三坐标测量机的实验教学创新

　　一、CMM简介

　　CMM 是一种几何量测量仪器，它的基本原理是将被测零件放入它允许的测量空间，精密地测出被测元素上测量点的三个坐标值，根据这些点的数值经过数学计算得出形状、位置误差及其它几何量数据。CMM 是由三个相互垂直的测量轴和各自的长度测量系统组成机械主体，结合测头系统，控制系统，数据采集与计算机系统等构成坐标测量系统的主要系统元件，测量时把被测件置于测量机的测量空间中，通过机器运动系统带动传感器即测头实现对测量空间内任意位置的被测点的瞄准，当瞄准实现时测头即发出读数信号，通过测量系统就可以得到被测点的几何坐标值，根据这些点的空间坐标值，经过计算机数据处理，拟合成相关几何元素，如圆、球、圆柱、圆锥、曲面等，求出待测的几何尺寸和相互位置关系。

　　CMM 是一种高效、新颖的精密测量仪器，能够测量尺寸误差、形状误差和位置误差，而且精度可以达到0.001 毫米，是一种高精度的测量仪器，它广泛应用于机械制造、仪器制造、电子工业、航空工业等各领域。应用CMM 可对直线坐标、平面坐标以及空间三维尺寸进行测量，可以测量球体直径、球心坐标、曲线曲面轮廓、各种角度关系以及凸轮、叶片等复杂零件的几何尺寸和形状位置误差;也可以通过测量复杂曲面上的点坐标集合，再利用UG进行几何造型。CMM 测量功能多、测量精度高、使用方便速度快，软件功能强大等优点，是测量行业不可或缺的高级仪器，被称为测量中心。CMM 对环境温度和环境湿度都有较高要求，实验室的空调和气源可以保证满足实验环境要求。

　　二、CMM测量方法

　　CMM 利用高平面度的全天然花岗岩平板作为测量基准，三轴导轨也采用花岗岩四面全环抱式矩形结构，配上高精度自洁式预应力气浮轴承，是确保机器精度长期稳定的基础，同时轴承受力沿轴向方向，受力稳定均衡，有利于保证机器硬件寿命。测量时，把被测物体平放在在平板上，用测头与被测物体多点接触，再利用智能化图形三坐标测量软件把被测物体的三维尺寸和几何形状进行还原并计算出对应的形状或位置误差。在使用CMM 进行工件检测时，跟工件直接接触的是测头的红宝石球的球面，测量机在数据处理时是以红宝石球的球心来计算的，必须对测球的半径和位置进行补偿。因此，在测量工件之前，首先要进行测头校正，从而得到测头的准确数值，校正完毕，坐标机会自动补偿校正后的数据。这样，可以消除由于测头而带给工件的测量误差。

　　三、CMM的实验创新

　　综合性实验是指在学生具有一定基本操作技能的基础上运用某一课程或多种课程的综合知识，对学生实验技能和实验方法进行综合训练。综合性实验的目的是通过实验内容、方法、手段的综合，使学生掌握综合的知识，培养综合考虑问题的思维方式，运用综合的方法手段分析问题、解决问题，达到能力和素质的综合培养。在CMM上进行不同零件的综合误差测量，恰恰满足了综合性实验教学的要求和目的，通过本次综合性实验，可以增强学生的创新意识，充分发挥学生的主观能动性，培养学生的综合素质。