三座標測量機實驗
一、實驗目的
了解三座標測量機的結構、原理和應用，熟悉檢測過程並且掌握基本使用方法。
二、實驗裝置
1.規格
測量範圍：x-600mm、y-450mm、z-300mm解析度：0.001mm
結構形式與特徵：固定橋式、氣浮導軌、花崗岩工作台測量系統：金屬反射式光柵
測量精度：各軸(3+3l/1000) um（l-測量長度）重複性：σ=1um
控制方式：手動，用手可輕快地將測量頭移動到測量點上，x，y方向微動可用馬達驅動。
探針形式：機械硬測頭和3d訊號觸頭。2.儀器構造與組成
如圖所示的測量機由底座、工作台、立柱、xyz導軌組成，配有微型計算機資料處理裝置，由印表機輸出測量結果，繪圖儀繪製輪廓圖形，還有各種探頭，另配有電傳感微儀以及檢具和工具等。
3.儀器特徵
1）x、y、z三條導軌組成橋式結構。採用空氣靜壓導軌，當供氣壓力保持恆定時，在導軌面間形成的氣墊間隙保持不變，導軌運動時幾乎無摩擦，輕便靈活且穩定性好，導向精度高。
2）x、y軸用機動微調，當鎖緊x、y軸後，按下驅動開關8，馬達就會驅動絲槓轉動。x、y軸可分別以快（0.26mm/min）、慢（0.
013mm/min）兩檔速度移動，z軸用手動微調。
3）採用光柵式測量系統。反射式金屬光柵尺直接用螺釘固定在測量機的導軌上。4）花崗石工作台穩定性和抗振性好，不易變形。
5）測量資料可通過鍵盤、腳踏開關輸入和用三維電子觸發式探頭輸入。探頭徑向測力0.15~0.20n,軸向測力0.60n。
6）工件的定位比較方便，可通過對工件的基準邊、基準孔或幾個參考點進行測量後，由計算機確定工件的座標系。在測量過程中，計算機可自動將每個測量點的資料由機器座標轉換成工件座標。
7）計算機可通過軟體來補償測量頭半徑並完成多種幾何運算和測量資料處理。8）由於採用「學習程式」，在測量成批零件時，按照第乙個工件的測量操作次序，把測量的程式記憶貯存起來。在測量以後工件時，由計算機自動連續順序執行程式，而不必操作鍵盤，可大大提高測量效率。
9）測量機附有中心顯微鏡，可進行非接觸測量。備有多種機械式測量頭，用於測量輪廓形狀。
10）由計算機螢幕顯示，並由印表機列印測量結果，由繪圖儀繪出輪廓截面圖形。
三、實驗原理
三座標測量機所使用的標準器是光柵尺。反射式金屬光柵尺固定在導軌上，讀數頭（指示光柵）與其保持微小間隙安裝在滑架上，當讀數頭隨滑架沿導軌連續運動時，由於光柵所產生的莫爾條紋的明暗變化，經光電元件接受，將測量位移所得的光訊號轉化成週期變化的電訊號，經電路放大、整形、細分處理成計數脈衝，最後顯示出數字量。當探頭移到空間某個點位置時，計算機螢幕上立即顯示出x、y、z方向的座標值。
測量時，當三維測頭與工件接觸瞬間，測量頭向座標測量機發出取樣脈衝，鎖存此時的球測量頭球心的座標。對表面進行幾次測量，即可求得其空間座標方程，確定工件的尺寸和形狀。
四、實驗內容及結果
本次實驗使用三座標測量機測量給定輪廓的尺寸，待測輪廓尺寸如下圖所示。輪廓尺寸包括：直線尺寸1#，直線夾角2#，球的直徑3#，圓孔內徑4#、5#、6#，圓柱外徑7#，平面距離8#，圓6的圓度9#。
除圓度測量外，其它輪廓尺寸測量均在同乙個工件座標系內，原點為o1，x、y方向如圖所示。圓度測量需要重新建立乙個工件座標系。測量時，根據不同的測量物件型別，通過鍵盤向計算機輸入固定的程式**，再按照相應程式的要求進行操作，計算機能自動計算出測量結果。
待測輪廓尺寸圖
測量資料及圖紙給定資料見下表(長度單位mm)
編號1#1#2#3#4#5#6#7#8#9#
圖紙資料141±0.05145.8±0.
05135°±1025.4±0.0114±0.
0520±0.0530±0.0515±0.
058.6±0.1
--實測資料140.855145.010135.1255°25.37914.19620.02029.96214.9688.7380.010
分析表中資料不難發現，實測資料均超過圖紙給定資料的極限範圍。但考慮到實驗中的人為誤差，三座標測量機的測量精度是能夠滿足要求的，實際上，該型號測量機的測量精度可達(3+1000)，屬於精密測量。
3五、結束語
三座標測量機是三維尺寸的測量裝置，能檢測複雜形狀的工件，如箱體、模具、外殼、發動機零件和空間曲面，特別適宜檢測立體工件和曲面，它能解決常用的二個座標的萬能測量顯微鏡等儀器所不能解決的測量問題，可大大提高測量效率。三座標測量機廣泛應用於機械製造、電子工業、****、航空和國防工業等。通過實際操作三座標測量機來測量輪廓尺寸，了解掌握其基本的使用方法，使大家對精密測量有了具體的感受和認識。
十分感謝老師詳細的講解，我們收穫了很多。
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