坐標測量技術(shù)課件

三坐標測量技術(shù)三坐標測量技術(shù)

第一章概述1

第二章坐標測量機的結(jié)構(gòu)2

第三章坐標測量機測頭及控制系統(tǒng)3

第四章坐標測量機的軟件45提綱第一章概述1第二章坐標測量機的結(jié)構(gòu)2第三1.概述1.概述1.概述（續(xù)）通過運轉(zhuǎn)探測系統(tǒng)，測量工件表面空間坐標的測量系統(tǒng)。(ISO10360-1:2000)1.概述（續(xù)）1956年英國Ferranti公司，第一臺坐標測量機的出現(xiàn)(光柵的出現(xiàn))1963年，DEA推出大型機(2500x1600x600mm)1972年，Renishaw推出接觸式觸發(fā)測頭

1973年，ZEISS、Leitz推出掃描測頭1974年，Brown&Sharpe推出CNC數(shù)控測量機1989年，Brown&Sharpe推出基于CAD系統(tǒng)的測量軟件

2001年，Wilcox推出DCI、DCT技術(shù)2003年，Hexagon推出EMS概念及面向任務(wù)的測量解決方案.2005年，Hexagon推出多尺寸測量范疇(大、中、微尺寸)概念1.概述（續(xù)）1956年英國Ferranti公司，第一臺坐標測量機的出現(xiàn)(1.1第一個里程第一臺坐標測量機的誕生1.1第一個里程第一臺坐標測量機的誕生1.1第二個里程碑接觸斷開觸發(fā)測頭和比例測頭的出現(xiàn)把測量機精度提到微米及亞微米級，并為應(yīng)用計算機處理及數(shù)控打下了基礎(chǔ)。1.1第二個里程碑接觸斷開觸發(fā)測頭和比例測頭的出現(xiàn)把測量機精1.1第三個里程碑CMMsMEASURINGROBOTSCNC測量機及其附件的出現(xiàn)，使測量機成為制造產(chǎn)業(yè)鏈中不可缺少的一員。1.1第三個里程碑CMMsMEASURINGROBOTSC1.1第四個里程碑3、利用CAD數(shù)據(jù)自動找正工件1、利用標準的協(xié)議下載工件模型2、圖形化選擇測頭/測座配置5、脫機狀態(tài)模擬測頭的運行軌跡，進行程序調(diào)試4、點擊CAD模型上的特征，自動產(chǎn)生檢測程序6、測量機全面模擬功能，進行碰撞檢測7、圖形化顯示檢測結(jié)果8、尺寸偏差的圖形化診斷9、CAD與工件比較CAD的結(jié)合，特別是DCI/DCT技術(shù)的應(yīng)用。測量機不再是消極的GO/NOGO的作用，而被用作逆向設(shè)計、生產(chǎn)監(jiān)測、信息統(tǒng)計、反饋的重要手段。1.1第四個里程碑3、利用CAD數(shù)據(jù)自動找正工件1、利用標準RESULTSDATABASEOFFLINEPARTPROGRAMMINGMAINSERVERREMOTEACCESSREPORTINGOPTICALGAGESARTICULATEDARMSMACHINETOOLSPRESETCADMANUALGAGESPHOTOGRAMETRYSYSTEMSCMMsMEASURINGROBOTS面向?qū)ο蠛腿蝿?wù)的EMS系統(tǒng)：整個企業(yè)的幾何量測量均有坐標測量的共同特性，軟件可以通用、共享、互補，利用計算機數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)把產(chǎn)品的設(shè)計、加工和評價無縫連接起來。1.1.5第五個里程碑1.1第五個里程碑RESULTSOFFLINEMAINSERVERREM大尺寸地球山脈城市建筑中等尺寸

飛機汽車貨車火車小尺寸

工業(yè)零件電子零件納米生物電子構(gòu)造宇宙空間行星星際銀河系<1000Km<10m<100um<20um<0.3um多尺寸測量的機念：幾何量的測量無所不在，坐標測量的概念、軟件的處理方法和探測系統(tǒng)均有它的通用性或相似性。1.1第六個里程碑大尺寸中等尺寸小尺寸納米宇宙空間<1000Km<10m<中國坐標測量機行業(yè)；70年代的先行者：天大、新天、上機等；80年代許可證生產(chǎn)：

303，新天、上機；90年代形成基地：前哨、303。41.2中國坐標測量機行業(yè)中國坐標測量機行業(yè)；41.2中國坐標測量機行業(yè)globalimagepmm-c1.2中國坐標測量機行業(yè)（續(xù)）globalimagepmm-c1.2中國坐標測量機行業(yè)（三大集團的形成：?？怂箍?31,000臺測量機), Zeiss,Mitutoyo；面向市場的普及型測量機,特別是汽車工業(yè)的需求軟件,測量機的行業(yè)化特點,鈑金件，曲面，難測零件；改造測量機市場的形成；應(yīng)用由產(chǎn)品測量到研發(fā)產(chǎn)品,CＡＤ的結(jié)合，逆向工程的應(yīng)用；51.2中國坐標測量機行業(yè)（續(xù)）三大集團的形成：?？怂箍?31,000臺測量機),1.3幾何量計量

幾何量計量包括量塊、線紋、角度、平直度、表面粗糙度、齒輪測量、工程測量、坐標測量、萬能量具、經(jīng)緯儀類儀器、幾何量類儀器。計量包括：測量對象、測量工具、測量方法以及測量環(huán)境。1.3幾何量計量幾何量計量包括量塊、線紋、角度、平直1.4常用術(shù)語的定義1.4常用術(shù)語的定義1.5量值傳遞1.5量值傳遞1.6坐標測量的定義

坐標測量是一種用于測量零件或部件的幾何尺寸、形狀和相互位置的測量方法，通過測量空間任意的點、線、面以及相互位置，獲得被測量幾何型面上各測點的幾何坐標尺寸，再由這些點的坐標值經(jīng)過數(shù)學(xué)運算求出被測零部件的幾何尺寸和形狀位置誤差。這些空間坐標值既可以是一維的，也可以是二維和三維的坐標值。

1.6坐標測量的定義坐標測量是一種用于測量零1.7工程測量的定義

工程測量也可以稱為精密測量，包含的內(nèi)容較多，主要有形狀和位置誤差的測量。形狀和位置誤差是零件制造誤差的組成部分，可以影響到零件的功能和裝配互換性。按形位公差的國家標準，形狀誤差包括直線度、平直度、圓度、圓柱度、線輪廓度、表輪廓度。位置誤差包含平行度、垂直度、傾斜度、同軸度、對稱度、位置度、圓跳動和全跳動。

1.7工程測量的定義工程測量也可以稱為精密儀器及機械研究所luozai@1.8形位公差精密儀器及機械研究所主機控制系統(tǒng)測量軟件2.坐標測量機的結(jié)構(gòu)主機控制系統(tǒng)測量軟件2.坐標測量機的結(jié)構(gòu)根據(jù)中華人民共和國國家標準(GB/T16857.2)規(guī)定，三坐標測量機是一種使用時基座固定，能產(chǎn)生至少三個線位移或角位移，通過探頭系統(tǒng)與工件的相對移動，探測工件表面點三維坐標的測量系統(tǒng)。2.坐標測量機的結(jié)構(gòu)（續(xù)）根據(jù)中華人民共和國國家標準(GB/T16857.2)規(guī)定2.1坐標測量機的結(jié)構(gòu)形式2.2坐標測量機的結(jié)構(gòu)材料2.3坐標測量機的傳動裝置2.4坐標測量機導(dǎo)軌與軸承2.5坐標測量機的平衡裝置2.6光柵2.坐標測量機的結(jié)構(gòu)（續(xù)）2.1坐標測量機的結(jié)構(gòu)形式2.坐標測量機的結(jié)構(gòu)（續(xù)）坐標測量機的結(jié)構(gòu)形式2.1坐標測量機的結(jié)構(gòu)形式坐標測量機的結(jié)構(gòu)形式2.1坐標測量機的結(jié)構(gòu)形式工作臺：固定不動主軸：沿Z向運動滑架：沿橫梁導(dǎo)軌X向運動橋架：沿工作臺的導(dǎo)軌Y向運動橫梁：隨橋架運動2.1.1活動橋式工作臺：固定不動主軸：沿Z向運動滑架：沿橫梁導(dǎo)軌X向運動橋架Global測量機移動橋式坐標測量機是目前中小型測量機的主要機型。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，剛度好，開敞性好，承載能力較強，工件質(zhì)量對測量機的動態(tài)性能沒有影響。缺點：橋架單邊驅(qū)動，Y向光柵尺在工作臺一側(cè)，在Y方向有較大的阿貝臂，會引起較大的阿貝誤差。2.1.1活動橋式（續(xù)）Global測量機移動橋式坐標測量機是目前中小型測量機的主要精密儀器及機械研究所luozai@固定基座工作臺：沿基座導(dǎo)軌Y向運動橋架：固定不動滑架：沿橫梁導(dǎo)軌X向運動橫梁：固定不動主軸：沿Z向運動2.1.2固定橋式精密儀器及機械研究所PMM-C測量機精度最高的測量機往往采用這種結(jié)構(gòu)形式。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，剛性很好。Y向的光柵尺和驅(qū)動機構(gòu)可以設(shè)置在工作臺下方中部，X向阿貝臂小。缺點：因為被測工件放置在運動工作臺上，降低了機器的運動速度，承載能力相對小一些。2.1.2固定橋式（續(xù)）PMM-C測量機精度最高的測量機往往采用這種結(jié)構(gòu)形式。2.1固定立柱橫梁：沿立柱導(dǎo)軌Y向運動滑架：沿橫梁導(dǎo)軌X向運動主軸：沿Z向運動2.1.3龍門式（高架橋式）固定立柱橫梁：沿立柱導(dǎo)軌Y向運動滑架：沿橫梁導(dǎo)軌X向運動主軸LAMBDA測量機龍門式坐標測量機一般為中大型測量機。優(yōu)點：減少了移動部分質(zhì)量，有利于精度及動態(tài)性能的提高。龍門式測量機最長可到數(shù)十米，由于其剛性要比水平臂式好，因而對大尺寸而言可具有足夠的精度。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要求較好的地基；立柱影響操作的開闊性；單邊驅(qū)動，Y向光柵尺在立柱一側(cè)，在Y方向有較大的阿貝臂，會引起較大的阿貝誤差，所以大型龍門式坐標測量機采用雙光柵/雙驅(qū)動模式。2.1.3龍門式（高架橋式）（續(xù)）LAMBDA測量機龍門式坐標測量機一般為中大型測量機。2.1工作臺：固定不動L橋架：沿主導(dǎo)軌Y向運動主導(dǎo)軌：固定不動，與工作臺組成L形滑架：沿橫梁導(dǎo)軌X向運動橫梁：隨橋架運動主軸：沿Z向運動2.1.4L型橋式工作臺：固定不動L橋架：沿主導(dǎo)軌Y向運動主導(dǎo)軌：固定不動，與ZOO3L測量機L型橋式是綜合了活動橋式和龍門式優(yōu)缺點的測量機，

