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[摘 要]随着工业现代化进程的发展，伴随着众多制造业如汽车业等大规模生产的需要，在加工设备提高功效、自动化更强的基础上， 要求计量检测手段应当高速、 柔性化、 通用化，而固定的、专用的或手动的工量具大大限制了大批量制造和复杂零件加工业的发展； 平板加高度尺加卡尺的检验模式已完全不适用现代柔性制造和更多复杂形状工件的测量需要，所有这些促进和推动了近代坐标测量技术的发展。本文主要是对三坐标的原理、应用以及使用维护几个方面进行介绍。
[关键词]三坐标；空间点；测量系统；坐标系； 尺寸数据； 导轨。
中图分类号：TH721 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）48-0176-01
三坐标即三坐标测量机，英文Coordinate Measuring Machining， 缩写CMM， 它是指在三维可测的空间范围内，能够根据测头系统返回的点数据，通过三坐标的软件系统计算各类几何形状、尺寸等测量能力的仪器，又称为三坐标测量仪或三次元。
一、三坐标原理
任何形状都是由空间点组成，所有的几何量测量都可以归结为空间点的测量， 因此精确进行空间点坐标的采集，是评定任何几何形状的基础。坐标测量机的基本原理就是将被测零件放入它允许的测量空间，精确的测出被测零件表面的点在空间三个坐标位置的数值，将这些点的坐标数值经过计算机数据处理，拟和形成测量元素， 如圆、球、圆柱、圆锥、曲面等，经过数学计算的方法得出其形状、位置公差及其他几何量数据。
二、三坐标的应用
在现代行业中，三坐标的应用较为广泛，主要用于机械、汽车、航空、军工、家具、工具原型、机器等中小型配件、模具等行业中的箱体、机架、齿轮、凸轮、蜗轮、蜗杆、叶片、曲线、曲面等的测量，还可用于电子、五金、塑胶等行业中，可以对工件的尺寸、形状和形位公差进行精密检测，从而完成零件检测、外形测量、过程控制等任务。 制造业中的质量目标在于将零件的生产与设计要求保持一致。但是，保持生产过程的一致性要求对制造流程进行控制。建立和保持制造流程一致性最为有效的方法是准确地测量工件尺寸，获得尺寸信息后，分析和反馈数据到生产过程中，使之成为持续提高产品质量的有效工具。 三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，因为它可以代替多种表面测量工具及昂贵的组合量规，并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟，并快速准确地评价尺寸数据，为操作者提供关于生产过程状况的有用信息。
在汽车行业中，三坐标主要是对车身、零部件、工装和检具的检测。三坐标测量机是通过测头系统与工件的相对移动，探测工件表面点三维坐标的测量系统。通过将被测物体置于三坐标测量机的测量空间，利用接触或非接触探测系统获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，由软件进行数学运算，求出待测的几何尺寸和形状、位置。因此，坐标测量机具备高精度、高效率和万能性的特点，是完成各种汽车零部件几何量测量与品质控制的理想解决方案。
三、三坐标使用时的注意事项
我公司使用的是型号为Alpha image25.50.18（海克斯康）的龙门式三坐标测量机，在日常使用中，让我们知道正确使用三坐标测量仪对其使用寿命、精度起到关键作用，所以，应注意以下几个问题：
1.工件吊装前，要将探针退回坐标原点，为吊装位置预留较大的空间；工件吊装要平稳，不可撞击三坐标测量机的任何构件；
2.正确安装零件，安装前确保符合零件与测量机的等温要求；
3.旋转测头、校验测头、自动更换测头、运行程序等操作时，要保证测头运行路线上无障碍；
4.建立正确的坐标系，保证所建的坐标系符合图纸的要求，才能确保所测数据准确；
5.当编好程序自动运行时，要防止探针与工件的干涉，故需注意要适当增加拐点或安全平面；
6.对于一些大型较重的模具、检具，测量结束后应及时吊下工作台，以避免工作台长时间处于承载状态。
四、三坐标的维护保养
除了每日使用前的点检，最重要的就是日常的维护保养，首先，应根据三坐标测量频度，安排合理的维护保养周期，这是设备正常工作的保障。其次，根据使用情况，三坐标测量机应从以下几个方面进行维护保养：
1.压缩空气的压力
坐标测量机一般都采用气浮轴承，工作的最小气压应为0.4Mpa。在工作中应保持气压在 0.4～0.6Mpa之间，才能保证它的良好工作，虽然气压在 0.4Mpa 机器也能运行，但应考虑到 XYZ在运行过程中气压会有损失，避免气浮块不能充分浮起，造成与导轨摩擦，影响测量机的运行状态和测量精度。
2.导轨的擦拭
导轨必须保持干净，要用无水乙醇的脱脂棉或丝绸布来擦拭，可保证光栅尺读数灵敏。在装卸零件时要特别留心，防止磕碰划伤导轨，任何小的磕碰会造成碰伤，如果未及时发现，碎渣就会伤害气浮块和导轨。
3.过滤器的清洗
要定期清洗过滤器。当发现过滤器的滤芯变色，就要清洗。取下塑料杯、滤网，用中性洗涤剂清洗，再用干净的气体吹干。重新装上后，测量工作压力，有必要就调节一下。
4.电控系统的维护
电控系统是测量机的核心部分，应当是比较稳定的，但也不容忽视对它的检查的维护，长期使用，一些接口或插片有可能会松动，如果系统显示出报警，也有可能是接口松动造成的。另外，也要定期清理电控柜内的灰尘和油污，保证柜内的清洁，消除隐患。
