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功能原理
簡單地說，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)就是在三個(gè)相互垂直的方向上有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、測(cè)長元件、數(shù)顯裝置，有一個(gè)能夠放置工件的工作臺(tái)(大型和巨型不一定有)，測(cè)頭可以以手動(dòng)或機(jī)動(dòng)方式輕快地移動(dòng)到被測(cè)點(diǎn)上，由讀數(shù)設(shè)備和數(shù)顯裝置把被測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值顯示出來的一種測(cè)量設(shè)備。顯然這是簡單、原始的測(cè)量機(jī)。有了這種測(cè)量機(jī)后，在測(cè)量容積里任意一點(diǎn)的坐標(biāo)值都可通過讀數(shù)裝置和數(shù)顯裝置顯示出來。測(cè)量機(jī)的采點(diǎn)發(fā)訊裝置是測(cè)頭，在沿X，Y，Z三個(gè)軸的方向裝有光柵尺和讀數(shù)頭。其測(cè)量過程就是當(dāng)測(cè)頭接觸工件并發(fā)出采點(diǎn)信號(hào)時(shí)，由控制系統(tǒng)去采集當(dāng)前機(jī)床三軸坐標(biāo)相對(duì)于機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)值，再由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

面片掃描(Patch Scan)
面片掃描方式允許掃描一個(gè)區(qū)域而不再是掃描線。應(yīng)用該掃描方式至少需要四個(gè)邊界點(diǎn)信息，即開始點(diǎn)、方向點(diǎn)、掃描長度和掃描寬度。PC DMIS可根據(jù)基本(或缺省)信息給出的邊界點(diǎn)1、2、3確定三角形面片，掃描方向則由D的坐標(biāo)值決定；若增加了第四或第五個(gè)邊界點(diǎn)，則面片可以為四方形或五邊形。
采用面片掃描方式時(shí)，在復(fù)選框中選擇“閉線掃描”，表示掃描一個(gè)封閉元素(如圓柱、圓錐、槽等)，然后輸入起始點(diǎn)、終止點(diǎn)和方向點(diǎn)。終止點(diǎn)位置表示掃描被測(cè)元素時(shí)向上或向下移動(dòng)的距離；用起始點(diǎn)、方向點(diǎn)和起始矢量可定義截平面矢量(通常該矢量平行于被測(cè)元素)?，F(xiàn)以創(chuàng)建四邊形面片為例，介紹面片掃描的幾種定義方式：
(1)鍵入坐標(biāo)值方式
雙擊邊界點(diǎn)“1”，輸入起始點(diǎn)坐標(biāo)值X、Y、Z；雙擊邊界方向點(diǎn)“D”，輸入掃描方向點(diǎn)坐標(biāo)值；雙擊邊界點(diǎn)“2”，輸入確定方向的掃描寬度；雙擊邊界點(diǎn)“3”，輸入確定第二方向的掃描寬度；點(diǎn)擊“3”，然后按“添加”按鈕，對(duì)話框給出第四個(gè)邊界點(diǎn)；雙擊邊界點(diǎn)“4”，輸入終止點(diǎn)坐標(biāo)值；選擇掃描所需的步長(各點(diǎn)間的步距)和步長(1、2兩點(diǎn)間的步長)值后，點(diǎn)擊“創(chuàng)建”。(2)觸測(cè)方式
選定“面片掃描”方式，用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)草作盤在所需起始點(diǎn)位置觸測(cè)點(diǎn)，該點(diǎn)坐標(biāo)值將顯示在“邊界點(diǎn)”對(duì)話框的“#1”項(xiàng)內(nèi)；然后觸測(cè)第二點(diǎn)，該點(diǎn)代表掃描方向的終止點(diǎn)，其坐標(biāo)值將顯示在對(duì)話框的“D”項(xiàng)內(nèi)；然后觸測(cè)第三點(diǎn)，該點(diǎn)代表掃描面片寬度，其坐標(biāo)值將顯示在對(duì)話框的“#3”項(xiàng)內(nèi)；點(diǎn)擊“3”，選擇“添加”，可在清單上添加第四點(diǎn)；觸測(cè)終止點(diǎn)，將關(guān)閉對(duì)話框。定義掃描行距和步長兩個(gè)方向數(shù)據(jù)；選擇掃描觸測(cè)類型及所需選項(xiàng)后，點(diǎn)擊“創(chuàng)建”。