主要應(yīng)用于中型坐標測量機。優(yōu)點：有活動橋式的平臺及工作開敞性，又像龍門式減少了移動的質(zhì)量。缺點：要注意輔腿的熱膨脹設(shè)計，應(yīng)與主腿相近，以免影響垂直度

2.1.4L型橋式（續(xù)）ZOO3L測量機L型橋式是綜合了活動橋式和龍門式優(yōu)缺點的測量固定式主導(dǎo)軌鞍座：沿主導(dǎo)軌X向運動滑架：沿立柱Z向運動立柱：固定在鞍座上水平臂：Y向運動2.1.5水平臂式固定式主導(dǎo)軌鞍座：沿主導(dǎo)軌X向運動滑架：沿立柱Z向運動立柱：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，空間開闊，在Ｘ方向很長，Ｚ向較高，是大型薄壁類工件測量的理想工具,如白車身，車門等。缺點：水平臂變形較大，精度較底。TORO測量機2.1.5水平臂式（續(xù)）優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，空間開闊，在Ｘ方向很長，Ｚ向較高，是大型薄壁固定式底座工作臺：沿X/Y向運動主軸：沿Z向運動固定式立柱2.1.6立柱式（坐標鏜式）固定式底座工作臺：沿X/Y向運動主軸：沿Z向運動固定式立柱2固定式底座工作臺：沿X向運動立柱：沿Y向運動主軸：沿Z向運動2.1.7移動工作臺懸臂測量機固定式底座工作臺：沿X向運動立柱：沿Y向運動主軸：沿Z向運動固定式工作臺主軸：沿Z向運動滑架：沿Y向運動懸臂：沿X向運動2.1.8固定工作臺懸臂測量機固定式工作臺主軸：沿Z向運動滑架：沿Y向運動懸臂：沿X向運動測量機的結(jié)構(gòu)材料2.2測量機的結(jié)構(gòu)材料測量機的結(jié)構(gòu)材料2.2測量機的結(jié)構(gòu)材料2.2.1對測量機材料的總體要求導(dǎo)熱性好，以免外界有溫度變化時形成構(gòu)件內(nèi)部的溫度梯度，引起變形；熱膨脹系數(shù)小，以免溫度變化引起過大的伸長縮短；比較大的彈性模量(剛性)，以免受力后有較大的變形；高的硬度及耐磨性，保證不易劃傷、磨損；較高的強度，不易斷裂；運動部分的材料要求比重小，減小由于測量機的高速、高加速運動而產(chǎn)生的測量機慣性力；材料吸水率小，以免受潮變形（較差的花崗石的吸水性能，足以引起微米級的變形）；工藝性好，易于加工；成本要低。2.2.1對測量機材料的總體要求導(dǎo)熱性好，以免外界有溫度變化2.2.2測量機固定部分的材料對測量機的固定部分要求：剛性好、受溫度影響的變形?。ㄏＭY(jié)構(gòu)的變形只是線性，以易于軟件補償）、結(jié)構(gòu)簡單、成本低。中小型橋式測量機的固定部分，特別是工作臺大部件一般采用花崗石，較小的部件采用鋁合金材料(電機支架，傳動支架)；有時為了增加剛性采用整體結(jié)構(gòu)（例如花崗石臺面與導(dǎo)軌）大型龍門式測量機、水平臂測量機的固定部分，大部分采用用鋼、鑄鐵。2.2.2測量機固定部分的材料對測量機的固定部分要求：剛性好測量機運動部分的材料主要有：1，鋁合金2，陶瓷及其復(fù)合材料3，鋼、鑄鐵4，花崗石2.2.3測量機運動部分的材料測量機運動部分的材料主要有：2.2.3測量機運動部分的材料2.2.4鋁材料應(yīng)用良好的傳導(dǎo)性能的鋁合金，結(jié)合了對稱結(jié)構(gòu)和涂層技術(shù)，消除了由于不統(tǒng)一的溫度溫度分布所產(chǎn)生的大部分誤差；較鋼、花崗石或陶瓷，熱平衡能力提高了5－180倍；鋁合金線性的膨脹和收縮，保證了機器的垂直度。在高速情況下不產(chǎn)生歪斜2.2.4鋁材料應(yīng)用良好的傳導(dǎo)性能的鋁合金，結(jié)合了對稱結(jié)構(gòu)和坐標測量機的傳動裝置2.3坐標測量機的傳動裝置坐標測量機的傳動裝置2.3坐標測量機的傳動裝置懸臂結(jié)構(gòu)運動中測量測頭采點軟件計算因此材料、結(jié)構(gòu)、連接、軸承、傳動、控制系統(tǒng)、測頭及測量軟件都影響測量機的性能。2.3.1測量機結(jié)構(gòu)及工作特點懸臂結(jié)構(gòu)2.3.1測量機結(jié)構(gòu)及工作特點

當(dāng)被測物體不與光柵在同一直線上時，由于運動的不平穩(wěn)引起的角擺及相應(yīng)的偏置（阿貝臂），即光柵讀數(shù)和實際觸發(fā)點坐標不一致，造成了阿貝誤差（擺角×阿貝臂）。因此，測量機測頭處的運動特性決定了測量機取點坐標的精度。2.3.2測量機測點誤差的產(chǎn)生當(dāng)被測物體不與光柵在同一直線上時，由于運動的不平穩(wěn)機械傳動裝置可分為兩大部分：減速器傳動：傳動又可分為摩擦傳動和嚙合傳動兩類。2.3.3測量機的傳動裝置機械傳動裝置可分為兩大部分：2.3.3測量機的傳動裝置選擇減速比的原則:由于測量機速度變化的范圍大，減速比過小使電機經(jīng)常在超低速狀態(tài)下運行（特別是在觸測速度時，則電機轉(zhuǎn)速可達0.6轉(zhuǎn)/分以下），而電機在超低速情況下機械特性很軟；若減速比過大，用一級減速器體積太大，二級減速器效率及剛性下降，所以一般用下述方法推算:即電機一轉(zhuǎn)時測量機相應(yīng)軸移動12-24mm。目前減速器大部分用多楔帶或同步帶傳動，兩者分別用于電機功率較小及較大的情況，這兩種傳動的反向間隙均較小。減速器選擇減速比的原則:由于測量機速度變化的范圍大，減速比過小使減速器（續(xù)）減速器（續(xù)）摩擦傳動的原理：靠摩擦力傳動，正常運動時保持滾動摩擦或無相對滑動；而煞車時，變滾動摩擦為滑動摩擦；不打滑的條件為實際摩擦力小于最大允許摩擦力；這里我們可以看到保持正常傳動及制動時均與正壓力有關(guān)，所以控制正壓力是摩擦傳動的關(guān)鍵因素之一。正壓力過大及位置不當(dāng)會造成傳動件的變形及過早磨損。摩擦傳動的優(yōu)點：無間隙、低成本，因此在低速傳動中往往作為優(yōu)選。摩擦傳動的分類：轉(zhuǎn)動鋼帶傳動、固定鋼帶傳動、直接摩擦傳動、固定桿傳動、斜輪傳動。摩擦傳動摩擦傳動的原理：靠摩擦力傳動，正常運動時保持滾動摩擦或無相對轉(zhuǎn)動鋼帶傳動的結(jié)構(gòu)：減速器最后一級安裝的主動鋼帶輪為一端，另一端為從動鋼帶輪，轉(zhuǎn)動的鋼帶在直線段與被傳動對象連接，電機轉(zhuǎn)動時通過鋼帶來動傳動對象,如下圖所示；

轉(zhuǎn)動鋼帶結(jié)構(gòu)的特點：轉(zhuǎn)動鋼帶的傳動原理同一般皮帶傳動,但鋼帶的剛性要好，在頻繁換向，松邊和緊邊交替變換期間變形小，在中小載荷時不易振動，但鋼帶在與鋼帶輪經(jīng)常接觸處，由于反復(fù)彎折會出現(xiàn)疲勞裂紋，因此鋼帶一般要薄，鋼帶輪直徑不小于40mm；鋼帶與被傳動物體的連接點要找正，不要使鋼帶受橫向附加力，亦要使鋼帶運動的軌跡直線與相應(yīng)的導(dǎo)軌相平行；轉(zhuǎn)動鋼帶傳動的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易于維修，無間隙傳動，適于低速輕載；轉(zhuǎn)動鋼帶傳動的缺點：不適于高速、高加速及重載情況,疲勞破壞是要注意的方面。

