三坐标测量机ppt课件

逆向工程技术,1,内 容,三坐标测量机的发展历程 三坐标测量机的类型和组成 测量方法分析 三坐标测量机应用 三坐标测量机的发展趋势,2,一、三坐标测量机的发展历程,前言,三坐标测量机（CMM）是20世纪60年代发展起来的一种新型高效的精密测量仪器。它的出现，一方面是由于自动机床、数控机床高效率加工以及越来越多复杂形状零件加工需要有快速可靠的测量设备与之配套；另一方面是由于电子技术、计算机技术、数字控制技术以及精密加工技术的发展为三坐标测量机的产生提供了技术基础。,3,三坐标测量机是一种高效率的新型精密测量仪器。它广泛地用于机械制造、电 子、汽车和航空航天等工业中。它可以进行零件和 部件的尺寸、形状及相互位置的检测。由于它的通 用性强、测量范围大、精度高、效率高、性能好、 能与柔性制造系统相连接，已成为一类大型精密仪 器，有“测量中心”之称。 优点： 通用性强测量精度可靠可方便地进行数据处理和程序控制。,4,三坐标测量机的发展 随着工业现代化进程的发展，伴随着众多制造业如汽车业等大规模生产的需要，在加工设备 提高功效、自动化更强的基础上，要求计量检测 手段应当高速、柔性化、通用化，而固定的、专 用的或手动的工量具大大限制了大批量制造和复 杂零件加工业的发展。三维测量是基于以下的客观要求而发展起来的。 越来越多的工件需要进行空间三维测量； 加工精度不断提高； 实现反向工程的需要。,5,二、三坐标测量机的类型和组成,6,2、三坐标测量机的类型,1）按自动化程度分类 (1)数字显示及打印型 这类三坐标测量机主要用于几何尺寸测量，可显示并打印出测得点的坐标数据，但要获得所需的几何尺寸形位误差，还需进行人工运算，其技术水平较低，目前已基本被淘汰。 (2)带有计算机进行数据处理型 这类三坐标测量机技术水平略高，目前应用较多。 (3)计算机数字控制型 这类三坐标测量机技术水平较高，可像数控机床一样，按照编制好的程序自动测量。,7,2）按结构形式分类 按结构形式可分为移动桥式、固定桥式、龙门式、悬臂式、水平臂式、坐标镗式、卧镗式和仪器台式等。,8,桥框式三坐标测量机,移动桥式主要特点是结构简单、紧凑、刚 度好，具有较开阔的 空间。工作台固定， 承载能力强，工件质 量对测量机的的动态 性能没有影响。 固定桥式结构刚度很好，容易保证较高的精度。,9,龙门式三坐标测量机,龙门式三坐标测量机的移动部分只是横梁 在移动。Z向尺寸很大，有利于减小活动部分的质量。适用于大型三坐标测量机， 结构远比移动桥式复杂。,10,水平臂式三坐标测量机,水平臂式三坐标测量机，又称地轨式三坐标测量机，在汽车工业中有广泛应用。这种测量 机结构简单、空间开阔，但水平臂变形大。 常用于画线，也称三坐标划线机。,11,立柱式三坐标测量机,立柱式三坐标测量机是在坐标镗基础上发 展起来的。结构牢靠、 精度高，可将加工与 检测合为一体。,12,关节臂式三坐标测量机,13,3）按测量精度分类 划分标准按测量机单轴和空间最大测量不确定度大体上可划分为： 低精度分别约为1x10-4L和（23）x10-4L，其中L为最大量程； 中等精度分别约为1x10-5L和（23）x10-5L； 精密型的则分别小于1x10-6L和（23）x10-6L。一般放在具有恒温条件的计量室内，用于精密测量。,14,3、三坐标测量机的组成,坐标测量机可分为主机、测头系统、 控制系统和测量软件四大部分。 （1）主机 框架结构 标尺系统 导轨 驱动装置 平衡部件,15,（2）测头系统 测头是坐标测量机触测被测零件的发讯开关, 是坐标测量机的关键部件，测头精度的高低决定了坐标测量机的测量重复性。三坐标测量机的功能、工作效率、精度与测头密切相关。三坐标测头的两大基本功能是测微和触发瞄准。,16,测头的分类 按结构原理，测头可分为机械式、光学式和电气式。 按测量方法，测头可分为接触式和非接触式。 测头系统的组成 测头系统包括分度测座、测头及其附件，其附件包括测杆、加长杆和探针。