三坐標測量儀，也叫做CMM（Coordinate Measuring Machine），是一種基于空間三維坐標測量原理的高精度測量設備。其主要由主機、測頭系統、計算機控制系統等組成。通過在三個坐標方向（X、Y、Z）上移動測頭，實時獲取目標物體的三維坐標信息，并通過計算機軟件進行數據處理，*終得到目標物體的尺寸、位置和形狀誤差等數據。

三坐標測量儀采用了光電跟蹤和計算機處理的技術，可以實現對物體表面的非接觸式測量。其原理是利用可見光或激光等光源照射到被測物體表面后，測量傳感器接收反射回來的光，并根據光源和傳感器之間的距離變化計算出被測物體在三維空間內的坐標。

1.三坐標測量儀的優點

高精度

*高精度可以達到1微米，甚至更高。為了保證三坐標如此的高精度，某些型號的三坐標測量機使用的進口光柵尺的精度更是達到了納米級別。

高效

可實現自動化、連續化和快速化的測量。

靈活

測量范圍大，可測量較大（幾米）和微小（幾微米）范圍的空間位置。
測量的特征多，通過構造特征，更是可以對平面度，圓度，同心度等等進行檢測。例如思瑞全自動三坐標測量儀使用的測量行業標桿軟件PC-DMIS軟件，還可以導入CAD數模進行脫機檢測。

自動化程度高

三坐標測量儀配備電腦程序控制系統，能夠使測量過程自動化，減少人工干預，降低操作難度。

2.三坐標測量儀的缺點

針對微小，易變形的工件，難以進行測量，是三坐標測量儀的缺點。因為三坐標測量機使用的是測頭探針進行接觸式的測量，如果工件太細小，探針無法進行探測，或者工件為軟薄等材質，接觸時會發生變形等等情況，都無法使用三坐標測量機進行測量。
不過隨著三坐標測量機的發展，這一缺點已基本被修補，目前高精度的三坐標測量儀會采用光電跟蹤和計算機處理的技術，將非接觸測量和接觸式測量進行結合。

四、三坐標測量儀的應用

可以應用于測量詳細空間位置和測量空間幾何形狀：

機械加工

三坐標測量儀在制造業中廣泛應用。它可以對加工出來的零件進行檢查，并根據測量結果調整加工機床的運行參數，以保證零件的尺寸和形狀誤差符合要求。

航空航天

三坐標測量儀在航空航天領域也有著重要的應用。例如在飛機發動機葉片制造中，需要對葉片進行高精度測量，以確保其性能符合要求，這時三坐標測量儀就是一個必不可少的工具。

汽車制造

在汽車制造業中，三坐標測量儀也有著廣泛的應用。例如可以對汽車發動機的缸體、缸蓋等進行測量，以確保其尺寸和形狀誤差符合要求。

其它應用

1.三坐標儀可以應用于自動駕駛、使用VR時的動作追蹤、AR、MR等需要實時測量位置信息的領域；

2.相近的原理還可以測量晶體和電子元件（ 基恩士中國官方網站）；

3.可以三維掃描實現幾何結構的數字化；

4.三坐標儀可以測量光學元件的光心，便于依照數字化的流程來調整光路（簡單流程如下）。

1.建立光路的三維模型
2.根據三維模型，在現實中利用三坐標測量儀擺放和修正元件位置
（1）使用三坐標測量儀測量并調整激光的光路: 通過測量激光光路上兩點的距離信息確定光路，調整光源或 光學儀器來調整光路。
（2）調整光學儀器的鏡面和光心位置：通過三坐標測量儀并結合軟件里的數字化模型(只需要測量幾個點)就可以得到鏡面位置和光心位置。將光心調整到光路上，調整鏡面水平旋轉的角度，使得現實中的光路與虛擬模型中的光路重合。
（3）調整終端的位置，保證終端接收到正確取向和位置的光。
3.在現實世界擺放光路時，首先從光源出發，一段一段調整光路，保證從光源發出的光的每一段光路都與提前 設計好的光路模型重合(可以不要求現實與模型中的光路完全等長（因為每一段光路的具體長度不好確定），但要求現實中每一段光路的上的一部分線段與模型中的光路重合。具體操作需要結合實踐檢驗)。
4.根據實際效果確認光路是否調整完成，滿足實驗需求即可停止調整。

五、三坐標測量儀的選擇方法

選擇三坐標測量儀是需要考慮的性能：

準確度

首先要滿足測量所需的精度。

穩定性

穩定性是指設備的長期性能表現一致。選擇穩定性好的三坐標測量儀，可以保證測量數據的可靠性和重復性，從而提高工作效率并降低成本。

靈活性

靈活性是指設備適用于不同的測量任務和應用場景。選擇靈活性好的三坐標測量儀，可以使其更加適用于多種測量任務，并能夠滿足不斷變化的制造需求。

可維護性

選擇易于維護和修理的三坐標測量儀，可以減少設備故障引起的停機時間，提高設備的運行效率和穩定性。

六、三坐標測量儀的使用方法

在使用三坐標測量儀時，需要注意以下幾點：（三坐標測量儀構成及原理簡介 - 21ic電子網）

1.根據設備說明書正確操作設備，掌握基本測量原理和方法。

2.在使用前做好設備的校準工作，以保證測量結果準確。

三坐標測量儀的校準
由于三坐標測量儀是一種高精度的測量設備，因此其校準工作尤為重要。一般來說，三坐標測量儀的校準工作可分為以下幾個步驟：
1）環境校準：首先需要對測量環境進行校準，包括調整機床主體的水平度和垂直度、消除周圍干擾等。
2）傳感器校準：接下來，需要對測量傳感器進行校準，以保證其測量精度。
校準方法包括靜態校準和動態校準兩種，其中靜態校準通常采用球棒法或平面法進行，動態校準則需要通過運動平臺進行。
3）系統校準：*后，需要對整個三坐標測量儀系統進行校準。
這包括了機床主體和測量傳感器之間的誤差補償、運動平臺的**控制以及計算機控制系統的數據處理等方 面。
4）維護保養
定期檢查加油情況：三坐標測量儀需要經常涂抹潤滑油，以保證各個部件的靈活性和穩定性。
預防塵土污染：三坐標測量儀需要在干燥、潔凈的環境下使用，以避免灰塵和雜物對其精度產生影響。
合理操作使用：三坐標測量儀使用時需要按照說明書上的操作規范進行，避免過度用力或不當操作導致設備損壞。
及時維修更換：如果發現三坐標測量儀出現故障或異常，應及時聯系專業售后服務人員進行維修更換。

3.保持良好的維護狀態，及時清理設備積灰和定期檢查設備各部件的磨損情況。

4.避免過度使用設備，避免設備過載和磨損，減少設備故障率。

5.在使用設備過程中要注意**，防止設備出現故障或意外事故。

七、結語

三坐標測量儀是獲得三維空間中點的位置和幾何形狀的重要儀器，適合較大范圍的空間測量（量級從米到微米）。也有較大的靈活性（操作簡捷、測量效率較高、可應用的場景廣泛）。因此，在需要確定空間位置時，三坐標測量儀是重要的可選項，且三坐標測量儀數字化程度較高，可以和三維建模軟件結合進行測量。

綜上所述，三坐標測量儀是測量領域的重要儀器。使用各種各樣的三坐標測量儀進行測量是信息時代獲得空間信息的重要手段，也是各種信息化，自動化流程中不可缺少的一環。

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