(3)CAD曲面模型方式
該掃描方式只適用于有CAD曲面模型的工件。先選定“面片掃描”方式，左鍵點(diǎn)擊CAD工作表面；加亮“邊界點(diǎn)”對(duì)話框中的“1”，左鍵點(diǎn)擊曲面上的掃描起始點(diǎn)；然后加亮“D”，點(diǎn)擊曲面定義方向點(diǎn)；點(diǎn)擊曲面定義掃描寬度(#2)；點(diǎn)擊曲面定義掃描上寬度(#3)；點(diǎn)擊“3”，選擇“添加”，添加附加點(diǎn)“4”，加亮“4”，點(diǎn)擊定義掃描終止點(diǎn)，關(guān)閉對(duì)話框。定義兩個(gè)方向的步長及選擇所需選項(xiàng)后，點(diǎn)擊“創(chuàng)建”。

使用方法
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)的測(cè)量方式通常可分為接觸式測(cè)量、非接觸式測(cè)量和接觸與非接觸并用式測(cè)量。
其中，接觸測(cè)量方式常用于機(jī)加工產(chǎn)品、壓制成型產(chǎn)品、金屬膜等的測(cè)量。為了分析工件加工數(shù)據(jù)，或?yàn)槟嫦蚬こ烫峁┕ぜ夹畔?，?jīng)常需要用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)被測(cè)工件表面進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)掃描。以三坐標(biāo)的FOUNCTION-PRO型三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為例，介紹三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的幾種常用掃描方法及其操作步驟。
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的掃描操作是應(yīng)用PC DMIS程序在被測(cè)物體表面的特定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)采集，該區(qū)域可以是一條線、一個(gè)面片、零件的一個(gè)截面、零件的曲線或距邊緣一定距離的周線等。掃描類型與測(cè)量模式、測(cè)頭類型以及是否有CAD文件等有關(guān)，控制屏幕上的“掃描”(Scan)選項(xiàng)由狀態(tài)按鈕(手動(dòng)/DCC)決定。若采用DCC方式測(cè)量，又有CAD文件，則可供選用的掃描方式有“開線”(Open Linear)、“閉線”(Closed Linear)、“面片”(Patch)、“截面”(Section)和“周線”(Perimeter)掃描；若采用DCC方式測(cè)量，而只有線框型CAD文件，則可選用“開線”(Open Linear)、“閉線”(Closed Linear)和“面片”(Patch)掃描方式；若采用手動(dòng)測(cè)量模式，則只能使用基本的“手動(dòng)觸發(fā)掃描”(Manul TTP Scan)方式；若采用手動(dòng)測(cè)量方式并使用剛性測(cè)頭，則可用選項(xiàng)為“固定間隔”(Fixed Delta)、“變化間隔”(Variable Delta)、“時(shí)間間隔”(Time Delta)和“主體軸向掃描”(Body Axis Scan)方式。
下面詳細(xì)介紹在DCC狀態(tài)下，進(jìn)入“功能”(Utility)菜單選取“掃描”(Scan)選項(xiàng)后可供選擇的五種掃描方式。

主要特征
三軸采用天然高精密花崗巖導(dǎo)軌，保證了整體具有相同的熱力學(xué)性能，避免由于三軸材質(zhì)不同熱膨脹系數(shù)不同所造成的機(jī)器精度誤差。
花崗巖與航空鋁合金的比較
