?三坐標(biāo)三次元測量儀(又稱三坐標(biāo)測量機(jī))通過三維取點(diǎn)實現(xiàn)高精度測量,其工作原理基于坐標(biāo)測量技術(shù),結(jié)合精密機(jī)械運(yùn)動與數(shù)學(xué)計算,核心流程如下:
?

一、核心原理:三維坐標(biāo)獲取與幾何還原
坐標(biāo)系統(tǒng)建立
以測量儀原點(diǎn)為基準(zhǔn),構(gòu)建三維直角坐標(biāo)系(X、Y、Z軸),定義測量頭與被測物體的空間位置關(guān)系。
接觸式測量
探針接觸:使用末端鑲嵌紅寶石球的探針接觸被測物體表面,獲取接觸點(diǎn)坐標(biāo)。
坐標(biāo)計算:通過光學(xué)尺(或激光干涉儀)記錄探針位置,減去測頭半徑,得到工件實際坐標(biāo)值。例如,若探針半徑為2mm,接觸點(diǎn)坐標(biāo)為(10, 5, 3),則工件實際坐標(biāo)為(8, 3, 1)。
非接觸式測量(可選)
采用激光或光學(xué)傳感器掃描物體表面,無需直接接觸,適用于軟質(zhì)材料或易損件。
二、關(guān)鍵步驟:從數(shù)據(jù)采集到結(jié)果輸出
測量路徑規(guī)劃
根據(jù)被測物體形狀,控制系統(tǒng)規(guī)劃探針運(yùn)動路徑,確保覆蓋所有關(guān)鍵點(diǎn)(如邊緣、孔位、曲面特征點(diǎn))。
數(shù)據(jù)采集與傳輸
探針沿路徑移動,在每個關(guān)鍵點(diǎn)接觸并記錄坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)通過光學(xué)尺或傳感器實時傳輸至控制系統(tǒng)。
數(shù)學(xué)計算與擬合
點(diǎn)群分析:對采集的離散點(diǎn)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理,擬合出幾何元素(如圓、球、圓柱、圓錐、曲面等)。
偏差計算:對比擬合結(jié)果與理論值(CAD模型),計算形狀、位置公差及其他幾何量數(shù)據(jù)。
誤差補(bǔ)償
通過溫度補(bǔ)償、機(jī)械誤差修正等技術(shù),消除環(huán)境因素(如溫度變化、機(jī)械磨損)對測量精度的影響。
結(jié)果輸出
生成詳細(xì)測量報告,包括尺寸數(shù)據(jù)、公差分析、三維模型等,支持導(dǎo)出至CAD/CAM軟件進(jìn)行逆向工程或質(zhì)量控制。
三、技術(shù)支撐:高精度與靈活性的保障
精密機(jī)械結(jié)構(gòu)
氣浮滑軌:壓縮空氣在軌道與軸承間形成微米級空氣層,減少摩擦,確保探針平穩(wěn)移動。
光學(xué)尺:分辨率達(dá)0.1μm,實現(xiàn)高精度位移測量。
多樣化傳動方式
手動型:通過手輪或直接拉動軸移動,適用于簡單測量。
電動型:馬達(dá)驅(qū)動軸移動,搖桿或電子手輪控制,提升操作效率。
CNC自動型:伺服馬達(dá)驅(qū)動,程序控制全自動測量,適合批量檢測。
復(fù)合測量技術(shù)
結(jié)合接觸式與非接觸式測量,適應(yīng)不同材料(如金屬、塑料、陶瓷)和形狀(如復(fù)雜曲面、微小結(jié)構(gòu))的檢測需求。