,17,（3）控制系统 功能： 读取空间坐标值，对测头信号进行实时响应与处理，控制机械系统实现测量所必需的运动，实时监测坐标测量机的状态以保证整个系统的安全性与可靠性，有的还包括对坐标测量机进行几何误差与温度误差补偿以提高测量机的测量精度。,18,随着计算机技术及数控技术的发展，CNC型控制系统变得日益普及，高精度、高速度、智能化成为坐标测量机发展的主要趋势。 控制系统主要包括： - 空间坐标测量控制； - 测头系统及其控制； - 测量进给控制； - 控制系统的通信； - 坐标测量机的安全保证系统和控制系统的软件。,19,（4）测量软件 测量机本体只是提取零件表面空间坐标 点的工具。测量机精度在很大程度上依赖 于软件。测量机软件成为决定测量机性能 的主要因素。 测量软件从功能上可以分成以下几类： 通用测量软件 专用测量评价软件 附加功能软件,20,测量软件功能与应用的分类有以下几方面。 箱体类零件 自由曲面类零件 特定形 面类零件 反求测量 测量编程的模式： 联机编程 脱机编程 自动编程。,21,三、三坐标测量机软件应用PC-DMIS,22,三、三坐标测量机软件应用PC-DMIS,PC-DMIS测量软件介绍 PRO：基本测量 PC-DMIS: CAD：CAD数模导入功能 CAD+：加强对钣金件测量和扫描功能,23,三坐标测量机技术的测量过程 选定并校正测头建立零件坐标系测量基本元素计算所需结果输出测量结果,24,（1）选定并校验测头 定义测头文件名 添加角度 检验测头 特殊测针的校验,25,测座和触发测头,26,测座的A角以7.5 分度从0 旋转到105 ,A 角旋转,关节旋转测座,27,关节旋转测座,B角从-180 到180 以7.5 的分度(按顺时针、逆时针)旋转,B 角旋转,28,正如TP20这样的机械测头，包括3个电子接触器，当测杆接触物体使测杆偏斜时，至少有一個接触器断开，此时机器的X、Y、Z光柵被读出。这组数值表示此时的测杆球心位置。,接触器断开,关节旋转测座,29,测头校正,30,测头校正,已知直径并且可以溯源到国家基准的标准器。,测头校正对所定义测头的有效直径及位置参数进行测量的过程。为了完成这一任务，需要用被校正的测头对一个校验标准进行测量。,未知直径和位置的测头,31,测头校正,在实物基准的每个测量点的球心坐标同它的已知道直径比较。有效的测头直径是通过计算每个测量点所组成的直径与已知直径的差值,有效测头半径,32,运行 PC-DMIS,33,运行 PcDmis,PcDmis 文件管理器界面,34,运行 PcDmis,选择这一图标可以产生一个新文件夹,35,运行 PcDmis,这个新文件夹可以改名为用户名或操作员姓名,36,运行 PcDmis,37,运行 PcDmis,38,产生测头文件,39,产生测头文件,输入测头文件名，然后按回车键，这时测头没被定义显示为高亮度。,第一步,40,产生测头文件,从清单中选择测座类型,第二步,从这里用鼠标单击下拉菜单,41,产生测头文件,从清单中选择测头附件,第三步,42,产生测头文件,从清单中选择相应的传感器如： Tp20, Tp200等,第四步,43,产生测头文件,从测头清单中选择所用的测杆，如：4 *20 （直径、长度）,第五步,44,产生测头文件,定义结束时测头系统的配置完全图示化显示出来。,第六步,从加入测头角度按钮输入测头角度。,45,产生测头文件,需要追加其它角度，可通过输入每一个A、B角，然后对其进行校验测量。,第七步,如果需要多组复合角度，可以通过A、B角的起始角，它们的增量和终止角的输入来实现。,46,产生测头文件,第八步,当所需的测头位置全部输入后，选择“测量”。,47,产生测头文件,选择手动或自动校验测头。,第九步,输入测量标准球的点数。,单击“测量”按钮进行测头校验。