隨著人們生活水平的提高和制造業(yè)的快速發(fā)展，特別是機(jī)床、機(jī)械、汽車、航空航天和電子工業(yè)，各種復(fù)雜零件的研制和生產(chǎn)需要先進(jìn)的檢測技術(shù)；同時(shí)為應(yīng)對全球競爭，生產(chǎn)現(xiàn)場非常重視提高加工效率和降低生產(chǎn)成本，其中，重要的便是生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。為此，必須實(shí)行嚴(yán)格的質(zhì)量管理，只有在保證高質(zhì)量生產(chǎn)的前提下，制造業(yè)才能生存和發(fā)展。因此，為確保零件的尺寸和技術(shù)性能符合要求，必須進(jìn)行的測量，因而體現(xiàn)三維測量技術(shù)的三坐標(biāo)測量機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，并迅速發(fā)展和日趨完善。三維測量是基于以下的客觀要求發(fā)展起來的。
1、越來越多的工件需要進(jìn)行空間三維測量，而傳統(tǒng)的測量方法不能滿足生產(chǎn)的需要。傳統(tǒng)測量方法是指用傳統(tǒng)測量工具（如千分表、量塊、卡尺等）進(jìn)行的測量，屬相對測量，因其測量基準(zhǔn)為被加工面，而不是直接的主軸基準(zhǔn)，是一種過度基準(zhǔn)，再加上傳統(tǒng)測量工具本身精度不高，同時(shí)人為測量操作隨機(jī)性誤差也較大，這些因素導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)；另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)測量工具量程小、被測工件尺寸、形狀受到限制，許多測量任務(wù)（如尺寸大、形狀較復(fù)雜）用傳統(tǒng)測量工具完成不了，且占用機(jī)時(shí)較長。
由于機(jī)械加工、數(shù)控機(jī)床加工及自動(dòng)加工線的發(fā)展，生產(chǎn)節(jié)拍的加快，加工一個(gè)零件僅有幾十分鐘或幾分鐘，要求加快對復(fù)雜工件的檢測。例如：汽車和摩托車都采用流水生產(chǎn)線，每輛車上有幾千甚至上萬個(gè)零件，這些零件是由專業(yè)化廠分散生產(chǎn)，后集中部裝和總裝，每隔幾分鐘就生產(chǎn)出一輛車。
在制造業(yè)中，大多數(shù)產(chǎn)品都是按照CAD數(shù)學(xué)模型在數(shù)控機(jī)床上制造完成的，它與原CAD數(shù)學(xué)模型相比，確定其在加工制造中產(chǎn)生的誤差，就需用三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行測量。在三坐標(biāo)測量機(jī)的軟件系統(tǒng)中可以用圖形方式顯示原CAD數(shù)學(xué)模型，再按照可視化方式從圖形上確定被測點(diǎn)，得到被測點(diǎn)的X、Y、Z坐標(biāo)值及法向矢量，便可生成自動(dòng)測量程序。三坐標(biāo)測量機(jī)可按法線方向?qū)ぜM(jìn)行測量，獲得準(zhǔn)確的坐標(biāo)測量結(jié)果，也可與原CAD數(shù)學(xué)模型進(jìn)行比較并以圖形方式顯示，生成坐標(biāo)檢測報(bào)告（包括文本報(bào)告和圖表報(bào)告），全過程直觀快捷，而用傳統(tǒng)的檢測方法則無法完成。
隨著生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，加工精度不斷提高，除了需要高精度三坐標(biāo)測量機(jī)的計(jì)量室檢測外，為了便于直接檢測工件，測量往往需要在加工車間進(jìn)行，或?qū)y量機(jī)直接串連到生產(chǎn)線上。檢驗(yàn)的零件數(shù)量加大，科學(xué)化管理程度加強(qiáng)，因而需要各種精度的坐標(biāo)測量機(jī)，以滿足生產(chǎn)的需要。
