多測(cè)頭坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）是什么？

傳統(tǒng)上，測(cè)量是使用手動(dòng)工具或光學(xué)比較器目測(cè)進(jìn)行的。然而，這些工具需要大量時(shí)間并且準(zhǔn)確性有限。另一方面，坐標(biāo)測(cè)量機(jī) (CMM)使用坐標(biāo)處理技術(shù)測(cè)量零件的高度、寬度和深度。此外，此類(lèi)機(jī)器可以自動(dòng)測(cè)量目標(biāo)，記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，并獲得 GD&T 測(cè)量值。

多測(cè)頭坐標(biāo)測(cè)量機(jī) (CMM) 要么是使用接觸式探針的接觸模型，即用于執(zhí)行測(cè)量的球形物體，要么是使用其他方法（例如相機(jī)和激光）的非接觸模型。一些專為汽車(chē)行業(yè)設(shè)計(jì)的型號(hào)甚至可以測(cè)量尺寸大于 10m的目標(biāo)。

多測(cè)頭坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）的優(yōu)勢(shì)：

多測(cè)頭坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）的優(yōu)點(diǎn)是可以高精度地測(cè)量用其他測(cè)量機(jī)難以測(cè)量的物品。例如，很難用卡尺或千分尺等手動(dòng)工具從虛擬原點(diǎn)測(cè)量特定點(diǎn)（孔等）的三維坐標(biāo)。此外，使用其他測(cè)量機(jī)難以使用虛擬點(diǎn)和虛擬線以及幾何公差進(jìn)行測(cè)量，但可以使用 3D CMM 機(jī)進(jìn)行測(cè)量。

多測(cè)頭坐標(biāo)測(cè)量機(jī) (CMM) 零件：

大多數(shù) CMM 通常是橋式或龍門(mén)式。將附在探頭前端的球面接觸點(diǎn)應(yīng)用于載物臺(tái)上的物體，指定并測(cè)量三個(gè)維度（X、Y、Z）的坐標(biāo)值。主要用于汽車(chē)零件和各種機(jī)械零件等模具的三維測(cè)量，原型等三維物體的三維測(cè)量，以及與圖紙的差異測(cè)量。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) (CMM) 配件：

觸控筆/探針尖，端
接觸式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)針通常具有球形直徑。探頭尖，端通常使用硬質(zhì)材料 - 紅寶石和氧化鋯是常見(jiàn)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(tái)
為了實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的表面通常是由石頭制成的平臺(tái)。石材面板隨著時(shí)間的推移形狀變化非常小，不易劃傷，因此具有可以長(zhǎng)期穩(wěn)定使用的優(yōu)點(diǎn)。

夾具
使用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的更關(guān)鍵的工具之一是用于將測(cè)量目標(biāo)固定到位的夾具。
測(cè)量目標(biāo)固定的原因是在 CMM 操作期間不會(huì)移動(dòng)，因?yàn)榱慵苿?dòng)會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤。通常使用固定板、夾具和磁鐵等工具

空氣壓縮機(jī)和干燥機(jī)
機(jī)械驅(qū)動(dòng)的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)需要帶有干燥器的空氣壓縮機(jī)。可以找到標(biāo)準(zhǔn)橋式或龍門(mén)式 CMM。

軟件
多測(cè)頭坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的軟件大致有兩種。第，一個(gè)是每個(gè)測(cè)量機(jī)制造商獨(dú)立開(kāi)發(fā)的用于自己的測(cè)量機(jī)的軟件。
二是第，三方開(kāi)發(fā)的軟件，可供多家廠商的測(cè)量?jī)x器使用。

如何使用坐標(biāo)測(cè)量機(jī) (CMM)：

測(cè)量前將測(cè)量目標(biāo)放在計(jì)量實(shí)驗(yàn)室中至少 5 小時(shí)，以使目標(biāo)調(diào)整到室溫（通常為 68°F）。這將防止由于熱膨脹引起的測(cè)量誤差和差異。通過(guò)手動(dòng)或使用控制 PC 將探頭引導(dǎo)到所需的測(cè)量位置來(lái)執(zhí)行測(cè)量。CMM 將記錄探頭位置的 X、Y、Z 坐標(biāo)。隨著點(diǎn)的繼續(xù)進(jìn)行，系統(tǒng)軟件將計(jì)算指定的尺寸，例如直徑、長(zhǎng)度、角度和其他關(guān)鍵尺寸。