,48,（2）建立零件坐标系 坐标系的建立是后续测量的基础，建立了错误的坐标系将导致测量错误的尺寸，因此建立一个正确的参考方向即坐标系 是非常关键和重要的。,49,直角坐标系,50,测量机的空间范围可用一个立方体表示。立方体的每条边是测量机的一个轴向。三条边的交点为机器的原点。,直角坐标系,51,每个轴被分成许多相同的分割来表示测量单位。测量空间的任意一点可被期间的唯一一組X、Y、Z值来定义。,直角坐标系,52,实例 1 测量点的坐标分别是:,X = 10 Y = 5 Z = 5,直角坐标系,53,X = 0 Y = 0 Z = 5,实例 2 测量点的坐标分别是:,直角坐标系,54,X = 10 Y = 10 Z = 0,X,Z,0,Y,| | | | | | | |,10 5,10,5,5 10,实例 3 测量点的坐标分别是:,直角坐标系,55,（2）建立零件坐标系方法 3-2-1法 适用：PCS的原点在工件本身、机器的行程范围内能找到的工件。 方法：平面/直线/点、平面/直线/直线/、平面/ 圆/圆/、平面/直线/圆 步骤：平面找正、直线旋转、点原点,56,迭代法 适用：曲线、曲面类零件；零件坐标系的原点不在工件本身。 方法：六点法、三点两圆、三圆、五点一圆 最佳拟合法 条件：有CAD数模，有三个以上确定点,57,零件坐标系的意义 找正零件（零件的放置与机器坐标系不平行） 建立零件基准； 指出零件放置的位置，运行程序； 使零件与CAD模型坐标系一致； 零件坐标系可以根据需要建立若干个。,58,建立零件坐标系的原则 遵循原则：右手螺旋法则 右手螺旋法则：拇指指向绕着的轴的正方向，顺着四指旋转的方向角度为正，反之为负。 采集特征元素时，要注意保证最大范围包容所测元素并均匀分布；,59,零件找正,零件找正,零件找正,60,零件找正,校正坐标系是建立零件坐标系的过程。通过数学计算将机器坐标系和零件坐标系联系起来。,建立零件坐标系时需要做三件事： 找正 (用任何元素的方向矢量）。找正元素控制了工作平面的方向。 旋转坐标轴 (用所测量元素的方向矢量). 旋转元素需垂直于已找正的元素。这控制着轴线相对于工作平面的旋转定位。 原点 (任意测量元素或将其设为零点的定义了X、Y、Z值的元素)。,61,机器坐标轴方向。,所需的零件坐标系,零件找正,X,Z,Y,找正元素 = 平面 旋转轴线 = 直线 原点元素 = 圆,62,零件找正,步骤 1 :找正Z轴并将Z的原点平移到此平面上。,步骤2 : 将X轴旋转到平行于线的方向。,步骤3 : 将X、Y的原点平移到圆上。,Z,X,Y,X,Z,Y,63,建立零件坐标系,64,建立零件坐标系,测量3点确立一个平面。,测量2点确定一条直线。,在侧平面测量一点。,65,从工具栏选择“工具”菜单。,然后选择零件找正。,建立零件坐标系,66,从特征元素清单中选择,Plane1 Line1 Point1,建立零件坐标系,67,单击“找正”按钮,建立零件坐标系,PcDmis将找正PLN1。 将坐标轴旋转到平行于直线LNE1的方向。 将 X 原点设置到PNT1。 将 Y 设置到 LN1 。 将 Z设置到PLN1,选择要找正的坐标轴,选择要旋转的轴,选择元素建立原点.,68,（3）测量基本元素 PC-DMIS的几个概念 标称值是指实际工件的理论值， 测定值是指工件的实际测量值； 正、负公差是指根据具体的要求而设定的公差范围 偏差是指测定值与标称值的差值； 超差是指偏差与公差的差值。,69,矢量：当长度为“1”的空间矢量投影到空间坐标系的三个坐标轴上时，相对应有三个投影矢量。这三个投影矢量的数值与对应轴分别为 i，j，k。,70,矢量,特征元素的方向和测头的逼近方向体现了测量点的方向矢量。矢量可以被看做一个单位长的直线，并指向矢量方向。,相对于三个轴的方向矢量。I方向在X轴，J方向在Y轴，K方向在Z轴。,71,与 X+夹角为 90 度， 余弦值为 0。 与 Y+夹角假设 90 度为。 余弦值为 0。 与 Z+夹角为 0 度。 