轉(zhuǎn)動鋼帶傳動轉(zhuǎn)動鋼帶傳動的結(jié)構(gòu)：減速器最后一級安裝的主動鋼帶輪為一端，另轉(zhuǎn)動鋼帶傳動（續(xù)）轉(zhuǎn)動鋼帶傳動（續(xù)）固定鋼帶傳動的結(jié)構(gòu)：此類傳動中鋼帶不動，兩端張緊；在鋼帶兩側(cè),一側(cè)為由電機減速器帶動的主動摩擦輪，另一側(cè)為被動的夾緊輪，電機及摩擦輪均裝在運動部件上,運動時候像火車在導(dǎo)軌上運動一樣，摩擦輪的轉(zhuǎn)動帶動自身及運動部件一起運動。

固定鋼帶傳動的特點：固定鋼帶可以略厚一些，但要求鋼帶厚薄均勻平直，安裝時鋼帶要與相應(yīng)導(dǎo)軌平行；摩擦輪不應(yīng)讓鋼帶受較大的橫向力，以免影響精度，常常為人忽略的是摩擦輪軸線應(yīng)與運動方向垂直又要與鋼帶表面平行，否則,會引起相應(yīng)軸向的附加角度轉(zhuǎn)動，影響精度。固定鋼帶傳動的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，剛性比轉(zhuǎn)動鋼帶的結(jié)構(gòu)要好，無鋼帶疲勞問題，但對摩擦輪的跳動、耐磨，摩擦系數(shù)均有要求，調(diào)整要求較高，適于中速輕載。固定鋼帶傳動的缺點：由于為線接觸,要較大的正壓力才能有較大的摩擦力;摩擦輪的質(zhì)量、安裝、磨損影響測量機精度；電機及摩擦輪的溫度會影響導(dǎo)軌精度，進而影響測量機的精度；此類傳動中電機、減速器及摩擦輪均為運動部件，這部分的質(zhì)量會降低測量機的動力性能。

固定鋼帶傳動固定鋼帶傳動的結(jié)構(gòu)：此類傳動中鋼帶不動，兩端張緊；在鋼帶兩側(cè)固定鋼帶傳動（續(xù)）固定鋼帶傳動（續(xù)）直接摩擦傳動直接摩擦傳動的結(jié)構(gòu)：此類傳動中摩擦輪直接與Z軸或水平臂接觸；在Z軸或水平臂兩側(cè)，一側(cè)為由電機減速器帶動的主動摩擦輪，另一側(cè)為被動的夾緊輪，電機及摩擦輪均裝在固定部件上,運動時摩擦輪轉(zhuǎn)動帶動Z軸或水平臂運動。

直接摩擦傳動的特點：摩擦輪直接與Z軸或水平臂接觸，要求主付輪對Z軸或水平臂有一定的壓緊力用于傳動，而又要求摩擦輪不會使Z軸或水平臂發(fā)生較大的橫向變形，以免影響精度。摩擦輪軸線應(yīng)與運動方向垂直又要與Z軸或水平臂表面平行，否則，會引起相應(yīng)軸向的附加角度轉(zhuǎn)動，影響精度。直接摩擦傳動的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，剛性比轉(zhuǎn)動鋼帶的結(jié)構(gòu)要好，無鋼帶疲勞問題，但對摩擦輪的跳動、耐磨，摩擦系數(shù)均有要求，調(diào)整要求較高，適于中速輕載。直接摩擦傳動的缺點：摩擦輪的質(zhì)量、安裝、磨損影響測量機精度；電機及摩擦輪的溫度會影響導(dǎo)軌精度，進而影響測量機的精度；

Z軸或水平臂的質(zhì)量、安裝、磨損也影響測量機精度，因此對Z軸或水平臂提出了耐磨的要求。

直接摩擦傳動直接摩擦傳動的結(jié)構(gòu)：此類傳動中摩擦直接摩擦傳動（續(xù)）直接摩擦傳動（續(xù)）固定桿傳動的結(jié)構(gòu)：此類傳動中摩擦輪直接與桿接觸；在桿兩側(cè)，一側(cè)為由電機減速器帶動的主動摩擦輪，另一側(cè)為被動的夾緊輪，桿的橫截面可以是圓型或方型，若為圓截面的摩擦桿，則主動摩擦輪往往作成V型。固定桿傳動的特點：桿有好的圓柱度及平直度，還要求表面的硬度及耐磨性，桿與輪的硬度應(yīng)匹配，桿應(yīng)保持與相應(yīng)的導(dǎo)軌平行，摩擦輪要有足夠的夾緊力，但又不應(yīng)讓桿受較大的橫向變形，以免影響精度；對摩擦輪的跳動、耐磨、高摩擦系數(shù)均有要求。摩擦輪軸線應(yīng)與運動方向垂直又要與桿表面平行，否則，會引起相應(yīng)軸向的附加角度轉(zhuǎn)動，影響精度。固定桿傳動的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，剛性比鋼帶的結(jié)構(gòu)要好，無鋼帶疲勞問題，調(diào)整要求較高，適于中速輕載。固定桿傳動的缺點：摩擦輪及桿的質(zhì)量、安裝、磨損影響測量機精度，因此對桿提出了耐磨的要求；電機及摩擦輪的溫度會影響導(dǎo)軌精度，進而影響測量機的精度；另外由于桿不能太長，此類結(jié)構(gòu)只適用于中小型測量機。

固定桿傳動固定桿傳動的結(jié)構(gòu)：此類傳動中摩擦輪直接與桿接觸；在桿兩側(cè)，一固定桿傳動（續(xù)）固定桿傳動（續(xù)）斜輪傳動（轉(zhuǎn)動桿傳動）結(jié)構(gòu):在兩個截面的每一個截面上各有三個圓周均布成一定角度的軸承，中心穿一圓桿，各軸承對圓桿均有相同的升角，軸承與圓桿形成了一個無槽滾珠絲杠，軸承的升角決定了螺距，傳動時主動件為圓桿，它由電機直接或通過減速器帶動轉(zhuǎn)動（桿無軸向移動），帶軸承的滑塊連在傳動對象上，桿轉(zhuǎn)動時，各軸承按各自軸線自轉(zhuǎn)而帶動滑塊,滑塊只作軸向運動帶動了傳動對象；煞車時桿停止轉(zhuǎn)動，靠桿與軸承的滑動摩擦制動。

斜輪傳動的特點：桿的跳動及與導(dǎo)軌的平行度會影響傳動；各個軸承升角必須一致，否則會影響傳動的均勻性。斜輪傳動的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，改變軸承的升角等于改變了傳動比，有的情況下可以省去減速器。斜輪傳動的缺點：由于桿轉(zhuǎn)動速度不能太高，桿也不能太長，因此只適用于小型低速測量機。

斜輪傳動斜輪傳動（轉(zhuǎn)動桿傳動）結(jié)構(gòu):在兩個截面的每一個截面上各有三斜輪傳動（續(xù)）斜輪傳動（續(xù)）嚙合傳動的特點：傳動不是靠摩擦力，而是靠接觸面的推動，因此就不存在打滑的問題。嚙合傳動的分類：齒輪齒條、柔性齒條、同步帶、滾珠絲杠。

嚙合傳動嚙合傳動的特點：傳動不是靠摩擦力，而是靠接觸面的推動，因此就齒輪齒條傳動的結(jié)構(gòu)：電機減速器帶動小齒輪轉(zhuǎn)動，此組件與運動部件連接，齒條一般固定不動，如下圖所示。

齒輪齒條傳動的特點：齒條、齒輪的精度極大影響傳動質(zhì)量，周節(jié)誤差會引起周期性的振動，安裝中齒條要與相應(yīng)導(dǎo)軌平行。齒輪齒條傳動的優(yōu)點：可以拼接加長使用，理論上講，長度不受限制，傳動剛性好，不會打滑，選擇合適的模數(shù)及種類可應(yīng)用于大型、高速、重載的測量機。齒輪齒條傳動的缺點：過載時可能蹩壞齒牙；成本略高。齒輪齒條傳動齒輪齒條傳動的結(jié)構(gòu)：電機減速器帶動小齒輪轉(zhuǎn)動，此組件與運動部柔性齒條傳動的結(jié)構(gòu)：將同步帶兩端固定，電機減速器裝在運動部件上，帶動小齒輪轉(zhuǎn)動因而使運動部件移動；為保證足夠的包角產(chǎn)生足夠的傳動力，需要兩個壓緊輪，如下圖所示。柔性齒條傳動的特點：齒條安裝簡單，可直接安在主軸上，找正要求稍低。柔性齒條傳動的優(yōu)點：比固定齒條噪音低，齒條不需要拼接，成本不算太高。柔性齒條傳動的缺點：電機柔性齒條在小齒輪處受反復(fù)彎折，受疲勞載荷，影響齒條壽命；帶輪結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，傳動裝置靠近導(dǎo)軌，它的熱量會影響導(dǎo)軌精度。0柔性齒輪齒條傳動柔性齒條傳動的結(jié)構(gòu)：將同步帶兩端固定，電機減速器裝在運動部件0柔性齒輪齒條傳動（續(xù)）0柔性齒輪齒條傳動（續(xù)）同步帶傳動的結(jié)構(gòu)：和皮帶傳動近似，但因為有齒，屬于嚙合傳動。

同步帶傳動的特點：新型的同步帶是中間穿鋼絲的，大大改善了同步帶的剛性，外復(fù)蓋的橡膠又與鋼絲互為阻尼，防止了單一的自振頻率；安裝時同步帶的運動應(yīng)平行于相應(yīng)導(dǎo)軌，而與運動件的連接不應(yīng)影響帶的橫向變形。同步帶傳動的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、不易打滑、噪音低、成本不高。同步帶傳動的缺點：長度不能太長，因此適用于中小型測量機。1同步帶傳動同步帶傳動的結(jié)構(gòu)：和皮帶傳動近似，但因為有齒，屬于嚙合傳動。滾珠絲杠傳動的結(jié)構(gòu):