實(shí)現(xiàn)逆向（反求）工程的需要，例如隨著模具生產(chǎn)的發(fā)展，在當(dāng)前的生產(chǎn)制造中往往會碰到這么一種情況，客戶能提供給制造者的只有實(shí)物而沒有任何圖紙或CAD數(shù)據(jù)，特別是樣件中有曲線、曲面等很難通過測量獲得其準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)的復(fù)雜模型。在這種情況下，傳統(tǒng)的加工方法是使用雕刻法或其他方法制作出一個(gè)一比一的模具，再用模具進(jìn)行生產(chǎn)。這種方法無法獲得工件準(zhǔn)確的尺寸圖紙，也很難對其外型進(jìn)行修改。現(xiàn)在采用的是三維掃描測量出工件輪廓曲線、曲面等數(shù)據(jù)。因此需要與“數(shù)控機(jī)床”或“加工中心”相配合的三維檢測技術(shù)。
綜上所述，三坐標(biāo)測量機(jī)的出現(xiàn)是標(biāo)志計(jì)量儀器從古典的手動(dòng)方式向現(xiàn)代化自動(dòng)測試技術(shù)過渡的一個(gè)里程碑。三坐標(biāo)測量機(jī)在下述方面對三維測量技術(shù)有重要作用。
1、實(shí)現(xiàn)了對基本的幾何元素的率、高精度測量與評定，解決了復(fù)雜形狀表面輪廓尺寸的測量，例如箱體零件的孔徑與孔位、葉片與齒輪、汽車與飛機(jī)等的外廓尺寸檢測。
提高了三維測量的測量精度，目前高精度的坐標(biāo)測量機(jī)的單軸精度，每米長度內(nèi)可達(dá)1um以內(nèi)，
三維空間精度可達(dá)1um-2um。對于車間檢測用的三坐標(biāo)測量機(jī)，每米測量精度單軸也達(dá)3um-4um。
由于三坐標(biāo)測量機(jī)可與數(shù)控機(jī)床和加工中心配套組成生產(chǎn)加工線或柔性制造系統(tǒng)，從而促進(jìn)了自
動(dòng)生產(chǎn)線的發(fā)展。
隨著三坐標(biāo)測量機(jī)的精度不斷提高，自動(dòng)化程序不斷發(fā)展，促進(jìn)了三維測量技術(shù)的進(jìn)步，大大地
提高了測量效率。尤其是電子計(jì)算機(jī)的引入，不但便于數(shù)據(jù)處理，而且可以完成CNC的控制功能，可縮短測量時(shí)間達(dá)95%以上。
隨著激光掃描技術(shù)的不斷成熟，同時(shí)滿足了高精度測量（質(zhì)量檢測）和激光掃描（逆向工程）多
功能復(fù)合型的三坐標(biāo)測量機(jī)發(fā)展更好地滿足了用戶需求，大大降低用戶投入成本，提高工作效率。
三坐標(biāo)測量機(jī)是測量和獲得尺寸數(shù)據(jù)的*有效的方法之一，因?yàn)樗梢源娑喾N表面測量工具及昂貴的組合量規(guī)，并把復(fù)雜的測量任務(wù)所需時(shí)間從小時(shí)減到分鐘。
三坐標(biāo)測量機(jī)的功能是快速準(zhǔn)確地評價(jià)尺寸數(shù)據(jù)，為操作者提供關(guān)于生產(chǎn)過程狀況的有用信息，這與所有的手動(dòng)測量設(shè)備有很大的區(qū)別。
將被測物體置于三坐標(biāo)測量空間，可獲得被測物體上各測點(diǎn)的坐標(biāo)位置，根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值，經(jīng)計(jì)算求出被測物體的幾何尺寸，形狀和位置。
三坐標(biāo)測量機(jī)的組成：
1，主機(jī)機(jī)械系統(tǒng)（X、Y、Z三軸或其它）；
2，測頭系統(tǒng)；
3，電氣控制硬件系統(tǒng)；
4，數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)（測量軟件）；
三坐標(biāo)測量機(jī)在現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造流程中的應(yīng)用
逆向工程定義：將實(shí)物轉(zhuǎn)變?yōu)镃AD模型相關(guān)的數(shù)字化技術(shù)，幾何模型重建技術(shù)和產(chǎn)品制造技術(shù)的總稱。
廣義逆向工程：包括幾何逆向，工藝逆向，材料逆向，管理逆向等諸多方面的系統(tǒng)工程。
正向工程：產(chǎn)品設(shè)計(jì)-->制造-->檢驗(yàn)（三坐標(biāo)測量機(jī)）
