三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，也叫做CMM（Coordinate Measuring Machine），是一種基于空間三維坐標(biāo)測(cè)量原理的高精度測(cè)量設(shè)備。其主要由主機(jī)、測(cè)頭系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成。通過(guò)在三個(gè)坐標(biāo)方向（X、Y、Z）上移動(dòng)測(cè)頭，實(shí)時(shí)獲取目標(biāo)物體的三維坐標(biāo)信息，并通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，*終得到目標(biāo)物體的尺寸、位置和形狀誤差等數(shù)據(jù)。

三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x采用了光電跟蹤和計(jì)算機(jī)處理的技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體表面的非接觸式測(cè)量。其原理是利用可見(jiàn)光或激光等光源照射到被測(cè)物體表面后，測(cè)量傳感器接收反射回來(lái)的光，并根據(jù)光源和傳感器之間的距離變化計(jì)算出被測(cè)物體在三維空間內(nèi)的坐標(biāo)。

1.三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的優(yōu)點(diǎn)

高精度

*高精度可以達(dá)到1微米，甚至更高。為了保證三坐標(biāo)如此的高精度，某些型號(hào)的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)使用的進(jìn)口光柵尺的精度更是達(dá)到了納米級(jí)別。

高效

可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、連續(xù)化和快速化的測(cè)量。

靈活

測(cè)量范圍大，可測(cè)量較大（幾米）和微?。◣孜⒚祝┓秶目臻g位置。
測(cè)量的特征多，通過(guò)構(gòu)造特征，更是可以對(duì)平面度，圓度，同心度等等進(jìn)行檢測(cè)。例如思瑞全自動(dòng)三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x使用的測(cè)量行業(yè)標(biāo)桿軟件PC-DMIS軟件，還可以導(dǎo)入CAD數(shù)模進(jìn)行脫機(jī)檢測(cè)。

自動(dòng)化程度高

三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x配備電腦程序控制系統(tǒng)，能夠使測(cè)量過(guò)程自動(dòng)化，減少人工干預(yù)，降低操作難度。

2.三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的缺點(diǎn)

針對(duì)微小，易變形的工件，難以進(jìn)行測(cè)量，是三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的缺點(diǎn)。因?yàn)槿鴺?biāo)測(cè)量機(jī)使用的是測(cè)頭探針進(jìn)行接觸式的測(cè)量，如果工件太細(xì)小，探針無(wú)法進(jìn)行探測(cè)，或者工件為軟薄等材質(zhì)，接觸時(shí)會(huì)發(fā)生變形等等情況，都無(wú)法使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)行測(cè)量。
不過(guò)隨著三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的發(fā)展，這一缺點(diǎn)已基本被修補(bǔ)，目前高精度的三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x會(huì)采用光電跟蹤和計(jì)算機(jī)處理的技術(shù)，將非接觸測(cè)量和接觸式測(cè)量進(jìn)行結(jié)合。

四、三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的應(yīng)用

可以應(yīng)用于測(cè)量詳細(xì)空間位置和測(cè)量空間幾何形狀：

機(jī)械加工

三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x在制造業(yè)中廣泛應(yīng)用。它可以對(duì)加工出來(lái)的零件進(jìn)行檢查，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果調(diào)整加工機(jī)床的運(yùn)行參數(shù)，以保證零件的尺寸和形狀誤差符合要求。

航空航天

三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x在航空航天領(lǐng)域也有著重要的應(yīng)用。例如在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片制造中，需要對(duì)葉片進(jìn)行高精度測(cè)量，以確保其性能符合要求，這時(shí)三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x就是一個(gè)必不可少的工具。

汽車(chē)制造

在汽車(chē)制造業(yè)中，三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x也有著廣泛的應(yīng)用。例如可以對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體、缸蓋等進(jìn)行測(cè)量，以確保其尺寸和形狀誤差符合要求。

其它應(yīng)用

1.三坐標(biāo)儀可以應(yīng)用于自動(dòng)駕駛、使用VR時(shí)的動(dòng)作追蹤、AR、MR等需要實(shí)時(shí)測(cè)量位置信息的領(lǐng)域；