余弦值为+1。 所以矢量为 I=0, J=0, K=1 或 0,0,1,72,什么是矢量方向 :,矢量,(+I ),Z,(+K ),X,Y,(+J ),I = 0.707 J = 0.707 K = 0 45度方向矢量,73,矢量重要性,矢量定义一个特征的方向 例如我们有一个圆柱在零件上，矢量方向就能告诉我们这个圆柱是在零件上方还是在零件下方。,74,利用矢量方向进行测头补偿 当测量一点后，在 DCC 模式下，机器沿着与被测点矢量方向相反的方向进行触测，测头补偿也是沿着同样的方向。如果触测方向不正确，这将引起一个“余弦误差”。,75,（3）测量基本元素 PCDMIS对于特征元素的测量有两种模式：手动模式、DCC模式（自动模式） 手动模式测量： 点、直线、平面、圆、 圆柱、圆锥、球 自动模式测量： 、没有CAD模型 a、没有图纸（没有理论值）时使用自动特征。 b、有图纸时使用自动特征。 B、有CAD模型,76,手动特征测量,测量点 测量线 测量圆 测量平面 测量圆柱 测量圆锥 测量球 测量圆槽和方槽,77,手动特征测量工具栏,在需要测量的地方接触,按中键采点，按右键完成测量,78,79,自动测量特征,自动特征工具栏 自动特征工具栏中的矢量点,80,自动测量圆,81,样例点：样例点即是在 采圆之前先采点确定了该 圆的投影平面。,82,自动测量圆柱,83,自动圆槽与方槽,84,85,基本几何元素,元素: POINT 最小点数: 1 位置: XYZ 位置 矢量: 无 形状误差：无 2维/3维: 3维,实例,Y,5,5,5,Z,X,输出 X = 5 Y = 5 Z = 5,86,元素: 直线 最小点数: 2 位置: 重心 矢量: 第一点到最后一点。 形状误差: 直线度 2维/3维: 2维/3维,实例,输出 X = 2.5 I = -1 Y = 0 J = 0 Z = 5 K = 0,Y,5,5,5,Z,X,1,2,基本几何元素,87,基本几何元素,元素: 圆 最小点数: 3 位置: 中心 矢量*: 相应的截平面矢量 形状误差: 圆度 2维/3维: 2维,实例,输出 X = 2 Y = 2 Z = 0 I = 0 J = 0 K = 1 D = 4 R = 2,Y,5,5,5,Z,X,* 圆的矢量只是为了测量。不单独描述元素的几何特征。,88,基本几何元素,元素: 平面 最小点数: 3 位置: 重心 矢量: 垂直于平面 形状误差:平面度 2维/3维: 3维,实例,输出 X = 1.67 I = 0.707 Y = 2.50 J = 0.000 Z = 3.33 K = 0.707,Y,5,5,5,Z,X,89,基本几何元素,元素: 圆柱 最小点数: 5 位置: 重心 矢量: 从起始层指向终止层or高度指向深度 形状误差: 圆柱度 2维/3维：3维,实例,输出: X = 2.0 I = 0 D = 4 Y = 2.0 J = 0 R = 2 Z = 2.5 K = 1,Y,5,5,5,Z,X,90,基本几何元素,元素: 圆锥 最小点数: 6 位置: 顶点 矢量: 从小端指向大端 形状误差: 锥度 2维/3维：3维,实例,5,5,X = 2.0 I = 0 A = 43deg Y = 2.0 J = 0 Z = 5.0 K = 1,Y,5,Z,X,91,基本几何元素,元素： 球 最小点数: 4 位置: 中心 矢量*: 如右图向上 形状误差: 球度 2维/3维: 3维,实例,5,X = 2.5 I = 0 D = 5.0 Y = 2.5 J = 0 R = 2.5 Z = 2.5 K = 1,Y,5,5,Z,X,*球的矢量只是为了测量。并不描述元素的几何特征。,92,（4）构造特征 构造点：相交、原点、垂射、投影、套用、中点、隅角点、刺穿、偏置 构造圆：拟合、相交、两条直线的公切圆、三条直线的公切圆 构造直线：最佳拟合、最佳拟和重新补偿、套用、相交、中分、平行、垂直、投影、翻转、扫描段、偏置 构造平面：坐标轴、中分面、垂直、平行、高点、偏置；,93,元素构造 点,94,构造点特征,95,元素构造,点: 原点,X,Z,Y,在当前坐标系的原点构造一个点。