2。1 三维坐标测量简介

三维坐标测量，简称三维测量。三维测量主要用来测量物体（比如一些工件）在三维空间的位置（三维坐标）。通过接触或者非接触的方式测量物体，得到物体各点的三维坐标。得到这些三维坐标数据后，就对这些测量数据进行分析处理，进而获得需要的物体信息，实现相应的测量需求。三维坐标测量的测量内容包括定位精度、几何精度以及轮廓精度等等。

2。2 三种三维坐标测量仪文献综述

2。2。1 三坐标测量机

1、简介

三坐标测量机的定义：在三维空间（三维直角坐标系统）内测量物体三维坐标的设备。通常配有计算机系统，用来进行数据处理和相应的操作控制。三坐标测量机，英文简称CMM，它是典型的现代工业测量设备。CMM由两大部分组成：机械系统和电子系统。

三坐标测量机是测量尺寸数据的最有效的方法之一，它可以代替多种表面测量工具。三坐标测量机能够快速并且准确地评价尺寸数据，实时地为操作者提供产品的有用信息。这一点与传统工业测量有很大的区别。三坐标测量机的测量实际上是物体点的三维坐标的测量，也就是点的扫描。具体来说，就是将被测物体置于三维坐标测量空间，通过一定方式获得被测物体上点的三维坐标。然后经过一定的数学计算，得到被测物体的几何尺寸等信息。

2、三坐标测量机的组成

前面已经介绍过，CMM是由电子系统和机械系统两大部分组成。

1）、机械系统（主机）：由三个正交的直线轴X、Y、Z构成。如图2。3。1（a）所示。X、Y、Z三个方向轴所放的位置两两正交。X、Y、Z三个方向轴上都装有光栅尺，这三个光栅尺的功能是分别测量X、Y、Z坐标轴的位移值。主机还包括人工驱动的手轮和数控驱动的电机。三坐标测量机的测头装在Z方向轴上。测头的功能是接触被检测零件表面，达到测量点的三维坐标的目的。

2）、电子系统（控制系统）：一般由三个部分组成，分别是测头信号接口、光栅计数系统和计算机。其功能是得到被测点的三维坐标数据，并对数据进行处理与分析。

图2。3。1(a)  三坐标测量机的组成来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-

1—工作台   2—移动桥架   3—中央滑架   4—Z方向轴   5—测头   6—电子系统

3、三坐标测量机的工作原理

三坐标测量机的工作原理：当要测量某些几何元素的时候，首先测量这些几何元素上一些点坐标。在测得这些点的坐标后，根据坐标值数据，通过数学方法求出几何尺寸以及误差。如图2。3。1(b)所示，是测量工件上一圆柱孔的直径的原理。在垂直于圆柱孔轴线的截面I内，用测头分别去接触测量圆柱孔壁上三个点1、2、3。三点确定一个圆，有了这三点的坐标值，就能计算出圆柱孔的圆心坐标和直径。若接触测量更多的点，利用最小二乘法原理可以计算出圆的圆度误差。从原理上说，CMM可以对任何工件的任何几何元素进行测量。