電機減速器輸出軸通過連軸器與滾珠絲杠連接，滾珠絲杠螺母與運動物體連接。

滾珠絲杠傳動的特點:必須考慮減速器軸與絲杠的同軸度；滾珠絲杠與導(dǎo)軌的平行；滾珠絲杠螺母與運動物體的連接及干涉；螺母與絲杠間隙的調(diào)整影響測量機的動、靜態(tài)性能包括摩擦力及回差，它的調(diào)整必須與控制系統(tǒng)配合。滾珠絲杠傳動的優(yōu)點：很強的傳動剛性，改變螺距可以改變速比。滾珠絲杠傳動的缺點：成本比較高，調(diào)試比較復(fù)雜，由于絲杠轉(zhuǎn)動，不能太長，故只用于中小型機。

2滾珠絲杠傳動滾珠絲杠傳動的結(jié)構(gòu):電機減速器輸出軸通過連軸器與滾珠絲杠連導(dǎo)軌與軸承2.4導(dǎo)軌與軸承導(dǎo)軌與軸承2.4導(dǎo)軌與軸承導(dǎo)軌的作用：是保證機器平穩(wěn)、高精度運動的關(guān)鍵。導(dǎo)軌的類型：1）氣浮導(dǎo)軌2）直線滾珠導(dǎo)軌氣浮導(dǎo)軌的行狀：1）矩形導(dǎo)軌2）三角形導(dǎo)軌3）燕尾型導(dǎo)軌2.4導(dǎo)軌與軸承（續(xù)）導(dǎo)軌的作用：是保證機器平穩(wěn)、高精度運動的關(guān)鍵。2.4導(dǎo)軌與軸氣浮導(dǎo)軌工作原理：氣浮導(dǎo)軌的核心是空氣軸承。利用空氣軸承小孔r1節(jié)流形成氣腔內(nèi)的高壓P0，在導(dǎo)軌和空氣軸承間形成具有一定承載能力和剛性的薄膜h?？諝廨S承的性能有要求：承載能力，承載剛性（氣浮間隙每變化一微米承載能力的變化），耗氣量，抗氣振能力。對超高精度測量機，氣浮間隙及氣腔壓力的穩(wěn)定至關(guān)重要。2.4.1氣浮導(dǎo)軌氣浮導(dǎo)軌工作原理：氣浮導(dǎo)軌的核心是空氣軸承。利用空氣軸承小孔

氣浮導(dǎo)軌的優(yōu)點：具有無磨擦及無磨損的特性，由于勻差效應(yīng)，運動的局部直線度及角度擺動能較小，精度較高的測量機一般采用氣浮導(dǎo)軌。

2.4.1氣浮導(dǎo)軌（續(xù)）氣浮導(dǎo)軌的優(yōu)點：具有無磨擦及無磨損的特性，由于勻差效2.4.1氣浮導(dǎo)軌（續(xù)）2.4.1氣浮導(dǎo)軌（續(xù)）采用直線滾珠導(dǎo)軌的優(yōu)點：省去全套壓縮空氣設(shè)備及氣動控制組件，成本較低，適于應(yīng)用無氣源的環(huán)境；剛性較好，承載能力強；比簡單的滾珠軸承來講，受個別滾珠疵瑕的影響要小，有一定的勻差效應(yīng)采用直線滾珠導(dǎo)軌的缺點：由于鋼球及導(dǎo)軌原因，該結(jié)構(gòu)的測量機精度稍低,摩擦力較大；另外它的安裝、調(diào)整找正對整機的性能的影響亦較大。

2.4.2直線滾珠導(dǎo)軌采用直線滾珠導(dǎo)軌的優(yōu)點：省去全套壓縮空氣設(shè)備及氣動控制組件，測量機的平衡機構(gòu)2.5測量機的平衡機構(gòu)測量機的平衡機構(gòu)2.5測量機的平衡機構(gòu)平衡機構(gòu)的作用：垂直軸測量機的Z軸或水平臂測量機的水平臂及滑架組件，由于重力作用會下掉，必須有機構(gòu)加以平衡，使它處于隨遇平衡狀態(tài)。平衡機構(gòu)的種類：1）重錘平衡2）氣動平衡3）用電機與高減速比的減速器來平衡。2.5測量機的平衡機構(gòu)（續(xù)）平衡機構(gòu)的作用：垂直軸測量機的Z軸或水平臂測量機的水平臂及氣動平衡的優(yōu)點：重量輕，沒有大的晃動，對測量機精度影響??；氣動平衡的缺點：必須細致地設(shè)計氣動平衡及保護機構(gòu)，平衡機構(gòu)必須靈敏，在各種狀態(tài)下迅速保持平衡，由于高加速度,啟動和仃止時氣缸中氣壓瞬時過壓和欠壓都會引起振動,因此必須用高靈敏度的精密調(diào)壓閥。2.5.1氣動平衡氣動平衡的優(yōu)點：重量輕，沒有大的晃動，對測量機精度影響??；2

平衡機構(gòu)的保護機構(gòu)必須保證在任何情況下，主軸不會下墜，特別是突然通氣和斷氣的時候要防止Ｚ軸或水平臂的墜落，這一般由壓力開關(guān)、電磁閥等氣動元件來完成。氣路系統(tǒng)必須滿足下述邏輯:開氣→平衡氣缸通氣,Z向空氣軸承仍抱緊Z軸→空氣壓力超過平衡壓力并有一定安全值,Z向空氣軸承放開Z軸,氣缸在平衡壓力值保持平衡;關(guān)氣或意外斷氣→壓力下降到安全值,Z向空氣軸承抱緊Z軸,氣缸在平衡壓力值仍保持平衡→壓力下降到平衡壓力以下甚至到零,Z向空氣軸承抱緊Z軸。要防止氣缸桿與Ｚ軸導(dǎo)軌不平行對Ｚ軸運動的干涉。

2.5.1氣動平衡（續(xù)）平衡機構(gòu)的保護機構(gòu)必須保證在任何情況下，主軸不會下墜，重錘平衡的優(yōu)點：構(gòu)造簡單，其原理類似滑輪，一端為主軸，一端為平衡重量，構(gòu)造可靠，除非連接鋼絲繩斷裂，一般不會出安全問題；

重錘平衡的缺點：加大了移動部分重量，當(dāng)配重上升下降到不同位置時，會影響到測量機性能，特別是配重與導(dǎo)軌的間隙，影響運動的平穩(wěn)性，因而影響精度。2.5.2重錘平衡重錘平衡的優(yōu)點：構(gòu)造簡單，其原理類似滑輪，一端為主軸，一端為2.6坐標測量機21項誤差21項誤差：每軸六項，分別是三個角度誤差（角擺、俯仰、自轉(zhuǎn)）兩個直線度誤差一個位置度誤差；三個垂直度誤差。2.6坐標測量機21項誤差21項誤差：2.6.1坐標測量機的驗收指標測量機的精度表示及檢測規(guī)范：MPEE，E：五塊量塊，七個方向，量三次MPEp，P：二十五點測球，P=rmax-rminMPEEMPEP長度測量最大允許示值誤差最大允許探測誤差2.6.1坐標測量機的驗收指標測量機的精度表示及檢測規(guī)范：M2.6.2坐標測量機21項誤差21項誤差：每軸六項，分別是三個角度誤差（角擺、俯仰、自轉(zhuǎn)）兩個直線度誤差一個位置度誤差；三個垂直度誤差。2.6.2坐標測量機21項誤差21項誤差：2.6.3坐標測量機的驗收指標測量機的精度表示及檢測規(guī)范：MPEE，E：五塊量塊，七個方向，量三次MPEp，P：二十五點測球，P=rmax-rminMPEEMPEP長度測量最大允許示值誤差最大允許探測誤差2.6.3坐標測量機的驗收指標測量機的精度表示及檢測規(guī)范：M3.坐標測量機測頭及控制系統(tǒng)坐標測量機測頭及控制系統(tǒng)3.坐標測量機測頭及控制系統(tǒng)坐標測量機測頭及控制系統(tǒng)3.1手動型坐標測量機控制系統(tǒng)計算機（測量軟件）細分器細分器細分器測頭控制器測頭計數(shù)卡X軸光柵Y軸光柵Z軸光柵3.1手動型坐標測量機控制系統(tǒng)計算機（測量軟件）細分器細分器3.2自動測量型坐標測量機控制系統(tǒng)計算機（測量軟件）細分器驅(qū)動器TX軸細分器驅(qū)動器細分器驅(qū)動器MTMTZ軸Y軸測頭控制器測頭M控制器光柵光柵光柵操縱盒3.2自動測量型坐標測量機控制系統(tǒng)計算機（測量軟件）細分器驅(qū)3.3控制原理框圖3.3控制原理框圖3.4數(shù)控系統(tǒng)的組成計算機（測量軟件）細分器驅(qū)動器TX軸細分器驅(qū)動器細分器驅(qū)動器MTMTZ軸Y軸測頭控制器測頭M操縱盒控制器光柵光柵光柵3.4數(shù)控系統(tǒng)的組成計算機（測量軟件）細分器驅(qū)動器TX軸細分3.5運動軌跡控制系統(tǒng)框圖控制器驅(qū)動器電機機械傳動部件位置測量測速機手操桿CNC程序3.5運動軌跡控制系統(tǒng)框圖控制器驅(qū)動器電機機械傳動部件位置測3.6三坐標測量機測量流程3.6三坐標測量機測量流程4.坐標測量機的軟件4.坐標測量機的軟件4.1測量軟件的評價體系4.1測量軟件的評價體系4.2零件裝夾夾具裝夾時主要考慮的問題穩(wěn)定性；可重復(fù)性；方便性；考慮零件的變形影響。4.2零件裝夾夾具裝夾時主要考慮的問題4.3建立零件坐標系1、六個矢量點：遵循“3-2-1”原則三個矢量點——確定平面——法線矢量——找正一個軸向；要求三個點矢量方向近似一致；兩個矢量點——確定直線——方向——旋轉(zhuǎn)確定第二軸；要求兩點方向近似一致，并且此兩點的連線與前三點方向垂直；一個矢量點——原點；要求與前三點方向和四、五兩點連線垂直。2、三個圓（球）：遵循“3-2-1”原則任意位置的圓:三個圓——找正兩個圓——旋轉(zhuǎn)一個圓——原點用此方法時需要注意的是當(dāng)圓參與迭代法建立零件坐標系時，測量時“起始”、“永久”參數(shù)必須為3，即必須采集圓所在表面三個樣例點。3、五個矢量點一個圓/三個矢量點兩個圓/三個矢量點一個圓一個圓槽用此方法時需要注意的是圓和圓槽必須采集樣例點，而且圓槽不能用作原點，只能用來旋轉(zhuǎn)。4.3建立零件坐標系1、六個矢量點：遵循“3-2-1”原則4.3建立零件坐標系（續(xù)）4.3建立零件坐標系（續(xù)）4.3建立零件坐標系（續(xù)）4.3建立零件坐標系（續(xù)）4.3建立零件坐標系（續(xù)）4.3建立零件坐標系（續(xù)）4.3建立零件坐標系（續(xù)）4.3建立零件坐標系（續(xù)）4.3建立零件坐標系（續(xù)）4.3建立零件坐標系（續(xù)）4.3建立零件坐標系（續(xù)）4.3建立零件坐標系（續(xù)）4.4逆向工程逆向工程解決了在只有一個實物樣品或手工模型，沒有CAD資料的情況下，利用逆向工程工具，把原始CAD資料還原出來。4.4逆向工程逆向工程解決了在只有一個實物樣品或手工模型，沒點云縫合點云處理構(gòu)架曲線CAD模型網(wǎng)格化點云采集4.4逆向工程（續(xù)）點云縫合點云處理構(gòu)架曲線CAD模型網(wǎng)格化點云采集4.4逆向工4.4逆向工程（續(xù)）4.4逆向工程（續(xù)）PH10M/MQ電腦系統(tǒng)PH10/PI200控制器CMM

