坐标测量机基础知识

更新时间：2026-08-27

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三维测量机是一种测量仪器，能够将零件的各种形状信息作为三维位置信息捕捉，并在三维中进行捕捉。

通过表示彼此垂直的X、Y和Z轴，可以通过表示从某一参考点位置的距离，在三维空间中测量零件的形状。例如，可以测量卡尺或类似工具无法测量的形状，比如模具的角R形。

通过分析三维位置信息以及尺寸，软件可以确定不同部件的位置关系、轮廓形状和几何公差。通过将形状数字化为测量的三维信息，可以在后处理中进行各种分析。

三维测量机所做的测量通常属于精密测量类别。精确测量在恒温控制的房间中进行，以避免温度膨胀引起的误差。通常，这种气温常常在20°C下进行管理。

被测产物还需要在足够长时间的温度下测量。在三维测量中获得准确结果有时需要专业技能。

坐标测量机主要用于测量汽车零件及类似设备的形状。此外，它不仅用于产品，还用于测量制造产品所用模具的尺寸。

通过比较用3D CAD和其他工具设计的形状与测量机实际测量的制造零件，可以验证它们是否按图纸制造。这种研究方法被称为逆向工程。此外，未经图纸的零件可数字化为3D模型。

不仅可以确定简单的长度，还可以确定角度和几何公差。此外，三维测量机对于测量卡尺或微米无法测量的形状非常有用，如圆角R形。

传统上，接触式坐标测量机是主流，但近年来，许多非接触式坐标测量机被开发出来。虽然接触类型具有较高的测量精度和可靠性，但它们需要先进技术，并且存在若干局限性。这一点将在下文解释。

坐标测量机有两种类型：“接触式"和“非接触式"，但它们的工作原理非常不同。

在接触式坐标测量机中，测量目标直接触摸一个称为触针的测量探针，以记录该点的坐标位置信息。这种方法已经使用了很长时间，经过适当工作，可以实现高度可靠的测量。唱针使用陶瓷或红宝石等材料，这些材料因温度几乎没有热膨胀。

由于唱针接触，如果被测物体像橡胶一样柔软，可能会因接触力而发生变形。由于涉及接触，接触面容易被划伤。此外，对于小于笔尖直径的R形形状，无法正确测量。

广义上讲，非接触坐标测量机通过照射激光或类似光线照射待测物体，记录物体三维座的形状。由于是非接触式，测量区域不会受到损伤。此外，由于可以短时间内测量，近年来需求也在增长。

接触式的一个缺点是唱针会逐个接触每个测量点以记录三维位置信息，导致测量时间较长。一般来说，接触测量被认为比非接触测量更准确、更可靠。

然而，技术进步使得确保与非接触式设备相当的准确性和可靠性成为可能。与需要相对先进技术的接触式方法相比，非接触式方法可以在不需要高级技能的情况下进行测量。你需要根据你的测量目的选择合适的方法。

通过利用先进的图像处理技术，涵盖接触型和非接触型图像，使得各种分析成为可能。分析结果也可用于可视化的输出，如三维模型。

坐标测量机的优点在于能够测量卡尺或微米等仪器无法检测的复杂形状、轮廓和几何公差。它甚至可以测量较大的部分。尤其是接触型，操作需要熟练度，但程序测量可以在夜间自动进行。

坐标测量机的缺点是设备体积庞大，需要宽敞的安装空间，且与其他测量仪器相比，操作需要技术技能。虽然非接触式相对容易操作，但如果物体呈镜面状或有光面涂层，可能无法准确测量。此外，设备在引入设备时可能相当昂贵，这在实施过程中必须考虑。