1.鋁合金材料熱膨脹系數(shù)大。一般使用航空鋁合金材料的橫梁和Z軸在使用幾年之后，三坐標(biāo)的測(cè)量基準(zhǔn)——光柵尺就會(huì)受損，精度改變。
2.由于三坐標(biāo)的平臺(tái)是花崗巖結(jié)構(gòu)，這樣三坐標(biāo)的主軸也是花崗巖材質(zhì)。主軸采用花崗巖而橫梁和Z軸采用鋁合金等其他材質(zhì)，在溫度變化時(shí)會(huì)因?yàn)槿S的熱膨脹系數(shù)不均同而引起測(cè)量精度的失真和穩(wěn)定。
三軸導(dǎo)軌采用全天然花崗巖四面全環(huán)抱式矩形結(jié)構(gòu)，配上高精度自潔式預(yù)應(yīng)力氣浮軸承，是確保機(jī)器精度長期穩(wěn)定的基礎(chǔ)，同時(shí)軸承受力沿軸向方向，受力穩(wěn)定均衡，有利于保證機(jī)器硬件壽命。
3. 采用小孔專利技術(shù)，耗氣量為30L/Min，在軸承間隙形成冷凝區(qū)域，抵消軸承運(yùn)動(dòng)摩擦帶來的熱量，增加設(shè)備整體熱穩(wěn)定性。仔細(xì)研究各廠家的技術(shù)指標(biāo)，會(huì)發(fā)現(xiàn)： 歐潼精密的耗氣量為30L/Min，而其他的廠家在50-150L/MIN之間. 按照物理學(xué)理論，當(dāng)氣體以一定的壓力通過圓孔的時(shí)候，會(huì)因?yàn)闅怏w摩擦產(chǎn)生熱量，在高精密測(cè)量中，微小的熱量也會(huì)影響精度的穩(wěn)定性，而當(dāng)孔的孔徑小于一定的直徑的時(shí)候，卻會(huì)相反的會(huì)在孔的周圍形成冷凝效應(yīng)! 正是利用這一物理學(xué)原理，采用歐潼小孔的技術(shù)，使得冷凝效應(yīng)恰恰抵消測(cè)量中因?yàn)榭諝饽Σ廉a(chǎn)生的微弱熱量，使得設(shè)備保持長時(shí)間的溫度穩(wěn)定性，從而保證精度穩(wěn)定性！
各大供應(yīng)商CMM軸承對(duì)比
4. 三軸均采用英國RENISHAW原裝鍍金光柵尺，分辨率為0.1um；同時(shí)采用一端固定，一端自由伸縮的方式安裝，減少了光柵尺的變形。
5.傳動(dòng)系統(tǒng)采用國際的設(shè)計(jì)，無任何導(dǎo)軌受力變形，程度保證機(jī)器精度和穩(wěn)定性。采用鋼絲增強(qiáng)同步帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，有效減少高速運(yùn)動(dòng)（增加）時(shí)的震動(dòng)，具有高強(qiáng)度，高速度及無磨損特點(diǎn)。
6. 軟件為PTB全面認(rèn)證的RATIONAL-DMIS，功能強(qiáng)大，簡單易學(xué)，讓你更專注于產(chǎn)品測(cè)量而不是學(xué)習(xí)軟件。
Z軸平衡的調(diào)整
測(cè)量機(jī)的Z軸平衡分為重錘和氣動(dòng)平衡，主要用來平衡Z軸的重量，使Z軸的驅(qū)動(dòng)平穩(wěn)。如果誤動(dòng)氣壓平衡開關(guān)，會(huì)使Z軸失去平衡。處理的方法：
1) 將測(cè)座的角度轉(zhuǎn)到90°，避免操作過程中碰測(cè)頭。
2) 按下“緊急?！遍_關(guān)。
3) 一個(gè)人用雙手托住Z軸，向上推、向下拉，感覺平衡的效果。
4) 一人調(diào)整氣壓平衡閥，每次調(diào)整量小一點(diǎn)，兩人配合將Z軸平衡調(diào)整到向上和向 下的感覺一致即可。
行程終開關(guān)是用于機(jī)器行程終保護(hù)和HOME時(shí)使用。行程終開關(guān)一般使用接觸式開關(guān)或光電式開關(guān)。開關(guān)式容易在用手推動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)時(shí)改變位置，造成接觸不良?？梢赃m當(dāng)調(diào)整開關(guān)位置保證接觸良好。光電式開關(guān)要注意檢查插片位置正常，經(jīng)常清除灰塵，保證其工作正常   。
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