基本介紹
- 中文名：坐標測量機
- 外文名：Coordinate Measuring Machine
- 簡稱：CMM
- 屬性：坐標測量儀器
概念,工作原理,套用範圍,發展史,發展初期,發展套用到工業,今技術及套用,注意事項,開機前的準備,工作過程中,操作結束後,
概念
坐標的概念源於解析幾何。解析幾何的基本思想是構建坐標系，將點與實數聯繫起來，進而可以將平面上的曲線用代數方程表示。從這裡可以看到，運用坐標法不僅可以把幾何問題通過代數的方法解決，而且還把變數、函式以及數和形等重要概念密切聯繫了起來。坐標的概念套用到工業生產中解決了大量實際問題，而且絕大部分現代測量儀器都是在坐標測量原理的基礎上建立的。
工作原理
在坐標測量技術中，我們首先需要通過機械的方法建立實際可見的坐標系，然後將測量點用坐標表示方法一一對應，再利用空間幾何關係就可以獲得所需的各測量值了。例如在坐標測量機中，我們以測量儀器的平台為參考平面建立機械坐標系，採集被測工件表面上的被測點的坐標值，並投射到空間坐標系中，構建工件的空間模型。有了工件的空間模型，坐標測量機就可以計算出所需的幾何參數。
套用範圍
坐標測量儀器在測量領域套用非常廣泛，小到五金件的尺寸確定，大到整機、整車的幾何量測量，都會套用到各種坐標測量儀器。
發展史
發展初期
坐標測量機（Coordinate Measuring Machine，簡稱CMM）是最有代表性的坐標測量儀器。最早的坐標測量機是一個僅僅配備XYZ三軸數顯的三維設備。對於誰最先發明坐標測量機一直存在爭議。1950年代末，第一台坐標測量設備可能是由義大利DEA(Digital Electronic Automation Spa)公司發明的門式結構並配置剛性測頭的測量機。幾個月後，蘇格蘭的Ferranti Metrology(IMS )發明了懸臂測量機，配置數顯設備和剛性測頭。1959年，Ferranti發明了第一台真正意義上的DCC(Direct Computer Assist) 坐標測量機。這台坐標測量機的發明可以標誌著坐標測量機正式走上歷史舞台。同樣來自英國的LK Tool公司隨後發明了第一台橋式坐標測量機，並在過去的數年中成為坐標測量機的標準構架。隨著越來越多製造商的加入並對測量機進行改造，懸臂測量機、橋式測量機、龍門測量機、水平臂測量機、門式測量機、活動平台測量機、固定橋式測量機和關節臂測量機都成為坐標測量機的通用構架。
1963年DEA發明的ALPHA坐標測量機
1963年DEA發明的ALPHA坐標測量機發展套用到工業
坐標測量機的出現是工業化發展的歷史必然。一方面是由於自動工具機、數控工具機等高效率加工的發展以及越來越多複雜形狀零件加工需要有快速可靠的測量設備與之配套；另一方面是由於電子技術、計算機技術、數控技術以及精密加工技術的發展為其提供了技術基礎。坐標測量機的出現使得測量儀器從手動方式向現代化自動測量的轉變成為可能。
與傳統測量儀器是將被測量和機械基準進行比較測量不同的是，坐標測量機的測量實際上是基於空間點坐標的採集和計算。雖然現代的測量機比早期的功能要高級很多，但基本原理是相同的，即建一個剛性的結構，此結構有三個互相垂直的軸，每個軸向安裝光柵尺，並分別定義為X、Y、Z軸。為了讓每個軸能夠移動，每個軸向裝有空氣軸承或機械軸承。在垂直軸上的探測系統記錄測量點任一時刻的位置。探測系統一般是由測頭和接觸式探針構成，探針與被測工件的表面輕微接觸，獲得測量點的坐標。在測量過程中，坐標測量機將工件的各種幾何元素的測量轉化為這些幾何元素上點的坐標位置，再由軟體根據相應幾何形狀的數學模型計算出這些幾何元素的尺寸、形狀、相對位置等參數。