坐标值为0，0，0。,96,基本几何元素,点 : 产生,在所选元素的中心产生一个点。它的坐标与所选的元素相等（X、Y、Z）。,输入 : 圆1,圆1,97,基本几何元素,点: 拐角点,这个点是三个平面的交点。,输入: 平面1 平面2 平面3,平面1,平面2,平面3,98,基本几何元素,点: 刺穿,通过第一元素刺穿第二元素创立一个点。元素的选择顺序非常重要。,输入: 圆柱1 平面1,平面1,圆柱1,99,基本几何元素,点: 偏置,从选择元素设置指定的偏置值创建一个点。,输入: 点1 X 偏置 = 0 Y 偏置 = 4 Z 偏置 = 1,100,基本几何元素,点: 相交,在两个元素相交处产生一个交点。,输入: 线1 线2,线1,线2,101,基本几何元素,点: 垂落,将第一点的重心投影到第二个元素上（直线、圆锥、圆柱或槽）,输入: 圆1 线1,线1,圆,102,基本几何元素,点: 中分,产生两个所选元素的中分点。,输入: 圆1 圆2,圆1,圆2,103,基本几何元素,点: 投影,输入: 点1 平面1,将一个元素投影所选平面上。,点1,平面1,104,元素构造 圆,105,构造圆特征,106,基本几何元素,圆: 最佳拟和,输入: 圆1 圆2 圆3 圆4,通过所选的几个元素通过最佳拟和产生一个圆。,圆1,圆4,圆3,圆2,107,基本几何元素,圆: 圆锥,输入: 圆锥1 直径 = 50.8,在一个圆锥指定的直径位置产生一个圆。,101.6,圆锥1,50.8,圆,108,基本几何元素,圆: 相交,输入: 圆锥1 平面1,一个平面和一个圆锥、圆柱或球相交产生一个圆。,圆锥1,平面1,109,元素构造 直线,110,111,基本几何元素,直线: 坐标轴,X,Z,Y,沿着当前坐标系的一个坐标轴建立一条轴线，它垂直于当前工作平面。,当前工作平面 = Z+,Z+ 平面,112,基本几何元素,直线: 最佳拟和,通过所选元素建立一条最佳拟和直线。,输入: 圆1 圆2,圆2,圆1,113,基本几何元素,直线: 相交,输入: 平面1 平面2,两个平面相交产生一条交线。,平面2,平面1,114,基本几何元素,直线: 垂直,通过第二元素做第一元素的垂直直线。,输入: 线1 圆1,线1,圆1,115,基本几何元素,直线: 平行,通过第二元素做第一元素的平行线。,输入: 线1 圆1,线1,圆1,116,基本几何元素,直线: 反向,输入: 线1,将一条直线的方向进行反向产生一条直线。,线1,117,基本几何元素,直线: 偏置,通过第一元素从第二元素偏置一个指定值产生一条直线。,输入: 圆1 圆2 偏置值 = 25.4mm,圆2,圆1,118,元素的尺寸及公差 位置,119,元素的尺寸及公差,位置,位置公差选项产生所选元素的指定特征的参数报告。特征参数具体如下：,120,元素的尺寸及公差,位置,X,Z,Y,CIR1,1,2,3,2,3,1,实例: 输出圆： CIR1,X = 2cm,Y = 2cm,D = 2cm,R = 1cm,2,1,0,121,元素的尺寸及公差,位置,X,Z,Y,CONE1,1,2,3,3,1,实例: 输出圆锥： CONE1,A = 60,V = 0, 0, 1 (I, J, K),2,1,0,2,122,元素的尺寸及公差,位置,X,Y,POINT1,25.4,50.8,76.2,50.8,76.2,实例: 输出点： POINT1,Prad = 71.831mm,Pang = 45,0,25.4,123,元素的尺寸及公差 位置度,124,元素的尺寸及公差,位置度,下面的实例是输出圆的常规公差：,50.8 .12,25.4 .12,25.4 .12,0.24,0.24,125,元素的尺寸及公差,位置度,下图是理论圆中心的示意图,表示 “好”,表示超差,测量圆的中心位置,50.92,25.18,50.68,25.52,126,元素的尺寸及公差,位置度,下图显示了为什么两个点距离相同但不是每个都在公差之内。