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三坐标测量机(CMM)是一种以精密机械为基础,综合应用电子技术、计算机技术、光栅与激光干涉技术等先进技术的检测仪器。三坐标测量机的主要功能是:
(1)可实现空间坐标点的测量,数控机床厂可方便地测量各种零件的三维轮廓尺寸、位置精度等。测量精确可靠,万能性强。
(2)由于计算机的引入,可方便地进行数字运算与程序控制,并具有很高的智能化程度。因此,它不仅可方便地进行空间三维尺寸的测量,还可实现主动测量和自动检测。在模具制造工业中,三坐标测量机充分显示了在测量方面的万能性、测量对象的多样性。
(一)三坐标测量机的分类与构成
三坐标测量机按其工作方式可分为点位测量方式和连续扫描测量方式。点位测量方式是由测量机采集零件表面上一系列有意义的空间点,通过数学处理,求出这些点所组成的特定几何元素的形状和位置。连续扫描测量方式是对曲线、曲面轮廓进行连续测量,多为大、中型测量机。
根据三坐标测量机的结构形式及三个方向测量轴的相互配置位置的不同,三坐标测量机可分为悬臂式、桥式、龙门式、立柱式、坐标镗床式等,如图1—48所示。它们各有特点及相应的适用范围如下:
(1)悬臂式的特点是结构紧凑、数控机床厂工作面开阔、装卸工件方便、便于测量,但悬臂易于变形,且变形量随测量轴丁轴的位置变化,因此丁轴测量范围受限。
(2)桥式测量机结构刚性好,x、y、z方向的行程大,一般为大型机。
(3)龙门式的特点是龙门架刚度大,结构稳定性好,精度较高。由于龙门或工作台可以移动,使装卸工件方便,但考虑龙门移动或工作台移动的惯性,龙门式测量机一般为小型机。
(4)立柱式适合于大型工件的测量。
(5)坐标镗床式的结构与镗床基本相同,结构刚性好,测量精度高,但结构复杂,适用于小型工件。
三坐标测量机按测量范围可分为大型、中型和小型。按其精度可分两类:①精密型,一般放在有恒温条件的计量室,用于精密测量,分辨率一般为0.5~21lm;②生产型,数控机床厂一般放在生产车间,用于生产过程检测,并可进行末道工序的精加工,分辨率为5Flm或10怜m。
三坐标测量机的规格品种很多,但基本组成大致一样,主要由测量机主体、测量系统、控制系统和数据处理系统组成。