2.相近的原理還可以測(cè)量晶體和電子元件（ 基恩士中國(guó)官方網(wǎng)站）；

3.可以三維掃描實(shí)現(xiàn)幾何結(jié)構(gòu)的數(shù)字化；

4.三坐標(biāo)儀可以測(cè)量光學(xué)元件的光心，便于依照數(shù)字化的流程來(lái)調(diào)整光路（簡(jiǎn)單流程如下）。

1.建立光路的三維模型
2.根據(jù)三維模型，在現(xiàn)實(shí)中利用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x擺放和修正元件位置
（1）使用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)量并調(diào)整激光的光路: 通過(guò)測(cè)量激光光路上兩點(diǎn)的距離信息確定光路，調(diào)整光源或 光學(xué)儀器來(lái)調(diào)整光路。
（2）調(diào)整光學(xué)儀器的鏡面和光心位置：通過(guò)三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x并結(jié)合軟件里的數(shù)字化模型(只需要測(cè)量幾個(gè)點(diǎn))就可以得到鏡面位置和光心位置。將光心調(diào)整到光路上，調(diào)整鏡面水平旋轉(zhuǎn)的角度，使得現(xiàn)實(shí)中的光路與虛擬模型中的光路重合。
（3）調(diào)整終端的位置，保證終端接收到正確取向和位置的光。
3.在現(xiàn)實(shí)世界擺放光路時(shí)，首先從光源出發(fā)，一段一段調(diào)整光路，保證從光源發(fā)出的光的每一段光路都與提前 設(shè)計(jì)好的光路模型重合(可以不要求現(xiàn)實(shí)與模型中的光路完全等長(zhǎng)（因?yàn)槊恳欢喂饴返木唧w長(zhǎng)度不好確定），但要求現(xiàn)實(shí)中每一段光路的上的一部分線段與模型中的光路重合。具體操作需要結(jié)合實(shí)踐檢驗(yàn))。
4.根據(jù)實(shí)際效果確認(rèn)光路是否調(diào)整完成，滿足實(shí)驗(yàn)需求即可停止調(diào)整。

五、三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的選擇方法

選擇三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x是需要考慮的性能：

準(zhǔn)確度

首先要滿足測(cè)量所需的精度。

穩(wěn)定性

穩(wěn)定性是指設(shè)備的長(zhǎng)期性能表現(xiàn)一致。選擇穩(wěn)定性好的三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，可以保證測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性和重復(fù)性，從而提高工作效率并降低成本。

靈活性

靈活性是指設(shè)備適用于不同的測(cè)量任務(wù)和應(yīng)用場(chǎng)景。選擇靈活性好的三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，可以使其更加適用于多種測(cè)量任務(wù)，并能夠滿足不斷變化的制造需求。

可維護(hù)性

選擇易于維護(hù)和修理的三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，可以減少設(shè)備故障引起的停機(jī)時(shí)間，提高設(shè)備的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。

六、三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的使用方法

在使用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：（三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x構(gòu)成及原理簡(jiǎn)介 - 21ic電子網(wǎng)）

1.根據(jù)設(shè)備說(shuō)明書(shū)正確操作設(shè)備，掌握基本測(cè)量原理和方法。

2.在使用前做好設(shè)備的校準(zhǔn)工作，以保證測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確。

三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的校準(zhǔn)
由于三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x是一種高精度的測(cè)量設(shè)備，因此其校準(zhǔn)工作尤為重要。一般來(lái)說(shuō)，三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的校準(zhǔn)工作可分為以下幾個(gè)步驟：
1）環(huán)境校準(zhǔn)：首先需要對(duì)測(cè)量環(huán)境進(jìn)行校準(zhǔn)，包括調(diào)整機(jī)床主體的水平度和垂直度、消除周?chē)蓴_等。
2）傳感器校準(zhǔn)：接下來(lái)，需要對(duì)測(cè)量傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，以保證其測(cè)量精度。
校準(zhǔn)方法包括靜態(tài)校準(zhǔn)和動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)兩種，其中靜態(tài)校準(zhǔn)通常采用球棒法或平面法進(jìn)行，動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)則需要通過(guò)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行。
3）系統(tǒng)校準(zhǔn)：*后，需要對(duì)整個(gè)三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。
這包括了機(jī)床主體和測(cè)量傳感器之間的誤差補(bǔ)償、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的**控制以及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理等方 面。
4）維護(hù)保養(yǎng)
定期檢查加油情況：三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x需要經(jīng)常涂抹潤(rùn)滑油，以保證各個(gè)部件的靈活性和穩(wěn)定性。
預(yù)防塵土污染：三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x需要在干燥、潔凈的環(huán)境下使用，以避免灰塵和雜物對(duì)其精度產(chǎn)生影響。
合理操作使用：三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x使用時(shí)需要按照說(shuō)明書(shū)上的操作規(guī)范進(jìn)行，避免過(guò)度用力或不當(dāng)操作導(dǎo)致設(shè)備損壞。
及時(shí)維修更換：如果發(fā)現(xiàn)三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x出現(xiàn)故障或異常，應(yīng)及時(shí)聯(lián)系專業(yè)售后服務(wù)人員進(jìn)行維修更換。

3.保持良好的維護(hù)狀態(tài)，及時(shí)清理設(shè)備積灰和定期檢查設(shè)備各部件的磨損情況。

4.避免過(guò)度使用設(shè)備，避免設(shè)備過(guò)載和磨損，減少設(shè)備故障率。

5.在使用設(shè)備過(guò)程中要注意**，防止設(shè)備出現(xiàn)故障或意外事故。

七、結(jié)語(yǔ)

三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x是獲得三維空間中點(diǎn)的位置和幾何形狀的重要儀器，適合較大范圍的空間測(cè)量（量級(jí)從米到微米）。也有較大的靈活性（操作簡(jiǎn)捷、測(cè)量效率較高、可應(yīng)用的場(chǎng)景廣泛）。因此，在需要確定空間位置時(shí)，三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x是重要的可選項(xiàng)，且三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x數(shù)字化程度較高，可以和三維建模軟件結(jié)合進(jìn)行測(cè)量。

綜上所述，三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x是測(cè)量領(lǐng)域的重要儀器。使用各種各樣的三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量是信息時(shí)代獲得空間信息的重要手段，也是各種信息化，自動(dòng)化流程中不可缺少的一環(huán)。

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