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功能原理
簡單地說，三坐標(biāo)測量機(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)，測頭可以以手動(dòng)或機(jī)動(dòng)方式輕快地移動(dòng)到被測點(diǎn)上，由讀數(shù)設(shè)備和數(shù)顯裝置把被測點(diǎn)的坐標(biāo)值顯示出來的一種測量設(shè)備。顯然這是簡單、原始的測量機(jī)。有了這種測量機(jī)后，在測量容積里任意一點(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。測量機(jī)的采點(diǎn)發(fā)訊裝置是測頭，在沿X，Y，Z三個(gè)軸的方向裝有光柵尺和讀數(shù)頭。其測量過程就是當(dāng)測頭接觸工件并發(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)觸測方式
選定“面片掃描”方式，用坐標(biāo)測量機(jī)草作盤在所需起始點(diǎn)位置觸測點(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”。

按三坐標(biāo)測量儀結(jié)構(gòu)可分為如下幾類：
1.移動(dòng)橋架型(Movingbridgetype)
移動(dòng)橋架型，為常用的三坐標(biāo)測量儀的結(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?，所以可得到小的撓度，且比懸臂型有較高的精度。
2.床式橋架型(Bridgebedtype)
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(Gantrytype)
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)測量儀上。各軸都以馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，測量范圍很大，操作者可以在橋架內(nèi)工作。
4.固定橋架型(Fixedbridgetype)
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)來驅(qū)動(dòng)，可確保位置精度，此機(jī)型不適合手動(dòng)操作。
5.L形橋架型(L-Shpaedbridgetype)
L形橋架型，這個(gè)設(shè)計(jì)乃是為了使橋架在軸移動(dòng)時(shí)有小的慣性而作的改變。它與移動(dòng)橋架型相比較，移動(dòng)組件的慣性較少，因此操作較容易，但剛性較差。
6.軸移動(dòng)懸臂型(Fixedtablecantileverarmtype)
軸移動(dòng)懸臂型，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懸臂梁在軸方向移動(dòng)，懸臂梁沿著在水平面的導(dǎo)槽在軸方向移動(dòng)，且垂直于軸和軸。此型為三邊開放，容易裝拆工件，且工件可以伸面即可容納較大工件，但因懸臂會(huì)造成精度不高。
7.單支柱移動(dòng)型(Movingtablecantileverarmtype)
單支柱移動(dòng)型，軸為主軸在垂直方向移動(dòng)，支柱整體沿著水平面的導(dǎo)槽在軸上移動(dòng)，且垂直軸，而軸連接于支柱上。測量臺(tái)沿著水平面的導(dǎo)槽在軸上移動(dòng)，且垂直軸和軸。此型測量臺(tái)面、支柱等具很好的剛性，因此變形少，且各軸的線性刻度尺與測量軸較接近，以符合阿貝定理。
8.單支柱測量臺(tái)移動(dòng)型(Singlecolumnxytabletype)
單支柱測量臺(tái)移動(dòng)型，軸為主軸在垂直方向移動(dòng)，支柱上附有軸導(dǎo)槽，支柱被固定在測量儀本體上。測量時(shí)，測量臺(tái)在水平面上沿著軸和軸方向作移動(dòng)。
9.水平臂測量臺(tái)移動(dòng)型(Movingtablehorizontalarmtype)
水平臂測量臺(tái)移動(dòng)型，廂形架支撐水平臂沿著垂直的支柱在垂直(軸)的方向移動(dòng)。探頭裝在水平方向的懸臂上，支柱沿著水平面的導(dǎo)槽在軸方向移動(dòng)，且垂直軸，測量臺(tái)沿著水平面的導(dǎo)槽在軸方向移動(dòng)，且垂直于軸和軸。這是水平懸臂型的改良設(shè)計(jì)，為了消除水平臂在軸方向，因伸出或縮回所產(chǎn)生的撓度。
10.水平臂測量臺(tái)固定型(Fixedtablehorizontalarmtype)
水平臂測量臺(tái)固定型，其構(gòu)造與測量臺(tái)移動(dòng)型相似。此型測量臺(tái)固定，、軸均在導(dǎo)槽內(nèi)移動(dòng)，測量時(shí)支柱在軸的導(dǎo)槽移動(dòng)，而軸滑動(dòng)臺(tái)面在垂直軸方向移動(dòng)。