控制柜系統(tǒng)兼容性：LOG02板具備掃描功能的B3C系列或FBII控制柜V4ix控制器網(wǎng)線通訊V4ix控制器4.5系統(tǒng)兼容性PH10M/MQPH10/PI200CMM

控制柜系統(tǒng)兼容性4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)工件PCDMIS-LASERScanworks點云數(shù)據(jù)StudioNurbs模型3D軟件PCDMIS-LASERQualifyCAD模型掃描PolyworksPolyworksRE逆向檢測4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)工件PCDMIS-LASERSca4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)（續(xù)）4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)（續(xù)）原始點云采集套索處理4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)（續(xù)）原始點云采集套索處理4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)（續(xù)）畫筆處理點云數(shù)據(jù)處理后的點云數(shù)據(jù)4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)（續(xù)）畫筆處理點云數(shù)據(jù)處理后的點云數(shù)據(jù)4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)（封裝三角化4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)（續(xù)）封裝三角化4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)（續(xù)）點云數(shù)據(jù)坑洼松弛處理后4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)（續(xù)）點云數(shù)據(jù)坑洼松弛處理后4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)（續(xù)）去面片處理曲面擬合4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)（續(xù)）去面片處理曲面擬合4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)（續(xù)）導(dǎo)入點云數(shù)據(jù)和CAD模型4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)（續(xù)）導(dǎo)入點云數(shù)據(jù)和CAD模型4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)（續(xù)）最佳擬合對齊4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)（續(xù)）最佳擬合對齊4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)（續(xù)）3D比較4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)（續(xù)）3D比較4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)（續(xù)）結(jié)果注釋4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)（續(xù)）結(jié)果注釋4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)（續(xù)）2D比較4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)（續(xù)）2D比較4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)（續(xù)）2D尺寸標注單點標注4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)（續(xù)）2D尺寸標注單點標注4.6V4ix軟件支持系統(tǒng)（續(xù)）坐標測量技術(shù)課件三坐標測量技術(shù)三坐標測量技術(shù)

第一章概述1

第二章坐標測量機的結(jié)構(gòu)2

第三章坐標測量機測頭及控制系統(tǒng)3

第四章坐標測量機的軟件45提綱第一章概述1第二章坐標測量機的結(jié)構(gòu)2第三1.概述1.概述1.概述（續(xù)）通過運轉(zhuǎn)探測系統(tǒng)，測量工件表面空間坐標的測量系統(tǒng)。(ISO10360-1:2000)1.概述（續(xù)）1956年英國Ferranti公司，第一臺坐標測量機的出現(xiàn)(光柵的出現(xiàn))1963年，DEA推出大型機(2500x1600x600mm)1972年，Renishaw推出接觸式觸發(fā)測頭

1973年，ZEISS、Leitz推出掃描測頭1974年，Brown&Sharpe推出CNC數(shù)控測量機1989年，Brown&Sharpe推出基于CAD系統(tǒng)的測量軟件

2001年，Wilcox推出DCI、DCT技術(shù)2003年，Hexagon推出EMS概念及面向任務(wù)的測量解決方案.2005年，Hexagon推出多尺寸測量范疇(大、中、微尺寸)概念1.概述（續(xù)）1956年英國Ferranti公司，第一臺坐標測量機的出現(xiàn)(1.1第一個里程第一臺坐標測量機的誕生1.1第一個里程第一臺坐標測量機的誕生1.1第二個里程碑接觸斷開觸發(fā)測頭和比例測頭的出現(xiàn)把測量機精度提到微米及亞微米級，并為應(yīng)用計算機處理及數(shù)控打下了基礎(chǔ)。1.1第二個里程碑接觸斷開觸發(fā)測頭和比例測頭的出現(xiàn)把測量機精1.1第三個里程碑CMMsMEASURINGROBOTSCNC測量機及其附件的出現(xiàn)，使測量機成為制造產(chǎn)業(yè)鏈中不可缺少的一員。1.1第三個里程碑CMMsMEASURINGROBOTSC1.1第四個里程碑3、利用CAD數(shù)據(jù)自動找正工件1、利用標準的協(xié)議下載工件模型2、圖形化選擇測頭/測座配置5、脫機狀態(tài)模擬測頭的運行軌跡，進行程序調(diào)試4、點擊CAD模型上的特征，自動產(chǎn)生檢測程序6、測量機全面模擬功能，進行碰撞檢測7、圖形化顯示檢測結(jié)果8、尺寸偏差的圖形化診斷9、CAD與工件比較CAD的結(jié)合，特別是DCI/DCT技術(shù)的應(yīng)用。測量機不再是消極的GO/NOGO的作用，而被用作逆向設(shè)計、生產(chǎn)監(jiān)測、信息統(tǒng)計、反饋的重要手段。1.1第四個里程碑3、利用CAD數(shù)據(jù)自動找正工件1、利用標準RESULTSDATABASEOFFLINEPARTPROGRAMMINGMAINSERVERREMOTEACCESSREPORTINGOPTICALGAGESARTICULATEDARMSMACHINETOOLSPRESETCADMANUALGAGESPHOTOGRAMETRYSYSTEMSCMMsMEASURINGROBOTS面向?qū)ο蠛腿蝿?wù)的EMS系統(tǒng)：整個企業(yè)的幾何量測量均有坐標測量的共同特性，軟件可以通用、共享、互補，利用計算機數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)把產(chǎn)品的設(shè)計、加工和評價無縫連接起來。1.1.5第五個里程碑1.1第五個里程碑RESULTSOFFLINEMAINSERVERREM大尺寸地球山脈城市建筑中等尺寸

飛機汽車貨車火車小尺寸

工業(yè)零件電子零件納米生物電子構(gòu)造宇宙空間行星星際銀河系<1000Km<10m<100um<20um<0.3um多尺寸測量的機念：幾何量的測量無所不在，坐標測量的概念、軟件的處理方法和探測系統(tǒng)均有它的通用性或相似性。1.1第六個里程碑大尺寸中等尺寸小尺寸納米宇宙空間<1000Km<10m<中國坐標測量機行業(yè)；70年代的先行者：天大、新天、上機等；80年代許可證生產(chǎn)：

303，新天、上機；90年代形成基地：前哨、303。41.2中國坐標測量機行業(yè)中國坐標測量機行業(yè)；41.2中國坐標測量機行業(yè)globalimagepmm-c1.2中國坐標測量機行業(yè)（續(xù)）globalimagepmm-c1.2中國坐標測量機行業(yè)（三大集團的形成：?？怂箍?31,000臺測量機), Zeiss,Mitutoyo；面向市場的普及型測量機,特別是汽車工業(yè)的需求軟件,測量機的行業(yè)化特點,鈑金件，曲面，難測零件；改造測量機市場的形成；應(yīng)用由產(chǎn)品測量到研發(fā)產(chǎn)品,CＡＤ的結(jié)合，逆向工程的應(yīng)用；51.2中國坐標測量機行業(yè)（續(xù)）三大集團的形成：?？怂箍?31,000臺測量機),1.3幾何量計量

幾何量計量包括量塊、線紋、角度、平直度、表面粗糙度、齒輪測量、工程測量、坐標測量、萬能量具、經(jīng)緯儀類儀器、幾何量類儀器。計量包括：測量對象、測量工具、測量方法以及測量環(huán)境。1.3幾何量計量幾何量計量包括量塊、線紋、角度、平直1.4常用術(shù)語的定義1.4常用術(shù)語的定義1.5量值傳遞1.5量值傳遞1.6坐標測量的定義

坐標測量是一種用于測量零件或部件的幾何尺寸、形狀和相互位置的測量方法，通過測量空間任意的點、線、面以及相互位置，獲得被測量幾何型面上各測點的幾何坐標尺寸，再由這些點的坐標值經(jīng)過數(shù)學(xué)運算求出被測零部件的幾何尺寸和形狀位置誤差。這些空間坐標值既可以是一維的，也可以是二維和三維的坐標值。

1.6坐標測量的定義坐標測量是一種用于測量零1.7工程測量的定義

工程測量也可以稱為精密測量，包含的內(nèi)容較多，主要有形狀和位置誤差的測量。形狀和位置誤差是零件制造誤差的組成部分，可以影響到零件的功能和裝配互換性。按形位公差的國家標準，形狀誤差包括直線度、平直度、圓度、圓柱度、線輪廓度、表輪廓度。位置誤差包含平行度、垂直度、傾斜度、同軸度、對稱度、位置度、圓跳動和全跳動。