,合格,超差表示,位置度公差带,位置度产生一个圆形公差带，它能很好地判断特征元素的配合关系。,127,最大实体条件,20+/- 0.2,尺寸是公制单位,128,129,最小实体条件,40,30,20+/- 0.2,位置度 最小实体条件,130,最小实体条件 - 最小实体条件,20+/- 0.2,40,30,A,位置度 基准、被测均采用最小实体条件,131,元素的尺寸公差 二维距离,132,元素的尺寸公差,二维距离,二维距离的计算是两元素相对于当前工作平面的距离。典型例子就是点到线、圆到圆、圆到线的距离。,133,元素的尺寸公差,二维距离,当计算二维距离时，你可以选择各个方向的距离。例如：你可以通过CIR1和CIR2产生以下几种方向的距离。,X,134,元素的尺寸公差,两维距离,X,Y,有效选项:,中心到中心 元素到元素 元素到 X 轴 元素到 Y 轴 元素到 Z轴,平行于指定轴 垂直于指定轴,计算距离1可以： 平行于X轴 垂直于Y轴,距离2的计算可以是： 平行于Y轴 垂直于X轴,计算距离3 是用中心到中心，不需要选择坐标轴。,而且,135,元素的尺寸公差,二维距离,元素到元素的距离在计算时，此距离既不平行于当前坐标系的任何坐标轴，也不垂直于坐标轴。 元素的选择顺序非常重要。计算的距离要么垂直要么平行于你选择的第二元素。,136,元素的尺寸公差,二维距离,如何计算全长上的距离？ 在一边测量一条直线，在另一边测量一个点。,计算点到直线1的二维距离，需用“到元素”选项,并垂直于直线1.,137,元素的尺寸公差,二维距离,如果你选择点1和直线1,而且选择了“不要任何选项,那末这一距离为点到直线的重心的距离. 这并不是你所需要的.,告诫,138,元素的尺寸公差,二维持距离,当计算二维距离时,选择正当的工作平面是非常重要的. 现在的实例就是在Z+工作平面下计算的.,X,Y,Z +工作平面,139,元素的尺寸公差,二维距离,“加半径”和 “减半径” 的选项可以控制计算距离时是否需要加或减去圆的半径.,Y,X,常规距离,140,元素尺寸公差测量 三维距离,141,元素的尺寸公差,三维距离,三维距离计算的是两个元素之间的最小距离,与工作平面无关. 典型用途: 点到平面的距离,142,元素的尺寸公差,三维距离,点到平面的三维距离,PLN1,PNT1,实例:,143,元素的尺寸公差,角度,在两条直线相交处产生一个夹角。,144,垂直度,0.15,A,A,0.15 MM宽的公差带,实际表面的可能方位。,A,145,平行度,0.15 MM宽的公差带,实际表面的可能方位。,A,0.15,A,A,146,倾斜度,147,148,四、典型零件的测量方法,149,三坐标测量机的发展趋势,1.高精度化 2.自动化(计算机数控化) 3.非接触测量 4.采用新材料，运用新技术 5.测量机软件 6.使用现场化 7.成为制造系统的组成部分,150,1.高精度化,三坐标测量机自开发以来，一直要求具有高精度，当前随着加工精度的显著提高，这种要求更趋强烈。要提高精度有许多问题需要解决，其中最重要的是机械主体的基本结构问题。当前三坐标测量机仍是由三相正交的三轴组成笛卡儿坐标系的模式。与多轴自动化机床相似，正确地选择测量机工体的形式(立式或卧式)是十分重要的。一般来说，在测量小型工件时，采用高柔性卧式主轴最为有利。为实现更高精度的测量精度，在中等规格尺寸测量机领域中，国外最新的三坐标测量机均采用了单一的桥式构造。但桥式构造的竞争焦点在桥固定式和桥移动式之间。,151,2.自动化(计算机数控化),从最近国外推出的产品来看，测量机数控系统有明显的两极发展趋势：高档型和廉价型。