坐標測量機作為一種精密、高效的空間長度測量儀器，它能實現許多傳統測量器具所不能完成的測量工作，其效率比傳統的測量器具高出十幾倍甚至幾十倍。而且坐標測量機很容易與CAD連線，把測量結果實時反饋給設計及生產部門，藉以改進產品設計或生產流程。因此坐標測量機已經並且將繼續取代許多傳統的長度測量儀器。
今技術及套用
現代坐標測量機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，還可以根據測量數據，實現逆向工程。
坐標測量機已廣泛用於機械製造業、汽車工業、電子工業、航空航天工業和國防工業等各部門，成為現代工業檢測和質量控制不可缺少的測量設備。
坐標測量機有二維，有三維，目前使用最多的就是三坐標測量機。
三坐標測量機最早只是軍工使用，後來逐漸進入企業，中國國內生產三坐標測量機的廠家主要有：思瑞、新天、萬濠、七海等（排名不分先後）
注意事項
使客戶更好地掌握和用好測量機，現列出測量機簡單的維護及保養規程。
開機前的準備
1．三坐標測量機對環境要求比較嚴格，應按契約要求嚴格控制溫度及濕度；
2．三坐標測量機使用氣浮軸承，理論上是永不磨損結構，但是如果氣源不乾淨，有油．水或雜質，就會造成氣浮軸承阻塞，嚴重時會
造成氣浮軸承和氣浮導軌劃傷，後果嚴重。所以每天要檢查工具機氣源，放水放油。定期清洗過濾器及油水分離器。還應注意工具機氣源前級
空氣來源，（空氣壓縮機或集中供氣的儲氣罐）也要定期檢查；
3．三坐標測量機的導軌加工精度很高，與空氣軸承的間隙很小，如果導軌上面有灰塵或其它雜質，就容易造成氣浮軸承和導軌劃傷。
所以每次開機前應清潔機器的導軌，金屬導軌用航空汽油擦拭（120#汽油），花崗岩導軌用無水乙醇擦拭。
4．切記在保養過程中不能給任何導軌上任何性質的油脂；
5．定期給光桿、絲桿、齒條上少量防鏽油；
6．在長時間沒有使用三坐標測量機時，在開機前應做好準備工作：控制室內的溫度和濕度(24小時以上)，在南方濕潤的環境中還應該定
期把電控櫃打開，使電路板也得到充分的乾燥，避免電控系統由於受潮後突然加電後損壞。然後檢查氣源、電源是否正常；
7．開機前檢查電源，如有條件應配置穩壓電源，定期檢查接地，接地電阻小於4歐姆。
工作過程中
1．被測零件在放到工作檯上檢測之前，應先清洗去毛刺，防止在加工完成後零件表面殘留的冷卻液及加工殘留物影響測量機的測量精
度及測尖使用壽命；
2．被測零件在測量之前應在室內恆溫，如果溫度相差過大就會影響測量精度；
3．大型及重型零件在放置到工作檯上的過程中應輕放，以避免造成劇烈碰撞，致使工作檯或零件損傷。必要時可以在工作檯上放置一
塊厚橡膠以防止碰撞；
4．小型及輕型零件放到工作檯後，應緊固後再進行測量，否則會影響測量精度；
5．在工作過程中，測座在轉動時(特別是帶有加長桿的情況下)一定要遠離零件，以避免碰撞；
6．在工作過程中如果發生異常響聲或突然應急，切勿自行拆卸及維修，請及時與我公司聯繫，本公司會安排經過嚴格培訓的人員前往，並承諾以最快的速度幫助客戶解決問題。
操作結束後
1．請將Z軸移動到下方，但應避免測尖撞到工作檯；
2．工作完成後要清潔工作檯面；
3．檢查導軌，如有水印請及時檢查過濾器。如有劃傷或碰傷也請及時與本公司聯繫，避免造成更大損失；