1.7工程測量的定義工程測量也可以稱為精密儀器及機械研究所luozai@1.8形位公差精密儀器及機械研究所主機控制系統(tǒng)測量軟件2.坐標測量機的結(jié)構(gòu)主機控制系統(tǒng)測量軟件2.坐標測量機的結(jié)構(gòu)根據(jù)中華人民共和國國家標準(GB/T16857.2)規(guī)定，三坐標測量機是一種使用時基座固定，能產(chǎn)生至少三個線位移或角位移，通過探頭系統(tǒng)與工件的相對移動，探測工件表面點三維坐標的測量系統(tǒng)。2.坐標測量機的結(jié)構(gòu)（續(xù)）根據(jù)中華人民共和國國家標準(GB/T16857.2)規(guī)定2.1坐標測量機的結(jié)構(gòu)形式2.2坐標測量機的結(jié)構(gòu)材料2.3坐標測量機的傳動裝置2.4坐標測量機導(dǎo)軌與軸承2.5坐標測量機的平衡裝置2.6光柵2.坐標測量機的結(jié)構(gòu)（續(xù)）2.1坐標測量機的結(jié)構(gòu)形式2.坐標測量機的結(jié)構(gòu)（續(xù)）坐標測量機的結(jié)構(gòu)形式2.1坐標測量機的結(jié)構(gòu)形式坐標測量機的結(jié)構(gòu)形式2.1坐標測量機的結(jié)構(gòu)形式工作臺：固定不動主軸：沿Z向運動滑架：沿橫梁導(dǎo)軌X向運動橋架：沿工作臺的導(dǎo)軌Y向運動橫梁：隨橋架運動2.1.1活動橋式工作臺：固定不動主軸：沿Z向運動滑架：沿橫梁導(dǎo)軌X向運動橋架Global測量機移動橋式坐標測量機是目前中小型測量機的主要機型。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，剛度好，開敞性好，承載能力較強，工件質(zhì)量對測量機的動態(tài)性能沒有影響。缺點：橋架單邊驅(qū)動，Y向光柵尺在工作臺一側(cè)，在Y方向有較大的阿貝臂，會引起較大的阿貝誤差。2.1.1活動橋式（續(xù)）Global測量機移動橋式坐標測量機是目前中小型測量機的主要精密儀器及機械研究所luozai@固定基座工作臺：沿基座導(dǎo)軌Y向運動橋架：固定不動滑架：沿橫梁導(dǎo)軌X向運動橫梁：固定不動主軸：沿Z向運動2.1.2固定橋式精密儀器及機械研究所PMM-C測量機精度最高的測量機往往采用這種結(jié)構(gòu)形式。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，剛性很好。Y向的光柵尺和驅(qū)動機構(gòu)可以設(shè)置在工作臺下方中部，X向阿貝臂小。缺點：因為被測工件放置在運動工作臺上，降低了機器的運動速度，承載能力相對小一些。2.1.2固定橋式（續(xù)）PMM-C測量機精度最高的測量機往往采用這種結(jié)構(gòu)形式。2.1固定立柱橫梁：沿立柱導(dǎo)軌Y向運動滑架：沿橫梁導(dǎo)軌X向運動主軸：沿Z向運動2.1.3龍門式（高架橋式）固定立柱橫梁：沿立柱導(dǎo)軌Y向運動滑架：沿橫梁導(dǎo)軌X向運動主軸LAMBDA測量機龍門式坐標測量機一般為中大型測量機。優(yōu)點：減少了移動部分質(zhì)量，有利于精度及動態(tài)性能的提高。龍門式測量機最長可到數(shù)十米，由于其剛性要比水平臂式好，因而對大尺寸而言可具有足夠的精度。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要求較好的地基；立柱影響操作的開闊性；單邊驅(qū)動，Y向光柵尺在立柱一側(cè)，在Y方向有較大的阿貝臂，會引起較大的阿貝誤差，所以大型龍門式坐標測量機采用雙光柵/雙驅(qū)動模式。2.1.3龍門式（高架橋式）（續(xù)）LAMBDA測量機龍門式坐標測量機一般為中大型測量機。2.1工作臺：固定不動L橋架：沿主導(dǎo)軌Y向運動主導(dǎo)軌：固定不動，與工作臺組成L形滑架：沿橫梁導(dǎo)軌X向運動橫梁：隨橋架運動主軸：沿Z向運動2.1.4L型橋式工作臺：固定不動L橋架：沿主導(dǎo)軌Y向運動主導(dǎo)軌：固定不動，與ZOO3L測量機L型橋式是綜合了活動橋式和龍門式優(yōu)缺點的測量機，

主要應(yīng)用于中型坐標測量機。優(yōu)點：有活動橋式的平臺及工作開敞性，又像龍門式減少了移動的質(zhì)量。缺點：要注意輔腿的熱膨脹設(shè)計，應(yīng)與主腿相近，以免影響垂直度

2.1.4L型橋式（續(xù)）ZOO3L測量機L型橋式是綜合了活動橋式和龍門式優(yōu)缺點的測量固定式主導(dǎo)軌鞍座：沿主導(dǎo)軌X向運動滑架：沿立柱Z向運動立柱：固定在鞍座上水平臂：Y向運動2.1.5水平臂式固定式主導(dǎo)軌鞍座：沿主導(dǎo)軌X向運動滑架：沿立柱Z向運動立柱：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，空間開闊，在Ｘ方向很長，Ｚ向較高，是大型薄壁類工件測量的理想工具,如白車身，車門等。缺點：水平臂變形較大，精度較底。TORO測量機2.1.5水平臂式（續(xù)）優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，空間開闊，在Ｘ方向很長，Ｚ向較高，是大型薄壁固定式底座工作臺：沿X/Y向運動主軸：沿Z向運動固定式立柱2.1.6立柱式（坐標鏜式）固定式底座工作臺：沿X/Y向運動主軸：沿Z向運動固定式立柱2固定式底座工作臺：沿X向運動立柱：沿Y向運動主軸：沿Z向運動2.1.7移動工作臺懸臂測量機固定式底座工作臺：沿X向運動立柱：沿Y向運動主軸：沿Z向運動固定式工作臺主軸：沿Z向運動滑架：沿Y向運動懸臂：沿X向運動2.1.8固定工作臺懸臂測量機固定式工作臺主軸：沿Z向運動滑架：沿Y向運動懸臂：沿X向運動測量機的結(jié)構(gòu)材料2.2測量機的結(jié)構(gòu)材料測量機的結(jié)構(gòu)材料2.2測量機的結(jié)構(gòu)材料2.2.1對測量機材料的總體要求導(dǎo)熱性好，以免外界有溫度變化時形成構(gòu)件內(nèi)部的溫度梯度，引起變形；熱膨脹系數(shù)小，以免溫度變化引起過大的伸長縮短；比較大的彈性模量(剛性)，以免受力后有較大的變形；高的硬度及耐磨性，保證不易劃傷、磨損；較高的強度，不易斷裂；運動部分的材料要求比重小，減小由于測量機的高速、高加速運動而產(chǎn)生的測量機慣性力；材料吸水率小，以免受潮變形（較差的花崗石的吸水性能，足以引起微米級的變形）；工藝性好，易于加工；成本要低。2.2.1對測量機材料的總體要求導(dǎo)熱性好，以免外界有溫度變化2.2.2測量機固定部分的材料對測量機的固定部分要求：剛性好、受溫度影響的變形?。ㄏＭY(jié)構(gòu)的變形只是線性，以易于軟件補償）、結(jié)構(gòu)簡單、成本低。中小型橋式測量機的固定部分，特別是工作臺大部件一般采用花崗石，較小的部件采用鋁合金材料(電機支架，傳動支架)；有時為了增加剛性采用整體結(jié)構(gòu)（例如花崗石臺面與導(dǎo)軌）大型龍門式測量機、水平臂測量機的固定部分，大部分采用用鋼、鑄鐵。2.2.2測量機固定部分的材料對測量機的固定部分要求：剛性好測量機運動部分的材料主要有：1，鋁合金2，陶瓷及其復(fù)合材料3，鋼、鑄鐵4，花崗石2.2.3測量機運動部分的材料測量機運動部分的材料主要有：2.2.3測量機運動部分的材料2.2.4鋁材料應(yīng)用良好的傳導(dǎo)性能的鋁合金，結(jié)合了對稱結(jié)構(gòu)和涂層技術(shù)，消除了由于不統(tǒng)一的溫度溫度分布所產(chǎn)生的大部分誤差；較鋼、花崗石或陶瓷，熱平衡能力提高了5－180倍；鋁合金線性的膨脹和收縮，保證了機器的垂直度。在高速情況下不產(chǎn)生歪斜2.2.4鋁材料應(yīng)用良好的傳導(dǎo)性能的鋁合金，結(jié)合了對稱結(jié)構(gòu)和坐標測量機的傳動裝置2.3坐標測量機的傳動裝置坐標測量機的傳動裝置2.3坐標測量機的傳動裝置懸臂結(jié)構(gòu)運動中測量測頭采點軟件計算因此材料、結(jié)構(gòu)、連接、軸承、傳動、控制系統(tǒng)、測頭及測量軟件都影響測量機的性能。2.3.1測量機結(jié)構(gòu)及工作特點懸臂結(jié)構(gòu)2.3.1測量機結(jié)構(gòu)及工作特點

