坐标测量机（CMM）

   坐标测量机（Coordinate Measuring Machine）又叫做三坐标测量机，是一种检测工件尺寸误差、形位误差以及复杂轮廓形状的自动化制造系统的基本测量设备。它可以单独使用或集成到FMS中，与FMS的加工过程紧密耦联。测量机能够按事先编制的程序（或来自CAD/CAM系统）实现自动测量，效率比人工高数十倍，而且可测量具有复杂曲面零件的形状精度。测量结束，还可以通过检验与检测系统送至机床的控制器，修正数控程序中的有关参数，补偿机床的加工误差，确保系统具有较高的加工精度。 

    （1）坐标测量机结构特点   CMM和数控机床一样，其结构布局有立式和卧式两类，立式CMM有时是龙门式结构，卧式CMM有时是悬臂结构。两种结构形式的CMM都有不同的尺寸规格，从小型台式到大型落地式。下图是一悬臂式CMM，由安放工件的工作台、立柱、三维测量头、位置伺服驱动系统、计算机控制装置等组成。CMM的工作台、导轨、横梁多用高质量的花岗岩组成。花岗岩的热稳定性和尺寸稳定性好，强度、刚度和表面性能高，结构完整性好，校准周期长（两次校准的日期间隔）。CMM的安装地基采用实心钢筋混凝土，要求抗振性能好。许多CMM能自动保持水平，采用抗振气压系统，有效地减少机械振动和冲击。因此在一般情况下，CMM要求控制周围环境，它的测量精度及可靠性与周围环境的稳定性有关，CMM必须安装在恒温环境中，防止敞露的表面和关键部件受污染。随着温度、湿度变化自动补偿及防止污染等技术的广泛应用，CMM的性能已能适应车间工作环境。 

图 悬臂式坐标测量机

   CMM测量头的精度非常高，其形式也有很多种，以适应测量工作的需要。有些测量头是接触式的，测量头触针连接在开关上，当触针偏转时，开关闭合，有电流通过。CMM控制系统中有软件连续扫描测量头的输入，当检测出开关闭合时，系统采集CMM各坐标轴位置寄存器的当前值。测量精度与开关的可重复性、位置寄存器中的数值精确度和采集位置寄存器数值的速度有关。有些测量头能自动重新校准，有一种电动测量头可以连续测量复杂的形状，如工件内部型腔表面。 

    （2）坐标测量机的工作原理   CMM和数控机床一样，其工作过程由事先编制好的程序控制，各坐标轴的运动也和数控机床一样，由数控装置发出移动脉冲，经位置伺服进给系统驱动移动部件运动，位置检测装置（旋转变压器、感应同步器、角度编码器、光栅尺、磁栅尺等）检测移动部件实际位置。当测量头接触工件测量表面时产生信号，读取各坐标轴位置寄存值，经数据处理后得出测量结果。CMM将测量结果与事先输入的制造允差进行比较，并把信号回送到FMS单元计算机或CMM计算机。CMM计算机通常与FMS单元计算机联网，上载和下载测量数据和CMM零件测量程序。