基本介紹
- 中文名：三次元
- 外文名：The three dimensional
- 別稱：三維空間
- 其他含義：三坐標測量機
- 起源：19世紀60年代
- 分類：直角坐標系，關節坐標系
- 必備工具：影像式三次元，cnc三次元等
- 簡稱：CMM
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歷史介紹
幾十年以前，三坐標測量儀在工業界僅是極少人知道的。自從60年代起，由於電子、計算機及感測器等技術的發展，三坐標測量儀的功能及套用，也改善了許多，使製造工業可以達到高質量、高效率及多功能等測量需求。
1921—1930年代間，由於萬能測量顯微鏡及工具顯微鏡無法做Z軸方向的測量。
1940年首先推出以肉眼來讀標準尺及顯微鏡的比較測量方式的三坐標測長儀。
1950至1960年間才真正製造出三坐標測量機，但仍沿用肉眼讀出方式，因此需用熟練的技術人員來操作方能達成。
1960年後，英國國家工程實驗所及國家物理實驗所共同研究出使用線性光柵式及莫瑞條紋來編碼，這就是今日所用三坐標測量儀數值讀出方式，各軸移動最小讀數可達0.001mm，然後再配合計算機套用。由於計算機軟體的設計為交談式，故在使用上十分方便，因而三坐標測量儀的使用，已為現代工業測量不可或缺的利器。
進入20世紀80年代後，以ZEISS、LEITZ、DEA、LK、三豐、SIP、FERRANTI、MOORE等為代表的眾多公司不斷推出新產品，使得CMM（三坐標測量儀）的發展速度加快。現代CMM不僅能在計算機控制下完成各種複雜測量，而且可以通過與數控工具機交換信息，實現對加工的控制，並且還可以根據測量數據，實現反求工程。
操作
步驟
1.建立三坐標（系統會默認一個三坐標）
2.用標準件對坐標進行校驗。
3.在量測工件上選取幾何元素。
4.對幾何元素進行量測。
5.收集數據信息。
6.數據轉換成圖像。
注意事項
1、以探針去碰觸工件時應儘可能與工件的被測量面保持垂直的方向。
在實際碰觸取點時，至少需保持與垂直面角度在±30°以內。以防止探針打滑而造成量測的重複精度不佳的情況產生。再藉助系統的探針補償來實現數據的準確性。
2、注意探針的有效長度，以避免因長度不夠而造成測量上的很大的誤差。
選擇方法
選擇三次元三坐標的大小
首先我們應該從測量的產品大小來選擇三次元（三坐標）的型號大小，如一般的使用型號大小有：NC654、NC765、NC865、NC1077、NCL1297、NCL15107、NCL20107、NCL15108等等。型號大小名稱的解釋：如NC654前面的字母表示型號，後面的654表示XYZ三個軸的有效行程為：X=600mm、Y=500mm、Z=400mm。
選擇三次元三坐標的型號
不同型號的三次元（三坐標）它們的精度等級又是不一樣的。
NC系列-全自動三次元
NCL系列一大型全自動三次元
NCF系列-高精密全自動三次元
NC帶雷射掃描複合試全自動三次元
NCG系列-針對超大型工件的全自動三次元
選擇三次元三坐標的測頭系統
測頭是三坐標與工具的接觸探測部分，是用它來測量產品。
MCP簡易測頭
MH20I多角度手動調整測頭
PH10T多角度自動調整測頭。
MCP簡易測頭功能有限價格便宜多用在手動機上。MH20I多角度手動調整測頭滿足自動三坐標的測量要求，而價格小於PH10T測頭，用在小行程自動三次元上。PH10T多角度自動調整測頭能自動調整角度，效率高，一般用於一米以上大行程三次元上。
三次元三坐標還可以加其它的測量模組
如：加雷射掃描模組，可以實現逆向設計里的雷射抄數。加影像模組，可以實現2D影像測量。總體來說，把這三種功能都加上去就可以實現複雜的逆向測量設計。
分類
直角坐標系
包括畫線機、懸臂式、橋架式；
關節坐標系
關節坐標測量機採用差節坐標系，此型測量同測頭沿工件表面移動，會導至關節角度的變化，由解碼器測知各軸的角位移，由關節坐標的齊次轉換式，可以經由各軸移量。
（市場上的叫法一般有：影像式三次元，cnc三次元，影像三次元，經濟型三次元，光學影像測量儀,龍門型三次元，cnc全自動大行程三次元，非接觸三次元，光學三坐標測量機，三坐標測量儀，三維坐標，光學三次元，探針型三次元,經濟型手動三次元測量機，高精度全自動三次元測量機，計量型三次元測量機，三次元測量機，二次元測量儀，三次元測量儀，三次元，活動橋式三次元測量機，固定橋式三次元測量儀）
其他分類
其實三次元按是否接觸工件表面即可分為：接觸式坐標測量機與非接觸式坐標測量機。接觸式坐標測量機也就以上介紹帶氣浮軸承和測頭的，非接觸式坐標測量機是指我們市場稱為影像式精密測繪三次元。
優點
從機械上講，坐標測量機（三次元）的優點有：
1、科技進步的關鍵－－坐標測量機因為科學技術的進步，使得坐標測量機實用化，並具備多種測量功能。