當(dāng)被測物體不與光柵在同一直線上時，由于運動的不平穩(wěn)引起的角擺及相應(yīng)的偏置（阿貝臂），即光柵讀數(shù)和實際觸發(fā)點坐標不一致，造成了阿貝誤差（擺角×阿貝臂）。因此，測量機測頭處的運動特性決定了測量機取點坐標的精度。2.3.2測量機測點誤差的產(chǎn)生當(dāng)被測物體不與光柵在同一直線上時，由于運動的不平穩(wěn)機械傳動裝置可分為兩大部分：減速器傳動：傳動又可分為摩擦傳動和嚙合傳動兩類。2.3.3測量機的傳動裝置機械傳動裝置可分為兩大部分：2.3.3測量機的傳動裝置選擇減速比的原則:由于測量機速度變化的范圍大，減速比過小使電機經(jīng)常在超低速狀態(tài)下運行（特別是在觸測速度時，則電機轉(zhuǎn)速可達0.6轉(zhuǎn)/分以下），而電機在超低速情況下機械特性很軟；若減速比過大，用一級減速器體積太大，二級減速器效率及剛性下降，所以一般用下述方法推算:即電機一轉(zhuǎn)時測量機相應(yīng)軸移動12-24mm。目前減速器大部分用多楔帶或同步帶傳動，兩者分別用于電機功率較小及較大的情況，這兩種傳動的反向間隙均較小。減速器選擇減速比的原則:由于測量機速度變化的范圍大，減速比過小使減速器（續(xù)）減速器（續(xù)）摩擦傳動的原理：靠摩擦力傳動，正常運動時保持滾動摩擦或無相對滑動；而煞車時，變滾動摩擦為滑動摩擦；不打滑的條件為實際摩擦力小于最大允許摩擦力；這里我們可以看到保持正常傳動及制動時均與正壓力有關(guān)，所以控制正壓力是摩擦傳動的關(guān)鍵因素之一。正壓力過大及位置不當(dāng)會造成傳動件的變形及過早磨損。摩擦傳動的優(yōu)點：無間隙、低成本，因此在低速傳動中往往作為優(yōu)選。摩擦傳動的分類：轉(zhuǎn)動鋼帶傳動、固定鋼帶傳動、直接摩擦傳動、固定桿傳動、斜輪傳動。摩擦傳動摩擦傳動的原理：靠摩擦力傳動，正常運動時保持滾動摩擦或無相對轉(zhuǎn)動鋼帶傳動的結(jié)構(gòu)：減速器最后一級安裝的主動鋼帶輪為一端，另一端為從動鋼帶輪，轉(zhuǎn)動的鋼帶在直線段與被傳動對象連接，電機轉(zhuǎn)動時通過鋼帶來動傳動對象,如下圖所示；

轉(zhuǎn)動鋼帶結(jié)構(gòu)的特點：轉(zhuǎn)動鋼帶的傳動原理同一般皮帶傳動,但鋼帶的剛性要好，在頻繁換向，松邊和緊邊交替變換期間變形小，在中小載荷時不易振動，但鋼帶在與鋼帶輪經(jīng)常接觸處，由于反復(fù)彎折會出現(xiàn)疲勞裂紋，因此鋼帶一般要薄，鋼帶輪直徑不小于40mm；鋼帶與被傳動物體的連接點要找正，不要使鋼帶受橫向附加力，亦要使鋼帶運動的軌跡直線與相應(yīng)的導(dǎo)軌相平行；轉(zhuǎn)動鋼帶傳動的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易于維修，無間隙傳動，適于低速輕載；轉(zhuǎn)動鋼帶傳動的缺點：不適于高速、高加速及重載情況,疲勞破壞是要注意的方面。

轉(zhuǎn)動鋼帶傳動轉(zhuǎn)動鋼帶傳動的結(jié)構(gòu)：減速器最后一級安裝的主動鋼帶輪為一端，另轉(zhuǎn)動鋼帶傳動（續(xù)）轉(zhuǎn)動鋼帶傳動（續(xù)）固定鋼帶傳動的結(jié)構(gòu)：此類傳動中鋼帶不動，兩端張緊；在鋼帶兩側(cè),一側(cè)為由電機減速器帶動的主動摩擦輪，另一側(cè)為被動的夾緊輪，電機及摩擦輪均裝在運動部件上,運動時候像火車在導(dǎo)軌上運動一樣，摩擦輪的轉(zhuǎn)動帶動自身及運動部件一起運動。

固定鋼帶傳動的特點：固定鋼帶可以略厚一些，但要求鋼帶厚薄均勻平直，安裝時鋼帶要與相應(yīng)導(dǎo)軌平行；摩擦輪不應(yīng)讓鋼帶受較大的橫向力，以免影響精度，常常為人忽略的是摩擦輪軸線應(yīng)與運動方向垂直又要與鋼帶表面平行，否則,會引起相應(yīng)軸向的附加角度轉(zhuǎn)動，影響精度。固定鋼帶傳動的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，剛性比轉(zhuǎn)動鋼帶的結(jié)構(gòu)要好，無鋼帶疲勞問題，但對摩擦輪的跳動、耐磨，摩擦系數(shù)均有要求，調(diào)整要求較高，適于中速輕載。固定鋼帶傳動的缺點：由于為線接觸,要較大的正壓力才能有較大的摩擦力;摩擦輪的質(zhì)量、安裝、磨損影響測量機精度；電機及摩擦輪的溫度會影響導(dǎo)軌精度，進而影響測量機的精度；此類傳動中電機、減速器及摩擦輪均為運動部件，這部分的質(zhì)量會降低測量機的動力性能。

固定鋼帶傳動固定鋼帶傳動的結(jié)構(gòu)：此類傳動中鋼帶不動，兩端張緊；在鋼帶兩側(cè)固定鋼帶傳動（續(xù)）固定鋼帶傳動（續(xù)）直接摩擦傳動直接摩擦傳動的結(jié)構(gòu)：此類傳動中摩擦輪直接與Z軸或水平臂接觸；在Z軸或水平臂兩側(cè)，一側(cè)為由電機減速器帶動的主動摩擦輪，另一側(cè)為被動的夾緊輪，電機及摩擦輪均裝在固定部件上,運動時摩擦輪轉(zhuǎn)動帶動Z軸或水平臂運動。

直接摩擦傳動的特點：摩擦輪直接與Z軸或水平臂接觸，要求主付輪對Z軸或水平臂有一定的壓緊力用于傳動，而又要求摩擦輪不會使Z軸或水平臂發(fā)生較大的橫向變形，以免影響精度。摩擦輪軸線應(yīng)與運動方向垂直又要與Z軸或水平臂表面平行，否則，會引起相應(yīng)軸向的附加角度轉(zhuǎn)動，影響精度。直接摩擦傳動的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，剛性比轉(zhuǎn)動鋼帶的結(jié)構(gòu)要好，無鋼帶疲勞問題，但對摩擦輪的跳動、耐磨，摩擦系數(shù)均有要求，調(diào)整要求較高，適于中速輕載。直接摩擦傳動的缺點：摩擦輪的質(zhì)量、安裝、磨損影響測量機精度；電機及摩擦輪的溫度會影響導(dǎo)軌精度，進而影響測量機的精度；

Z軸或水平臂的質(zhì)量、安裝、磨損也影響測量機精度，因此對Z軸或水平臂提出了耐磨的要求。

直接摩擦傳動直接摩擦傳動的結(jié)構(gòu)：此類傳動中摩擦直接摩擦傳動（續(xù)）直接摩擦傳動（續(xù)）固定桿傳動的結(jié)構(gòu)：此類傳動中摩擦輪直接與桿接觸；在桿兩側(cè)，一側(cè)為由電機減速器帶動的主動摩擦輪，另一側(cè)為被動的夾緊輪，桿的橫截面可以是圓型或方型，若為圓截面的摩擦桿，則主動摩擦輪往往作成V型。固定桿傳動的特點：桿有好的圓柱度及平直度，還要求表面的硬度及耐磨性，桿與輪的硬度應(yīng)匹配，桿應(yīng)保持與相應(yīng)的導(dǎo)軌平行，摩擦輪要有足夠的夾緊力，但又不應(yīng)讓桿受較大的橫向變形，以免影響精度；對摩擦輪的跳動、耐磨、高摩擦系數(shù)均有要求。摩擦輪軸線應(yīng)與運動方向垂直又要與桿表面平行，否則，會引起相應(yīng)軸向的附加角度轉(zhuǎn)動，影響精度。固定桿傳動的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，剛性比鋼帶的結(jié)構(gòu)要好，無鋼帶疲勞問題，調(diào)整要求較高，適于中速輕載。固定桿傳動的缺點：摩擦輪及桿的質(zhì)量、安裝、磨損影響測量機精度，因此對桿提出了耐磨的要求；電機及摩擦輪的溫度會影響導(dǎo)軌精度，進而影響測量機的精度；另外由于桿不能太長，此類結(jié)構(gòu)只適用于中小型測量機。

固定桿傳動固定桿傳動的結(jié)構(gòu)：此類傳動中摩擦輪直接與桿接觸；在桿兩側(cè)，一固定桿傳動（續(xù)）固定桿傳動（續(xù)）斜輪傳動（轉(zhuǎn)動桿傳動）結(jié)構(gòu):在兩個截面的每一個截面上各有三個圓周均布成一定角度的軸承，中心穿一圓桿，各軸承對圓桿均有相同的升角，軸承與圓桿形成了一個無槽滾珠絲杠，軸承的升角決定了螺距，傳動時主動件為圓桿，它由電機直接或通過減速器帶動轉(zhuǎn)動（桿無軸向移動），帶軸承的滑塊連在傳動對象上，桿轉(zhuǎn)動時，各軸承按各自軸線自轉(zhuǎn)而帶動滑塊,滑塊只作軸向運動帶動了傳動對象；煞車時桿停止轉(zhuǎn)動，靠桿與軸承的滑動摩擦制動。

斜輪傳動的特點：桿的跳動及與導(dǎo)軌的平行度會影響傳動；各個軸承升角必須一致，否則會影響傳動的均勻性。斜輪傳動的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，改變軸承的升角等于改變了傳動比，有的情況下可以省去減速器。斜輪傳動的缺點：由于桿轉(zhuǎn)動速度不能太高，桿也不能太長，因此只適用于小型低速測量機。

