机的工件和组件的测量。便携式测量机可以安装在工件或组件上甚至内部，这允许测量内部空间，并允许用户在装配现场测量，从而节省移动、运输和测量单个工件的时间。

为了保持坐标测量机的稳定，在设计过程中，一般通过增加结构件的横截面、增加空气轴承的距离、提高电机的驱动力、基于重量和温度性能优化结构材料的选择来增加质量和刚度，从而提高测量精度、重复性和测量速度及加速度。这些原理也应用在一些卧式车间坐标测量机上，将卧式测量机的灵活性与立式设计的高精度结合在一起。

水平测量方向使卧式机床中测量机的配置更加合理。它们特别适用于测量需要高精度测量的大型齿轮箱和发动机外壳。

加上转台，四轴成为可能，也可以实现双臂配置，可以测量工件的各个方向。水平臂配置使装载和卸载工件更加容易，小型车间式水平臂测量机适合高速生产和应用。

选择合适的机器。

根据应用，坐标测量机有两种选择方式:手动和自动。如果只需要检测几何量和公差比较简单的工件，或者测量各种小批量的不同工件，手动机器是最好的选择。手动测量机的软件还可以存储和调用测量程序，从而加快重复测量的速度。如果需要对同一工件进行大批量检测或者精度要求高，就要选择由计算机直接控制的测量机。数控测量机能自动检测并消除操作者对测量结果的影响。程序驱动意味着可以实现无误差的高检测速度。

公差也很重要，手动测量机很难满足更小的公差要求，而数控测量机通过其连续接触测量，更适合公差要求严格的工件的高精度和高重复性要求。通过安装模拟扫描探针，CNC测量机用于测量需要大量数据来定义其几何量的工件，如齿轮、气缸、汽车车身和挡风玻璃。对于那些完全由算术CAD定义或完全未知的工件，这些探针可以从一些工件和模型中提供连续的数据采集和逆向工程。对于非常小轮廓的工件，扫描探针是一个理想的选择，因为它的扫描表面很小，需要大量的数据来定义。

测量机的安装位置也很重要。理想情况下，测量机应安装在生产过程中尽可能靠近制造工件的操作员的地方。这些车间式测量机一般都有类似机床的友好用户界面和控制界面。

不同类型的测量机器可以一起工作。一台测量立式测量机一般以精密测量室作为产品性能的主要仲裁者，在生产线上使用工作测量机来判断工件的质量，提供实时的统计过程控制，并与整个制造过程规划平滑过渡。

5.需要检查的关键部件

一旦您确定了如何以及在哪里使用测量机，就需要检查一些关键性能，包括测量不确定度和工作效率。根据现行国际标准，ISO10360中描述了测量机器的不确定度和测试程序。

缧O 10 360主要确定以下三个误差:

A.长度测量MPEE最大允许示值误差(ISO 10 360-2)

在测量空间的任意七个不同方向测量一组五个尺寸的量块，每个量块的长度分别测量三次。

所有测量结果必须在规定的MPEE值范围内。

B.最大允许检测误差MPEP (ISO 10 360-2)

测量精度标准球25个点，检测点均匀分布。最大允许检测误差MPEP是所有测量半径的最大差值。

C.最大允许扫描检测误差MPETHP (ISO 10 360-4)

沿着标准球体上四条确定的路径扫描。最大允许扫描检测误差MPETHP是所有测量半径的最大差值。

在可接受的不确定性水平下收集的点数决定了测量机的工作效率。有的测量机一分钟可以采集100以上的数据点，可以达到非常接近计量的精度。

测量机可以为现代制造业提供保障，因为它可以代替平面测量工具，固定或定制的量规，以及精确的手动测量工具。他们处理不同工作的灵活性使他们成为仲裁大师。在为过程控制提供尺寸数据的同时，测量机还可以提供额外的功能，如来料检验、机床校准、客户质量认证、量规检验、加工测试和机床设置优化。固定资产投资要考虑的因素很多，但是一旦提高了生产效率，降低了成本，把生产纳入控制，那么测量机就是计量测试的最佳选择。

高质量的技术服务将帮助您最大限度地应用测量仪器。

在选购合适可靠的性能测量机的基础上，你还需要充分考虑CMM供应商的技术实力、应用和技术服务能力，是否具备本地化技术和长期综合开发实力，是否拥有庞大的客户群和广泛的认知。通过及时可靠的技术服务支持和备件保障，保证了测量机的长期高效运行。同时拥有专业的培训和应用支持团队，使客户能够从容应对各种复杂的测量任务。

6.应用区域

主要用于机械、汽车、航空、军工、家具、工具样机、机器等行业中箱体、齿条、齿轮、凸轮、蜗轮、蜗杆、叶片、曲线和曲面的测量。也可用于电子、五金、塑料等行业。，并能精确检测工件的尺寸、形状和形状公差，从而完成零件检测和形状测量。