三坐标测量机是质量控制的得力助手，我们在了解和使用它的同时，更应该坚持不懈地维护保养，这才是测量机正常工作的重要保证。
参考文献
[1] 张国雄 1999 三坐标测量机[M] 天津：天津大学出版社
[2] 海克斯康测量技术（青岛）有限公司 PC-DMIS 2010 CAD++FOR CMM培训手册
[关键词]三坐标；空间点；测量系统；坐标系； 尺寸数据； 导轨。
中图分类号：TH721 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）48-0176-01
三坐标即三坐标测量机，英文Coordinate Measuring Machining， 缩写CMM， 它是指在三维可测的空间范围内，能够根据测头系统返回的点数据，通过三坐标的软件系统计算各类几何形状、尺寸等测量能力的仪器，又称为三坐标测量仪或三次元。
一、三坐标原理
任何形状都是由空间点组成，所有的几何量测量都可以归结为空间点的测量， 因此精确进行空间点坐标的采集，是评定任何几何形状的基础。坐标测量机的基本原理就是将被测零件放入它允许的测量空间，精确的测出被测零件表面的点在空间三个坐标位置的数值，将这些点的坐标数值经过计算机数据处理，拟和形成测量元素， 如圆、球、圆柱、圆锥、曲面等，经过数学计算的方法得出其形状、位置公差及其他几何量数据。
二、三坐标的应用
在现代行业中，三坐标的应用较为广泛，主要用于机械、汽车、航空、军工、家具、工具原型、机器等中小型配件、模具等行业中的箱体、机架、齿轮、凸轮、蜗轮、蜗杆、叶片、曲线、曲面等的测量，还可用于电子、五金、塑胶等行业中，可以对工件的尺寸、形状和形位公差进行精密检测，从而完成零件检测、外形测量、过程控制等任务。 制造业中的质量目标在于将零件的生产与设计要求保持一致。但是，保持生产过程的一致性要求对制造流程进行控制。建立和保持制造流程一致性最为有效的方法是准确地测量工件尺寸，获得尺寸信息后，分析和反馈数据到生产过程中，使之成为持续提高产品质量的有效工具。 三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，因为它可以代替多种表面测量工具及昂贵的组合量规，并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟，并快速准确地评价尺寸数据，为操作者提供关于生产过程状况的有用信息。
在汽车行业中，三坐标主要是对车身、零部件、工装和检具的检测。三坐标测量机是通过测头系统与工件的相对移动，探测工件表面点三维坐标的测量系统。通过将被测物体置于三坐标测量机的测量空间，利用接触或非接触探测系统获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，由软件进行数学运算，求出待测的几何尺寸和形状、位置。因此，坐标测量机具备高精度、高效率和万能性的特点，是完成各种汽车零部件几何量测量与品质控制的理想解决方案。
三、三坐标使用时的注意事项
我公司使用的是型号为Alpha image25.50.18（海克斯康）的龙门式三坐标测量机，在日常使用中，让我们知道正确使用三坐标测量仪对其使用寿命、精度起到关键作用，所以，应注意以下几个问题：
1.工件吊装前，要将探针退回坐标原点，为吊装位置预留较大的空间；工件吊装要平稳，不可撞击三坐标测量机的任何构件；
2.正确安装零件，安装前确保符合零件与测量机的等温要求；
3.旋转测头、校验测头、自动更换测头、运行程序等操作时，要保证测头运行路线上无障碍；
4.建立正确的坐标系，保证所建的坐标系符合图纸的要求，才能确保所测数据准确；
5.当编好程序自动运行时，要防止探针与工件的干涉，故需注意要适当增加拐点或安全平面；
6.对于一些大型较重的模具、检具，测量结束后应及时吊下工作台，以避免工作台长时间处于承载状态。
四、三坐标的维护保养
除了每日使用前的点检，最重要的就是日常的维护保养，首先，应根据三坐标测量频度，安排合理的维护保养周期，这是设备正常工作的保障。其次，根据使用情况，三坐标测量机应从以下几个方面进行维护保养：
1.压缩空气的压力
坐标测量机一般都采用气浮轴承，工作的最小气压应为0.4Mpa。在工作中应保持气压在 0.4～0.6Mpa之间，才能保证它的良好工作，虽然气压在 0.4Mpa 机器也能运行，但应考虑到 XYZ在运行过程中气压会有损失，避免气浮块不能充分浮起，造成与导轨摩擦，影响测量机的运行状态和测量精度。
2.导轨的擦拭
导轨必须保持干净，要用无水乙醇的脱脂棉或丝绸布来擦拭，可保证光栅尺读数灵敏。在装卸零件时要特别留心，防止磕碰划伤导轨，任何小的磕碰会造成碰伤，如果未及时发现，碎渣就会伤害气浮块和导轨。
3.过滤器的清洗
要定期清洗过滤器。当发现过滤器的滤芯变色，就要清洗。取下塑料杯、滤网，用中性洗涤剂清洗，再用干净的气体吹干。重新装上后，测量工作压力，有必要就调节一下。
4.电控系统的维护
电控系统是测量机的核心部分，应当是比较稳定的，但也不容忽视对它的检查的维护，长期使用，一些接口或插片有可能会松动，如果系统显示出报警，也有可能是接口松动造成的。另外，也要定期清理电控柜内的灰尘和油污，保证柜内的清洁，消除隐患。
三坐标测量机是质量控制的得力助手，我们在了解和使用它的同时，更应该坚持不懈地维护保养，这才是测量机正常工作的重要保证。
参考文献
[1] 张国雄 1999 三坐标测量机[M] 天津：天津大学出版社
[2] 海克斯康测量技术（青岛）有限公司 PC-DMIS 2010 CAD++FOR CMM培训手册