測(cè)針校準(zhǔn)（探頭校準(zhǔn)）：

為了準(zhǔn)確地開(kāi)始測(cè)量，必須對(duì)與物體接觸的觸針（探針尖，端）進(jìn)行校準(zhǔn)，原因有兩個(gè)。首先是識(shí)別手寫(xiě)筆的球心坐標(biāo)。二是設(shè)置測(cè)針球體直徑。通過(guò)設(shè)置直徑，可以通過(guò)將半徑從實(shí)際接觸點(diǎn)（球體外部）偏移到球體中-心坐標(biāo)來(lái)計(jì)算。對(duì)于校準(zhǔn)，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(xiàng)：

雖然有些型號(hào)可以進(jìn)行 0.1 μm 量級(jí)的測(cè)量，但正確使用和管理對(duì)測(cè)量精度至關(guān)重要。驗(yàn)證使用過(guò)程中活動(dòng)部件水平和垂直移動(dòng)。此外，使用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)或類(lèi)似物體檢查指示錯(cuò)誤。為了執(zhí)行準(zhǔn)確的測(cè)量，在計(jì)量實(shí)驗(yàn)室中讓目標(biāo)溫度調(diào)整到室溫至關(guān)重要。或者，必須設(shè)置測(cè)量參數(shù)以校正任何溫差。對(duì)于接觸式測(cè)頭，確保測(cè)頭在測(cè)量過(guò)程中以恒定速度接觸目標(biāo)是很重要的。

維護(hù)和校準(zhǔn)：

定期三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)需要定期維護(hù)和檢查，以便連續(xù)進(jìn)行高精度測(cè)量。尤其是采用滑動(dòng)部件機(jī)械驅(qū)動(dòng)的橋式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，需要定期更換磨損部件、潤(rùn)滑和清潔系統(tǒng)以獲得好的性能。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) (CMM) 操作員培訓(xùn)：

小心處理坐標(biāo)測(cè)量機(jī)通常需要高-級(jí)操作員技能。通常，CMM 程序員是訓(xùn)練有素的計(jì)量專業(yè)人員。CMM 編程器不僅需要正確檢查，而且如果使用不當(dāng)，CMM 可能會(huì)損壞，從而導(dǎo)致高昂的維修成本。出于這個(gè)原因，需要全職檢查員，并且大量培訓(xùn)是操作的先決條件。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) (CMM) 測(cè)量：

坐標(biāo)和對(duì)齊
CMM 通常具有在對(duì)象中設(shè)置的設(shè)備坐標(biāo)系。
設(shè)備坐標(biāo)系由設(shè)備定義，例如橫向移動(dòng)的軸的方向?yàn)閄軸，垂直于臺(tái)面的方向?yàn)閆軸。因此，根據(jù)被測(cè)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(jī)器坐標(biāo)上既困難又不準(zhǔn)確，因此根據(jù)對(duì)象的參考平面或參考線設(shè)置工作坐標(biāo)系。這樣，將工件的方向與參考坐標(biāo)的方向?qū)R稱為對(duì)齊。

如何設(shè)置坐標(biāo)
設(shè)置工作坐標(biāo)系需要三個(gè)信息。
第，一個(gè)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?yàn)閅軸。直線可以直接從物體上測(cè)得，也可以是用虛擬線連接兩個(gè)不同點(diǎn)（如兩個(gè)孔）的直線。

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

測(cè)量尺寸和 3D 特征
通常，用戶會(huì)通過(guò)軟件菜單選擇稱為“元素”的測(cè)量目標(biāo)，例如平面并開(kāi)始測(cè)量。在接觸式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的情況下，使觸針尖，端與待測(cè)物體接觸，并獲取測(cè)量點(diǎn)。通過(guò)測(cè)量為每個(gè)元素指定的zui小測(cè)量點(diǎn)數(shù)來(lái)測(cè)量元素。如果測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量進(jìn)一步增加，通常采用zui小二乘法計(jì)算。
除了平面，測(cè)量元素還包括線、點(diǎn)、圓、圓柱、圓錐和球體。
通過(guò)計(jì)算被測(cè)元素之間的距離和角度來(lái)測(cè)量尺寸和 3D 形狀。

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