一、三坐標(biāo)概述： 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) (Coordinate Measuring Machine, CMM) 是指在一個(gè)六面體的空間范圍內(nèi)，能夠表現(xiàn)幾何形狀、長(zhǎng)度及圓周分度等測(cè)量能力的儀器，又稱為三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x或三次元。 三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x可定義為“一種具有可作三個(gè)方向移動(dòng)的探測(cè)器，可在三個(gè)相互垂直的導(dǎo)軌上移動(dòng)，此探測(cè)器以接觸或非接觸等方式傳送訊號(hào)，三個(gè)軸的位移測(cè)量系統(tǒng) ( 如光學(xué)尺 ) 經(jīng)數(shù)據(jù)處理器或計(jì)算機(jī)等計(jì)算出工件的各點(diǎn)坐標(biāo)(X、Y、Z)及各項(xiàng)功能測(cè)量的儀器”。三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的測(cè)量功能應(yīng)包括尺寸精度、定位精度、幾何精度及輪廓精度等。 幾十年以前，三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x在工業(yè)界僅是極少人知道的。自從60年代起，由于電子、計(jì)算機(jī)及傳感器等技術(shù)的發(fā)展，三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的功能及應(yīng)用，也改善了許多，使制造工業(yè)可以達(dá)到量、率及多功能等測(cè)量需求。因此質(zhì)量管理部門(mén)可以對(duì)工件的尺寸、幾何形狀及輪廓等測(cè)量達(dá)到快速且。 1920—1930年代間，由于測(cè)量顯微鏡及工具顯微鏡無(wú)法做Z軸方向的測(cè)量。1940年首先推出以肉眼來(lái)讀標(biāo)準(zhǔn)尺及顯微鏡的比較測(cè)量方式的三坐標(biāo)測(cè)長(zhǎng)儀。1950至1960年間才真正制造出三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，但仍沿用肉眼讀出方式，因此需用熟練的技術(shù)人員來(lái)操作方能達(dá)成。1960年后，英國(guó)工程實(shí)驗(yàn)所及物理實(shí)驗(yàn)所共同研究出使用線性光柵式及莫瑞條紋來(lái)編碼，這就是今日所用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x數(shù)值讀出方式，目前各軸移動(dòng)小讀數(shù)可達(dá)0.001 mm，然后再配合計(jì)算機(jī)應(yīng)用。由于計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)計(jì)為交談式，故在使用上十分方便，因而三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的使用，已為現(xiàn)代工業(yè)測(cè)量不可或缺的利器。 從機(jī)械上講，坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（三次元）的優(yōu)點(diǎn)有： 1、科技進(jìn)步的關(guān)鍵－－坐標(biāo)測(cè)量機(jī)因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)步，使得坐標(biāo)測(cè)量機(jī)實(shí)用化，并具備多種測(cè)量功能?？萍歼M(jìn)步的關(guān)鍵如下：氣浮軸承，各坐標(biāo)軸移動(dòng)面使用氣浮軸承，使得測(cè)頭移動(dòng)順暢，可以很得移動(dòng)測(cè)頭；光學(xué)線性尺，配合安裝于機(jī)器坐標(biāo)系上的三線光學(xué)線性尺，可以很得獲得坐標(biāo)測(cè)量值；電腦設(shè)備，坐標(biāo)測(cè)量機(jī)采用計(jì)算法獲得測(cè)量結(jié)果，數(shù)據(jù)處理機(jī)及所具備的測(cè)量軟體，增加了坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的功能。因?yàn)樯鲜鋈?xiàng)的科技進(jìn)步成果，使坐標(biāo)測(cè)量機(jī)具備了優(yōu)越的測(cè)量功能。 2、坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的優(yōu)點(diǎn)如下： A、探測(cè)頭可以在空間沿X、Y、Z三個(gè)軸向移動(dòng)，其們置以直角標(biāo)或極坐標(biāo)表示。 B、工件立方體的五個(gè)面皆可測(cè)量，無(wú)需變換工件位置，若加裝適當(dāng)夾具及特殊測(cè)頭，第六面亦可測(cè)量。 C、坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的操作和測(cè)量工作，不需要特殊的技術(shù)即可勝任 D、可以在任何的位置，設(shè)定工作坐標(biāo)系原點(diǎn)，并且以間接主算法計(jì)算出測(cè)量結(jié)果，增加測(cè)量的功能與使用彈性。 E、以電腦數(shù)據(jù)處理機(jī)，快速準(zhǔn)確的計(jì)算出測(cè)量值，配合教導(dǎo)程式使坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)理工作自動(dòng)化。 F、取代傳統(tǒng)測(cè)量方式，提高檢驗(yàn)準(zhǔn)確度，并且對(duì)于高精度產(chǎn)品，可以檢驗(yàn)。 G、復(fù)雜的工件與測(cè)量困難度高的工件，皆可以作的測(cè)量。 H、大幅減小檢驗(yàn)時(shí)間、檢驗(yàn)費(fèi)用、檢驗(yàn)人力，增加測(cè)量效率。 二、三坐標(biāo)的分類： 　　三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x有不同的操作需求、測(cè)量范圍和測(cè)量精度，這些對(duì)選用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x是很重要的。 　　根據(jù)相關(guān)資料，按三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)結(jié)構(gòu)可分為如下幾類： 　　1. 移動(dòng)橋架型 (Moving bridge type) 　　移動(dòng)橋架型，為常用的三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)，軸為主軸在垂直方向移動(dòng)，廂形架導(dǎo)引主軸沿水平梁在 方向移動(dòng)，此水平梁垂直 軸且被兩支柱支撐于兩端，梁與支柱形成“橋架”，橋架沿著兩個(gè)在水平面上垂直 和 軸的導(dǎo)槽在 軸方向移動(dòng)。因?yàn)榱旱膬啥吮恢е危钥傻玫叫〉膿隙?，且比懸臂型有較高的精度。 　　2. 床式橋架型 (Bridge bed type) 　　床式橋架型， 軸為主軸在垂直方向移動(dòng)，廂形架導(dǎo)引主軸沿著垂直軸的梁而移動(dòng)，而梁沿著兩水平導(dǎo)軌在 軸方向移動(dòng)，導(dǎo)軌位于支柱的上表面，而支柱固定在機(jī)械本體上。此型與移動(dòng)橋架型一樣，梁的兩端被支撐，因此梁的撓度為少。此型比懸臂型的精度好，因?yàn)橹挥辛涸谳S方向移動(dòng)，所以慣性比全部橋架移動(dòng)時(shí)為小，手動(dòng)操作時(shí)比移動(dòng)橋架型較容易。 　　3. 柱式橋架型 (Gantry type) 　　柱式橋架型，與床式橋架型式比較時(shí)，柱式橋架型其架是直接固定在地板上又稱為門(mén)型，比床式橋架型有較大且更好的剛性，大部分用在較大型的三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x上。各軸都以馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，測(cè)量范圍很大，操作者可以在橋架內(nèi)工作。 　　4. 固定橋架型 (Fixed bridge type) 　　固定橋架型，軸為主軸在垂直方向移動(dòng)，廂形架導(dǎo)引主軸沿著垂直軸的水平橫梁上做 方向移動(dòng)。橋架 ( 支柱 ) 被固定在機(jī)器本體上，測(cè)量臺(tái)沿著水平平面的導(dǎo)軌作軸方向的移動(dòng)，且垂直于 和 軸。每軸皆由馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)，可確保位置精