多測頭坐標測量機（CMM）是什么？

傳統上，測量是使用手動工具或光學比較器目測進行的。然而，這些工具需要大量時間并且準確性有限。另一方面，坐標測量機 (CMM)使用坐標處理技術測量零件的高度、寬度和深度。此外，此類機器可以自動測量目標，記錄測量數據，并獲得 GD&T 測量值。

多測頭坐標測量機 (CMM) 要么是使用接觸式探針的接觸模型，即用于執行測量的球形物體，要么是使用其他方法（例如相機和激光）的非接觸模型。一些專為汽車行業設計的型號甚至可以測量尺寸大于 10m的目標。

多測頭坐標測量機（CMM）的優勢：

多測頭坐標測量機（CMM）的優點是可以高精度地測量用其他測量機難以測量的物品。例如，很難用卡尺或千分尺等手動工具從虛擬原點測量特定點（孔等）的三維坐標。此外，使用其他測量機難以使用虛擬點和虛擬線以及幾何公差進行測量，但可以使用 3D CMM 機進行測量。

多測頭坐標測量機 (CMM) 零件：

大多數 CMM 通常是橋式或龍門式。將附在探頭前端的球面接觸點應用于載物臺上的物體，指定并測量三個維度（X、Y、Z）的坐標值。主要用于汽車零件和各種機械零件等模具的三維測量，原型等三維物體的三維測量，以及與圖紙的差異測量。

三坐標測量機 (CMM) 配件：

觸控筆/探針尖，端
接觸式三坐標測量機的測針通常具有球形直徑。探頭尖，端通常使用硬質材料 - 紅寶石和氧化鋯是常見的。
除了球形之外，還可以使用具有鋒利尖，端的針型。

花崗巖臺
為了實現高精度的測量，三坐標測量機的表面通常是由石頭制成的平臺。石材面板隨著時間的推移形狀變化非常小，不易劃傷，因此具有可以長期穩定使用的優點。

夾具
使用坐標測量機的更關鍵的工具之一是用于將測量目標固定到位的夾具。
測量目標固定的原因是在 CMM 操作期間不會移動，因為零件移動會導致錯誤。通常使用固定板、夾具和磁鐵等工具

空氣壓縮機和干燥機
機械驅動的坐標測量機需要帶有干燥器的空氣壓縮機。可以找到標準橋式或龍門式 CMM。

軟件
多測頭坐標測量機的軟件大致有兩種。第，一個是每個測量機制造商獨立開發的用于自己的測量機的軟件。
二是第，三方開發的軟件，可供多家廠商的測量儀器使用。

如何使用坐標測量機 (CMM)：

測量前將測量目標放在計量實驗室中至少 5 小時，以使目標調整到室溫（通常為 68°F）。這將防止由于熱膨脹引起的測量誤差和差異。通過手動或使用控制 PC 將探頭引導到所需的測量位置來執行測量。CMM 將記錄探頭位置的 X、Y、Z 坐標。隨著點的繼續進行，系統軟件將計算指定的尺寸，例如直徑、長度、角度和其他關鍵尺寸。

測針校準（探頭校準）：

為了準確地開始測量，必須對與物體接觸的觸針（探針尖，端）進行校準，原因有兩個。首先是識別手寫筆的球心坐標。二是設置測針球體直徑。通過設置直徑，可以通過將半徑從實際接觸點（球體外部）偏移到球體中-心坐標來計算。對于校準，通常使用具有已知球形度的球體，稱為參考球體。

使用注意事項：

雖然有些型號可以進行 0.1 μm 量級的測量，但正確使用和管理對測量精度至關重要。驗證使用過程中活動部件水平和垂直移動。此外，使用測量標準或類似物體檢查指示錯誤。為了執行準確的測量，在計量實驗室中讓目標溫度調整到室溫至關重要。或者，必須設置測量參數以校正任何溫差。對于接觸式測頭，確保測頭在測量過程中以恒定速度接觸目標是很重要的。

維護和校準：

定期三坐標測量機需要定期維護和檢查，以便連續進行高精度測量。尤其是采用滑動部件機械驅動的橋式三坐標測量機，需要定期更換磨損部件、潤滑和清潔系統以獲得好的性能。

三坐標測量機 (CMM) 操作員培訓：

小心處理坐標測量機通常需要高-級操作員技能。通常，CMM 程序員是訓練有素的計量專業人員。CMM 編程器不僅需要正確檢查，而且如果使用不當，CMM 可能會損壞，從而導致高昂的維修成本。出于這個原因，需要全職檢查員，并且大量培訓是操作的先決條件。

三坐標測量機 (CMM) 測量：

坐標和對齊
CMM 通常具有在對象中設置的設備坐標系。
設備坐標系由設備定義，例如橫向移動的軸的方向為X軸，垂直于臺面的方向為Z軸。因此，根據被測物體的方位，可能與物體本身的參考平面或參考線不同。由于將其物理放置在機器坐標上既困難又不準確，因此根據對象的參考平面或參考線設置工作坐標系。這樣，將工件的方向與參考坐標的方向對齊稱為對齊。

如何設置坐標
設置工作坐標系需要三個信息。
第，一個是作為參考平面的平面，垂直于該平面的方向是 Z 軸。
第，二條線為參考線，一般為X軸，垂直方向為Y軸。直線可以直接從物體上測得，也可以是用虛擬線連接兩個不同點（如兩個孔）的直線。

第，三點是原點。這個原點是X、Y、Z各坐標值的0點。也可以指定一個特定的點（例如，特定孔的中-心點）作為原點，也可以指定一個虛擬點（交點）兩條直線相交的地方。

測量尺寸和 3D 特征
通常，用戶會通過軟件菜單選擇稱為“元素”的測量目標，例如平面并開始測量。在接觸式坐標測量機的情況下，使觸針尖，端與待測物體接觸，并獲取測量點。通過測量為每個元素指定的zui小測量點數來測量元素。如果測量點的數量進一步增加，通常采用zui小二乘法計算。
除了平面，測量元素還包括線、點、圓、圓柱、圓錐和球體。
通過計算被測元素之間的距離和角度來測量尺寸和 3D 形狀。

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