三次元测量仪

三维取点来进行测量的仪器

三次元测量仪，主要是指通过三维取点来进行测量的一种仪器，市场上也有叫三坐标，三坐标测量机，三维坐标测量仪，三次元。

原理

三次元坐标量测仪 ( Coordinate Measuring Machine 简称CMM)，又称三次元量床，日本用语为三次元测定机，大陆用语为三维测量机或三坐标测量机。在台湾为了区隔二次元影像量测仪号称的非接触式三次元（或称为 2.5D ，其号称的 0.5D 是指Z轴加装光学尺，可利用镜头本身的对焦来达到高度或段差量测），所以又叫做接触式三次元，故名思义该机器的量测方式是以探测系统直接碰触工件来进行量测。

其量测原理为利用探针（大部份尾端有一颗红宝石球）去碰撞工件的边缘，取得该位置的坐标值，再减去测头的半径即为工件的实际坐标值。一般量测仪的三轴都有安装光学尺，当测头接触到工件时，会送出讯号以撷取目标坐标值，再经由量测软体运算处理，便可计算出我们要的坐标值或尺寸，所以您只要依照量测位置去取点便能得到量测数据。

组成

三次元测量仪的组成：

1，主机机械系统（X、Y、Z三轴或其它）；

2，测头系统；

3，电气控制硬件系统；

4，数据处理软件系统（测量软件）；

5，正向工程：产品设计-->制造-->检验（三次元测量仪）

大部份三次元机台结构都使用精密花岗石做为平台，较好的机台会使用00级以上的花岗石。三轴的结构大部份都使用花岗石，有些机型会使用铝合金或铸铁，较高阶的机种会使用碳纤、陶瓷或其它复合材质。常见的外型结构为龙门式(或称移动桥架式)，其他较常见的有单边架桥式(或称L桥架式)、双边架桥式、悬臂式等。

用途

精确测量各种工件尺寸、角度、形状和位置，以及螺纹制件的各种参数，适用于机器制造业，精密工、模具制造业、仪器仪表制造业、电子行业、塑料与橡胶行业的计量室、对机械零件、量具、刀具、夹具、模具、电子元器件、电路板、冲压件、塑料及橡胶制品进行质量检测和比对。

运动方式

一般区分为滚珠线性滑轨及气浮滑轨两种，滚珠线性滑轨的干涉及变形较大，比较少使用在大型机台；现今的主流为气浮滑轨，其原理为压缩空气在空气轴承与轨道间形成一个几微米 ( um ) 低摩擦力及低阻力的空气层，也就是说空气轴承会浮在轨道上，这时便可轻易移动。

传动方式分手动、马达传动两种。一般有三种机型区分：

1. 手动量测　直接拉著Z轴或人工旋转手轮来移动。

2. 电控量测　移动轴安装马达，利用摇杆或电子手轮来控制移动。

3. CNC ( DCC) 自动量测　移动轴均安装伺服马达，并利用电控系统，在程式指令下可自动量测。

逆向工程

逆向工程：

早期：美工设计-->手工模型（1：1）-->3轴靠模铣床

当今：工件（模型）-->三维测量（三次元测量仪）-->设计-->制造逆向工程定义：将实物转变为CAD模型相关的数字化技术，几何模型重建技术和产品制造技术的总称。

广义逆向工程：包括几何逆向，工艺逆向，材料逆向，管理逆向等诸多方面的系统工程。逆向工程设备：

1，测量机：获得产品三维数字化数据（点云/特征）；

2，曲面/实体反求软件：对测量数据进行处理，实现曲面重构，甚至实体重构；

3， CAD/CAE/CAM软件；

4，数控机床；

逆向工程中的技术难点：

1，获得产品的数字化点云（测量扫描系统）；

2，将点云数据构建成曲面及边界，甚至是实体（逆向工程软件）；

3，与CAD/CAE/CAM系统的集成；（通用CAD/CAM/CAE软件）

4，为快速准确地完成以上工作，需要经验丰富的专业工程师（人员）；