逆向工程：
早期：美工設(shè)計(jì)-->手工模型（1：1）-->3軸靠模銑床
當(dāng)今：工件（模型）-->3維測量（三坐標(biāo)測量機(jī)）-->設(shè)計(jì)à制造
逆向工程設(shè)備：
1，測量機(jī)：獲得產(chǎn)品三維數(shù)字化數(shù)據(jù)（點(diǎn)云/特征）；
2，曲面/實(shí)體反求軟件：對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)曲面重構(gòu)，甚至實(shí)體重構(gòu)；
3，CAD/CAE/CAM軟件；
4，數(shù)控機(jī)床；
逆向工程中的技術(shù)難點(diǎn)：
1，獲得產(chǎn)品的數(shù)字化點(diǎn)云（測量掃描系統(tǒng)）；
2，將點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)建成曲面及邊界，甚至是實(shí)體（逆向工程軟件）；
3，與CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的集成；（通用CAD/CAM/CAE軟件）
4，為快速準(zhǔn)確地完成以上工作，需要經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)工程師（人員）；
三坐標(biāo)測量機(jī)對使用環(huán)境的要求是非常之高的，必須要每個(gè)條件都達(dá)到，才能順利的完成三坐標(biāo)的測量任務(wù)。
稍有偏差，將會使三坐標(biāo)測量儀的測量結(jié)果是差之毫厘，謬之千里。
使用三坐標(biāo)測量機(jī)的環(huán)境要求
1、濕度
原則上濕度并不會影響三坐標(biāo)的測量精度，但如果測量環(huán)境濕度較高，會對電子機(jī)器零件產(chǎn)生不良影響，嚴(yán)重時(shí)會產(chǎn)生銹跡。
2、溫度
為了確保三坐標(biāo)測量機(jī)發(fā)揮測量的優(yōu)勢，測量場所處于恒溫的環(huán)境特別重要;
根據(jù)相關(guān)規(guī)定，精密測量環(huán)境之標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)中規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)溫度狀態(tài)1級理想溫度為20℃±1℃，而溫度變化量為8小時(shí)2℃為基準(zhǔn)，此也是實(shí)驗(yàn)室的溫度標(biāo)準(zhǔn)。
如果溫度過高或過低，會使樣品產(chǎn)生膨脹或者縮收，從而導(dǎo)致測量誤差。
3、機(jī)臺搬運(yùn)路徑
三次元測量機(jī)的安裝場所與搬運(yùn)路徑及搬運(yùn)工具請事前規(guī)劃準(zhǔn)備。門寬、門高與三坐標(biāo)測量儀安裝場地需高度等事先完成以便搬運(yùn)及安裝。
4、地面震動(dòng)
當(dāng)震動(dòng)在10Hz以下時(shí)，振幅必須在2μP-P以下。當(dāng)在10Hz～50Hz振動(dòng)時(shí)，加速度必須在0.4qal以下。
建議安裝場所盡可能遠(yuǎn)離沖壓床機(jī)器或大型卡車通路等震動(dòng)源，必要時(shí)應(yīng)該建造防震地基，以此確保機(jī)臺精度矯正測量誤差。
5、電流與電壓
部位地區(qū)可能電流與電壓品質(zhì)比較不穩(wěn)定，這種情況一般需要加裝穩(wěn)壓器和UPS。三坐標(biāo)測量儀使用220V電壓，要保證有五至六插座電源。
6、氣源
三坐標(biāo)測量儀是使用空氣軸承作動(dòng)，對與空氣品質(zhì)上要求較高。
因此建議可以給予獨(dú)立氣源氣壓穩(wěn)定于0.45MPa以上，并且加強(qiáng)三聯(lián)式濾水濾油器，以確保氣源干凈增加機(jī)器壽命。將Φ8mm管線快速接頭設(shè)置在放置三坐標(biāo)測量儀機(jī)臺附近。
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