高档型测量机数控系统是传统知名的测量机厂商的产品，他们以价格较高的机型供给大型企业，这些企业具有较高的计算机应用水平，廉价型系统是日本和英国某些公司的产品，大都采用DCC( Directly Computer Control)技术，以求降低成本，同时满足使用要求。另外，计算机数控化的目的并不单纯是为了利用外围设备和软件来节约人力，而是要通过使用仿形测头的连续仿形测量，应用于评定曲面形状、排除人员误差的高精度测量。,152,3.非接触测量,探测技术在三坐标测量机中占有重要位置。从原理上说只要测头能探及，三坐标测量机就能测量。三坐标测量机的测量效率也首先取决于探测速度。为了完善测量机功能，还必须发展各种附件。 三坐标测量机除了机械本体外，测头是测量机达到高精度的关键，也是三坐标测量机的核心，与其他各项技术指标相比，提高测头的性能指标难度最大。如由OPTON和LETTZ公司开发的实用高精度测头三维电感测头取得专利已有近20年历史，但至今改进不大。 由于非接触测头具有许多优点，探测技术发展的第一个重要趋势是，非接触测头将得到广泛的应用。 十分重要的是，在微电子工业中有许多二维图案，如大规模集成电路掩模，它们是用接触测头无法测量的。近年来国外光学三坐标测量机发展十分迅速，光学三坐标测量机的核心就是非接触测量。,153,4.采用新材料，运用新技术,近年来，铝合金、陶瓷材料以及各种合金材料在三坐标测量机中得到了越来越广泛的应用。 铝合金特别适合于制作高速运行的三坐标测量机。铝合金导热好，不易产生变形。尽管它的膨胀系数较大，但简单热变形比较容易补偿。它耐磨性差，可在其表面涂覆一层耐磨的陶瓷材料。为了克服陶瓷导热性能差、难以加工的缺点，各种人工合成陶瓷正处在开发过程中，人工合成陶瓷可以按需要做成各种所需形状，还可以通过适当的材料设计，使它具有所需的性能。 一些材料将在制作一些有特殊要求的测量机部件中得到应用，例如，高精度的三坐标测量机中，采用零膨胀系数的微晶玻璃制作一些关键部件，利用膨胀系数小、具有高的弹性模量与密度小的碳化纤维制作探针与接长杆等。其他一些新技术，例如磁悬浮技术也在测量机及其测头中获得应用。,154,5.测量机软件,1）能进行自动编程。 2）按测量任务对测量机进行优化。智能测量机能够按照测量任务，提示工件最佳安装位置，并针对被测参数进行优化。 3）在测量前对测量不确定度作出评定，并按此确定采样策略与测量速度。 4）故障自动诊断。自动化程度越高、运行速度越高的测量机，对可靠性的要求越高，对故障自动诊断的要求越高。故障自动诊断不仅包括使测量机无法正常工作的故障，而且包括出现其他一些不正常现象，例如室温偏高，测得数据明显不合理(如超差太大)时发出提示。也可以在发现有超差（或临近公差带边缘）时，发出重测指令。 5）CAD文件特征识别。系统能根据CAD的设计图形文件IGES提取测量信息、测量件的特征以及各组成特征之间的位置关系，然后将二维的CAD图样信息转化为三维的带有公差信息的零件定义模型。零件位置自动识别系统是利用计算机视觉处理零件的图像，完成零件在测量机中的位姿测量，并在此基础上建立零件坐标系。,155,6.使用现场化,迄今为止，三坐标测量机只是在某种特定的环境条件下使用，但是随着其有效性广泛为人们所认识，将会越来越多地被要求在加工现场使用，或作为在线测量设备使用。这里还存在不少需待解决的问题，例如直接与精度有关的温度和振动等问题，对粉尘或切削油的处置方法，自动生产线节拍的高速化等。目前各生产厂家正在投入力量进行研制，已有带防尘结构的产品进入市场。,156,7.成为制造系统的组成部分,从发展趋势来看，三坐标测量机正逐渐成为机械制造业的主导检测设备，将越来越多地用于生产线，成为制造系统的一个组成部分。没有其他任何测量仪器，具有三坐标测量机这样的柔性、万能性。三坐标测量机能在计算机控制下完成各种复杂测量，能与加工机床交换信息，完成保证质量、控制加工的任务；还能根据测试结果，构成CAD、CAM软件，实现逆向工程。,157,