11.水平臂移動(dòng)型(Movingramhorizotalarmtype)
水平臂移動(dòng)型，軸懸臂在水平方向移動(dòng)，支撐水平臂的廂形架沿著支柱在軸方向移動(dòng)，而支柱垂直軸。支柱沿著水平面的導(dǎo)槽在軸方向移動(dòng)，且垂直軸和軸，故不適合高精度的測量。除非水平臂在伸出或回收時(shí)，對(duì)因重量而造成的誤差有所補(bǔ)償。大多數(shù)情況應(yīng)用在車輛檢驗(yàn)工作。
12.閉環(huán)橋架型(Ringbridgetype)
閉環(huán)橋架型，由于它的驅(qū)動(dòng)方式在工作臺(tái)中心，可減少因橋架移動(dòng)所造成沖擊，為所有三坐標(biāo)測量儀中穩(wěn)定的一種

1.開線掃描(Open Linear Scan)
開線掃描是基本的掃描方式。測頭從起始點(diǎn)開始，沿一定方向并按預(yù)定步長進(jìn)行掃描，直至終止點(diǎn)。開線掃描可分為有、無CAD模型兩種情況。
(1)無CAD模型
如被測工件無CAD模型，先輸入邊界點(diǎn)(Boundary Points)的名義值。打開對(duì)話框中的“邊界點(diǎn)”選項(xiàng)后，先點(diǎn)擊“1”，輸入掃描起始點(diǎn)數(shù)據(jù)；然后雙擊“D”，輸入方向點(diǎn)(表示掃描方向的坐標(biāo)點(diǎn))的新的X、Y、Z坐標(biāo)值；雙擊“2”，輸入掃描終點(diǎn)數(shù)據(jù)。
第二項(xiàng)輸入步長。在“掃描”對(duì)話框(Scan Dialog)中“方向1技術(shù)”(Direction 1 Tech)欄中的“”(Max Inc)欄中輸入一個(gè)新步長值。
檢查設(shè)定的方向矢量是否正確，該矢量定義了掃描開始后測量點(diǎn)表面的法矢、截面以及掃描結(jié)束前一點(diǎn)的表面法矢。當(dāng)所有數(shù)據(jù)輸入完成后點(diǎn)擊“創(chuàng)建”。
(2)有CAD模型
如被測工件有CAD模型，開始掃描時(shí)用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊CAD模型的相應(yīng)表面，PC DMIS程序?qū)⒃贑AD模型上生成一點(diǎn)并加標(biāo)志“1”表示為掃描起始點(diǎn)；然后點(diǎn)擊下一點(diǎn)定義掃描方向；點(diǎn)擊終點(diǎn)(或邊界點(diǎn))并標(biāo)志為“2”。在“1”和“2”之間連線。對(duì)于每一所選點(diǎn)，PC DMIS已在對(duì)話框中輸入相應(yīng)坐標(biāo)值及矢量。確定步長及其它選項(xiàng)(如安全平面、單點(diǎn)等)后，點(diǎn)擊“測量”，然后點(diǎn)擊“創(chuàng)建”。
錯(cuò)誤信息對(duì)話框，關(guān)閉即可（或在網(wǎng)址輸入欄中輸入100.0.0.1，進(jìn)入Errors?History查看錯(cuò)誤信息），此信息在下次開機(jī)時(shí)自動(dòng)清除。?
10.?在手動(dòng)操作狀態(tài)下，在接近采點(diǎn)位置時(shí)，要按下慢速鍵。?
11.?旋轉(zhuǎn)測頭、校驗(yàn)探頭、自動(dòng)更換探頭、運(yùn)行程序等操作時(shí)，保證測頭運(yùn)行路線上無障礙。?12.?在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行編程或不使用時(shí)，操作盒上速度設(shè)為0。?
13.?程序次運(yùn)行時(shí)要將速度降低至10~30%，并注意運(yùn)行軌跡是否符合要求。?
14.?在搬放工件時(shí)，先將測頭移至安全位置，要注意工件不能磕碰工作臺(tái)面，特別是機(jī)器的導(dǎo)軌面。?
15.?關(guān)機(jī)順序依次為：①將Z軸移動(dòng)到機(jī)器的左、前、上方，并將測頭角度旋轉(zhuǎn)到A0B0；②清潔工作臺(tái)面；③依次關(guān)閉測座控制器、控制柜電源、氣閥、冷干機(jī)、總氣源、電源箱。?16.?長期不用的鋼制標(biāo)準(zhǔn)球，需油封防銹。?
17.?在使用花崗石工作臺(tái)面上的鑲嵌件固定工件時(shí)，扭矩不得超過20Nm。?
18.?如果發(fā)現(xiàn)異常情況（除更換測頭錯(cuò)誤信息），請(qǐng)先記錄軟件提示的錯(cuò)誤信息，傳真或電話通知?？怂箍导夹g(shù)服務(wù)部，未經(jīng)和允許請(qǐng)勿擅自進(jìn)行檢查維修。?
19.?計(jì)算機(jī)內(nèi)不要安裝任何與三坐標(biāo)無關(guān)的軟件，以保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。?
20.?空調(diào)應(yīng)開機(jī)，空調(diào)的檢修時(shí)間放在秋天進(jìn)行，從而保證三坐標(biāo)正常使用。
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