什么是坐标测量机 (CMM)，它的用途是什么？

产品设计在 20 世纪初非常简单，产品设计人员对精度和尺寸公差要求非常灵活。因此，机械车间使用传统铣床制造零件并使用卡尺、千分尺和比较器等手动工具确保质量控制没有问题。

但随着产品设计变得更加复杂和制造技术变得更加先进，需要更先进的质量控制设备来消除人为错误。这导致了 1959 年 Ferranti 开发了第一台坐标测量机 (CMM)。

三坐标测量机 (CMM) 是当今顶级机械车间使用的必不可少的质量控制设备，在本文中，我们将介绍 CMM 的基础知识。我们将解释 CMM 的工作原理、应用以及当今可用的不同类型的坐标测量机。

什么是三坐标测量机？

一台三坐标测量机（CMM） 是一种质量控制设备，用于测量零件的高度、宽度和深度，以确定其是否满足设计要求。

典型的坐标测量机 (CMM) 具有一个探头，该探头可以感应空间中某个点的位置并从 3D 参考位置对其进行测量。因此，当您在工件上移动探头尖端时，探测系统会收集点，形成勾勒出工件形状的“点云”。

探针点的测量和转换为形状轮廓的过程由专门的坐标处理软件处理。

Lucas Vieira 的“点云”示例，公共领域，来自 Wikimedia Commons

三坐标测量机形成的“点云”可让您确认零件是否符合设计意图和公差要求。顶级机加工车间通常将这些机器集成到其质量控制 (QC) 部门，以根据客户的规格测试制造零件的准确性和精度。

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通过逆向工程，机械车间还使用 CMM 来创建定制设计（或物理样品）的复制品。在此过程中，机械师将敏感探头移动到物理样品上，三坐标测量机执行一系列操作，将该样品转换为 3D CAD 图纸。

然后，机械师使用这些 CAD 模型使用 CNC 机器和 3D 打印机等制造技术创建物理样品的复制品。这种 CMM 的逆向工程应用在制造过时的零件（例如老式汽车发动机或燃气轮机零件）时会派上用场。

三坐标测量机通常有四种不同的类型：

桥式三坐标测量机是最常见的坐标测量机类型。它们通常具有用于测量设备的非常稳定的锚点，最适合测量具有最高精度和最严格公差要求的机加工零件。

但是，桥式 CMM 通常仅限于测量可以轻松抬到工作台上的中小型机加工零件。使用桥式 CMM，您在尝试访问某些要测量的零件时可能还会遇到挑战。这是因为桥的直立锚固着 x 轴。

龙门坐标测量机与桥式坐标测量机非常相似，但在设计和性能上略有不同。

与桥式三坐标测量机不同，龙门坐标测量机直接安装在地板上，桥架在支柱上。这使得龙门坐标测量机能够容纳和访问比桥式坐标测量机设计处理的体积更大、几何形状更复杂的机加工零件。

在 3D 坐标系中，龙门坐标测量机的测量范围通常从 (1 x 2 x 1 m) 到 (5 x 9 x 3m) 变化。

悬臂式 CMM 仅在一个点上得到支撑，使其刚性低于龙门式和桥式坐标测量机。当用于测量重量轻的机加工零件时，它们的单点支撑使它们能够比其他坐标测量机更快地移动并达到更高的精度。

悬臂三坐标测量机通常仅限于测量小型机加工零件、量规和标准零件。

与其他类型的 CMM 一样，水平臂 CMM 水平而不是垂直安装扫描探头（或接触式探头）。这种独特的设计使他们能够测量具有难以触及的特征的大型表面或机加工零件。

请记住，水平臂坐标测量机的精度低于其他坐标测量机类型。然而，它们是测量大型薄壁钣金件的理想三坐标测量机类型。

即使您使用最新的加工技术来制造您的产品设计，仍然存在影响加工零件质量的尺寸或公差错误的可能性。

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