斜輪傳動斜輪傳動（轉(zhuǎn)動桿傳動）結(jié)構(gòu):在兩個截面的每一個截面上各有三斜輪傳動（續(xù)）斜輪傳動（續(xù)）嚙合傳動的特點：傳動不是靠摩擦力，而是靠接觸面的推動，因此就不存在打滑的問題。嚙合傳動的分類：齒輪齒條、柔性齒條、同步帶、滾珠絲杠。

嚙合傳動嚙合傳動的特點：傳動不是靠摩擦力，而是靠接觸面的推動，因此就齒輪齒條傳動的結(jié)構(gòu)：電機減速器帶動小齒輪轉(zhuǎn)動，此組件與運動部件連接，齒條一般固定不動，如下圖所示。

齒輪齒條傳動的特點：齒條、齒輪的精度極大影響傳動質(zhì)量，周節(jié)誤差會引起周期性的振動，安裝中齒條要與相應(yīng)導(dǎo)軌平行。齒輪齒條傳動的優(yōu)點：可以拼接加長使用，理論上講，長度不受限制，傳動剛性好，不會打滑，選擇合適的模數(shù)及種類可應(yīng)用于大型、高速、重載的測量機。齒輪齒條傳動的缺點：過載時可能蹩壞齒牙；成本略高。齒輪齒條傳動齒輪齒條傳動的結(jié)構(gòu)：電機減速器帶動小齒輪轉(zhuǎn)動，此組件與運動部柔性齒條傳動的結(jié)構(gòu)：將同步帶兩端固定，電機減速器裝在運動部件上，帶動小齒輪轉(zhuǎn)動因而使運動部件移動；為保證足夠的包角產(chǎn)生足夠的傳動力，需要兩個壓緊輪，如下圖所示。柔性齒條傳動的特點：齒條安裝簡單，可直接安在主軸上，找正要求稍低。柔性齒條傳動的優(yōu)點：比固定齒條噪音低，齒條不需要拼接，成本不算太高。柔性齒條傳動的缺點：電機柔性齒條在小齒輪處受反復(fù)彎折，受疲勞載荷，影響齒條壽命；帶輪結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，傳動裝置靠近導(dǎo)軌，它的熱量會影響導(dǎo)軌精度。0柔性齒輪齒條傳動柔性齒條傳動的結(jié)構(gòu)：將同步帶兩端固定，電機減速器裝在運動部件0柔性齒輪齒條傳動（續(xù)）0柔性齒輪齒條傳動（續(xù)）同步帶傳動的結(jié)構(gòu)：和皮帶傳動近似，但因為有齒，屬于嚙合傳動。

同步帶傳動的特點：新型的同步帶是中間穿鋼絲的，大大改善了同步帶的剛性，外復(fù)蓋的橡膠又與鋼絲互為阻尼，防止了單一的自振頻率；安裝時同步帶的運動應(yīng)平行于相應(yīng)導(dǎo)軌，而與運動件的連接不應(yīng)影響帶的橫向變形。同步帶傳動的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、不易打滑、噪音低、成本不高。同步帶傳動的缺點：長度不能太長，因此適用于中小型測量機。1同步帶傳動同步帶傳動的結(jié)構(gòu)：和皮帶傳動近似，但因為有齒，屬于嚙合傳動。滾珠絲杠傳動的結(jié)構(gòu):

電機減速器輸出軸通過連軸器與滾珠絲杠連接，滾珠絲杠螺母與運動物體連接。

滾珠絲杠傳動的特點:必須考慮減速器軸與絲杠的同軸度；滾珠絲杠與導(dǎo)軌的平行；滾珠絲杠螺母與運動物體的連接及干涉；螺母與絲杠間隙的調(diào)整影響測量機的動、靜態(tài)性能包括摩擦力及回差，它的調(diào)整必須與控制系統(tǒng)配合。滾珠絲杠傳動的優(yōu)點：很強的傳動剛性，改變螺距可以改變速比。滾珠絲杠傳動的缺點：成本比較高，調(diào)試比較復(fù)雜，由于絲杠轉(zhuǎn)動，不能太長，故只用于中小型機。

2滾珠絲杠傳動滾珠絲杠傳動的結(jié)構(gòu):電機減速器輸出軸通過連軸器與滾珠絲杠連導(dǎo)軌與軸承2.4導(dǎo)軌與軸承導(dǎo)軌與軸承2.4導(dǎo)軌與軸承導(dǎo)軌的作用：是保證機器平穩(wěn)、高精度運動的關(guān)鍵。導(dǎo)軌的類型：1）氣浮導(dǎo)軌2）直線滾珠導(dǎo)軌氣浮導(dǎo)軌的行狀：1）矩形導(dǎo)軌2）三角形導(dǎo)軌3）燕尾型導(dǎo)軌2.4導(dǎo)軌與軸承（續(xù)）導(dǎo)軌的作用：是保證機器平穩(wěn)、高精度運動的關(guān)鍵。2.4導(dǎo)軌與軸氣浮導(dǎo)軌工作原理：氣浮導(dǎo)軌的核心是空氣軸承。利用空氣軸承小孔r1節(jié)流形成氣腔內(nèi)的高壓P0，在導(dǎo)軌和空氣軸承間形成具有一定承載能力和剛性的薄膜h?？諝廨S承的性能有要求：承載能力，承載剛性（氣浮間隙每變化一微米承載能力的變化），耗氣量，抗氣振能力。對超高精度測量機，氣浮間隙及氣腔壓力的穩(wěn)定至關(guān)重要。2.4.1氣浮導(dǎo)軌氣浮導(dǎo)軌工作原理：氣浮導(dǎo)軌的核心是空氣軸承。利用空氣軸承小孔

氣浮導(dǎo)軌的優(yōu)點：具有無磨擦及無磨損的特性，由于勻差效應(yīng)，運動的局部直線度及角度擺動能較小，精度較高的測量機一般采用氣浮導(dǎo)軌。

2.4.1氣浮導(dǎo)軌（續(xù)）氣浮導(dǎo)軌的優(yōu)點：具有無磨擦及無磨損的特性，由于勻差效2.4.1氣浮導(dǎo)軌（續(xù)）2.4.1氣浮導(dǎo)軌（續(xù)）采用直線滾珠導(dǎo)軌的優(yōu)點：省去全套壓縮空氣設(shè)備及氣動控制組件，成本較低，適于應(yīng)用無氣源的環(huán)境；剛性較好，承載能力強；比簡單的滾珠軸承來講，受個別滾珠疵瑕的影響要小，有一定的勻差效應(yīng)采用直線滾珠導(dǎo)軌的缺點：由于鋼球及導(dǎo)軌原因，該結(jié)構(gòu)的測量機精度稍低,摩擦力較大；另外它的安裝、調(diào)整找正對整機的性能的影響亦較大。

2.4.2直線滾珠導(dǎo)軌采用直線滾珠導(dǎo)軌的優(yōu)點：省去全套壓縮空氣設(shè)備及氣動控制組件，測量機的平衡機構(gòu)2.5測量機的平衡機構(gòu)測量機的平衡機構(gòu)2.5測量機的平衡機構(gòu)平衡機構(gòu)的作用：垂直軸測量機的Z軸或水平臂測量機的水平臂及滑架組件，由于重力作用會下掉，必須有機構(gòu)加以平衡，使它處于隨遇平衡狀態(tài)。平衡機構(gòu)的種類：1）重錘平衡2）氣動平衡3）用電機與高減速比的減速器來平衡。2.5測量機的平衡機構(gòu)（續(xù)）平衡機構(gòu)的作用：垂直軸測量機的Z軸或水平臂測量機的水平臂及氣動平衡的優(yōu)點：重量輕，沒有大的晃動，對測量機精度影響??；氣動平衡的缺點：必須細致地設(shè)計氣動平衡及保護機構(gòu)，平衡機構(gòu)必須靈敏，在各種狀態(tài)下迅速保持平衡，由于高加速度,啟動和仃止時氣缸中氣壓瞬時過壓和欠壓都會引起振動,因此必須用高靈敏度的精密調(diào)壓閥。2.5.1氣動平衡氣動平衡的優(yōu)點：重量輕，沒有大的晃動，對測量機精度影響??；2

平衡機構(gòu)的保護機構(gòu)必須保證在任何情況下，主軸不會下墜，特別是突然通氣和斷氣的時候要防止Ｚ軸或水平臂的墜落，這一般由壓力開關(guān)、電磁閥等氣動元件來完成。氣路系統(tǒng)必須滿足下述邏輯:開氣→平衡氣缸通氣,Z向空氣軸承仍抱緊Z軸→空氣壓力超過平衡壓力并有一定安全值,Z向空氣軸承放開Z軸,氣缸在平衡壓力值保持平衡;關(guān)氣或意外斷氣→壓力下降到安全值,Z向空氣軸承抱緊Z軸,氣缸在平衡壓力值仍保持平衡→壓力下降到平衡壓力以下甚至到零,Z向空氣軸承抱緊Z軸。要防止氣缸桿與Ｚ軸導(dǎo)軌不平行對Ｚ軸運動的干涉。

2.5.1氣動平衡（續(xù)）平衡機構(gòu)的保護機構(gòu)必須保證在任何情況下，主軸不會下墜，重錘平衡的優(yōu)點：構(gòu)造簡單，其原理類似滑輪，一端為主軸，一端為平衡重量，構(gòu)造可靠，除非連接鋼絲繩斷裂，一般不會出安全問題；

重錘平衡的缺點：加大了移動部分重量，當(dāng)配重上升下降到不同位置時，會影響到測量機性能，特別是配重與導(dǎo)軌的間隙，影響運動的平穩(wěn)性，因而影響精度。2.5.2重錘平衡重錘平衡的優(yōu)點：構(gòu)造簡單，其原理類似滑輪，一端為主軸，一端為2.6坐標測量機21項誤差21項誤差：每軸六項，分別是