三坐標測量機是如何實現(xiàn)精密測量的？

三坐標測量機(Coordinate Measuring Machine, CMM) 是指在一個六面體的空間范圍內，能夠表現(xiàn)幾何形狀、長度及圓周分度等測量能力的儀器。

三坐標測量機是通過XYZ三個軸測量各種零部件及總成的各個點和元素的空間坐標，來評價長度、直徑、形狀誤差、位置誤差的一種測量設備。配備了高精度的導軌、測頭和控制系統(tǒng)，并使用計算機程序來自動控制檢測流程，計算輸出測量結果。測量功能應包括尺寸精度、定位精度、幾何精度及輪廓精度等。一般對被測體沒什么特殊要求，只是要根據(jù)被測物體選擇不同的測頭及測針。

Mars系列三坐標測量機是移動橋式的三坐標測量機，基本原理是將被測零件放入它允許的測量空間，精確地測出被測零件表面的點在空間三個坐標位置的數(shù)值，將這些點的坐標數(shù)值經過計算機數(shù)據(jù)處理，擬合形成測量元素，如圓、球、圓柱、圓錐、曲面等，經過數(shù)學計算的方法得出其形狀、位置公差及其他幾何量數(shù)據(jù)。

Mars系列三坐標測量機的測頭系統(tǒng)是由測座、測頭、探針等組成，是數(shù)據(jù)采集的傳感器系統(tǒng)，三坐標測量機在對工件進行測量時，能夠根據(jù)測頭系統(tǒng)探測工件，返回工件表面的點數(shù)據(jù)，通過三坐標的軟件系統(tǒng)計算各類幾何形狀、尺寸等。

1.測頭座
測頭座是探測系統(tǒng)中連接三坐標測量機移動軸與測頭的部分，測頭信號通過測座同三坐標測量機控制系統(tǒng)的測頭接口相連。測座有多種，主要分為手動可旋轉測座、固定測座、萬向探測系統(tǒng)三種。
2.測頭
測頭是測量機觸測被測零件的發(fā)訊開關，它是坐標測量機的關鍵部件，主體為探測傳感器，一般由獨立的控制系統(tǒng)控制，其主要包括測量力的控制、測量過程控制、測點的感知、與坐標測量系統(tǒng)通訊等。

3.探針
安裝在測頭上，并接觸被測量元件，典型結構為測桿＋紅寶石球。不同形狀和規(guī)格，確保測頭不受限制的對工件所有特征元素進行測量，整個探針系統(tǒng)包括：接長桿、轉接件、探針(組)等。探針系統(tǒng)可以根據(jù)相關的測量要求，通過對這些構件的組合與配置，形成各種結構形式，以完成不同的測量任務。
4.附件
1）加長桿
加長桿探針的輔助測量，具有測量較深位置特征的能力。
2）更換架
由于被測工件的復雜性，在實際測量工作中不可能由一個探針(系統(tǒng))完成所有的測量任務，更換架可對測量機測座上的測頭/加長桿/探針組合進行快速、可重復的更換，在同一測量系統(tǒng)下對不同的工件進行完全自動化的檢測。
3）標準球
由坐標測量系統(tǒng)供應商提供的一個(組)已知直徑的高精度球(球度誤差很小)， 用來標定和校準探測系統(tǒng)。這個裝置在平時使用過程中必須注意保護，因為它是測量機精度的依據(jù)之一，也是使用很頻繁的一個裝置。