氣浮軸承，各坐標軸移動面使用氣浮軸承，使得測頭移動順暢，可以很精確得移動測頭；
光學線性尺，配合安裝於機器坐標繫上的三線光學線性尺，可以很精確得獲得坐標測量值；
電腦設備，坐標測量機採用計算法獲得測量結果，數據處理機及所具備的測量軟體，增加了坐標測量機功能。
2、坐標測量機的優點如下：
A、探測頭可以在空間沿X、Y、Z三個軸向移動，其們置以直角標或極坐標表示。
B、工件立方體的五個面皆可測量，無需變換工件位置，若加裝適當夾具及特殊測頭，第六面亦可測量。
C、坐標測量機的操作和測量工作，不需要特殊的技術即可勝任
D、可以在任何的位置，設定工作坐標系原點，並且以間接主算法計算出測量結果，增加測量的功能與使用彈性。
E、以電腦數據處理機，快速準確的計算出測量值，配合教導程式使坐標測量機的測理工作自動化。
F、取代傳統測量方式，提高檢驗準確度，並且對於高精度產品，可以百分之百檢驗。
G、複雜的工件與測量困難度高的工件，皆可以作精確的測量。
H、大幅減小檢驗時間、檢驗費用、檢驗人力，增加測量效率。
功能
1、CNC電動桌面：（以軟體功能控制工作檯面，增加操作人員使用及操作上的方便性）
2、CNC自動測量：可按客戶自行設定的程式自動測量出產品尺寸，測量值可自動轉到Excel生成統計報表。
3、SPC數據轉換（製程能力分析）：能將測量之數據輸出至Excel進行分析。
4、AutoCAD中標準工程製圖輸入：可把AutoCAD中的標準工程製圖直接輸入到測繪儀軟體的影像中，令AutoCAD工程圖興實際工件外形重疊進行對比，從而找出工件和工程製圖的區別。
5、圖形輸出到AutoCAD並自動擺正：可將按實時影像中按實際工件外形所描繪的圖形按實際需要來自行設定基準並在傳輸過程中擺正。
6、自動取線、取圓：無須以人工取線或圓，在某一範圍內軟體可自動捕捉到最精確的線或圓。
8、掃描工件外形作為行動地圖：以圖原點（外形圖）形式成為行動地圖，若以滑鼠則工作檯會自動將你所點擊的移動至畫面中心點。
9、JPEG圖片輸入：可輸入先前拍照儲存的JPEG圖片興實時影像中的實際工件進行重疊對比。
10、鳥瞰圖：可觀察工件的全圖形並具有類似AutoCAD的縮放功能。
11、在鳥瞰全視圖中進行標註：可以在烏瞰的全圖中進行標註尺寸。
12、自定義圓：可按客戶需要自定義標準的圖（由客戶自行定義圓的圓心坐標、直徑、半徑）。再以標準的圓和影像中的工件作重疊對比，從而找到工件與標準圖形之間的誤差。
13、自定義線段：客戶自行定義線段的起點坐標、長度、旋轉的角度，再與影像中的工件作重疊對比，從而找到工件與標準圖形之間的誤差。
14、直接畫圖：直接移動工作桌，以十字線中心點畫線、圓、弧時不僅可以在AutoCAD中直接生成圖形同時在測繪儀軟體的影像中也生成相同外形及位置的圖形。
15、自設客戶坐標：可以根據客戶本身的需要在實時影像中的實際工件上自行設定坐標原點（0，0），再以（0，0）點為基準在畫面任一點上標示該點X，Y坐標位置。
16、坐標標註：以自己所設定之坐標原點（0，0）為基準，標註圖上任意一點的坐標位置。
17、專利取R角功能：為市面上準確的平面取R角方式。
18、測量：可測量平面上的任何幾何尺寸（角度、直徑、半徑、點到線的距離、圓的偏心、兩圓間距等等）。
20、自動捕捉圖形線條的各結點：可以自動捕捉線的起點、中點、終點及兩線的交點、圓心及圓周上的三個結點，用於輔助標註繪圖等套用功能。
21、將產品外形描邊，描出圖形可轉入AutoCAD形成工程圖
套用領域
廣泛的套用於汽車、電子、機械、汽車、航空、軍工、模具等行業中的箱體、機架、齒輪、凸輪、蝸輪、蝸桿、葉片、曲線、曲面等的測量、五金、塑膠等行業中，可以對工件的尺寸、形狀和形位公差進行精密檢測，從而完成零件檢測、外形測量、過程控制等任務。
基本信息
介紹
特點
◆ 高端配置，超精密全自動測量，四軸CNC控制；
◆ 三軸THK精密線性滑軌、精密傳動系統；
◆ Renishaw開放式光柵尺，精度高、穩定性好；
◆ Navitar自動變倍光學鏡頭，可實現自動變倍測量；
◆ 全滑鼠、手柄操作，簡單易用；
◆ 可程控6環8區環形表面光源，LED輪廓光源，同軸光源；
◆ 自動對焦測高，可加裝接觸式測頭；
◆ Vispec全自動影像測量軟體（高端版）；
◆ 提供多種行程規格配置，如222、322、332、432、442、542等。
工作原理
三坐標測量機是基於坐標測量的通用化數字測量設備。它首先將各被測幾何元素的測量轉化為對這些幾何元素上一些點集坐標位置的測量，在測得這些點的坐標位置後，再根據這些點的空間坐標值，經過數學運算求出其尺寸和形位誤差。CMM的這一工作原理使得其具有很大的通用性與柔性。從原理上說，它可以測量任何工件的任何幾何元素的任何參數。
CMM
CMM坐標類比
三次元=空間坐標系（x軸、y軸、z軸）
