坐标测量机是一种高效且精准的测量工具，其性能优于标尺、千分尺和游标卡尺等替代品。这些多功能机器可测量 3D 尺寸、GD&T 特征，并与医疗保健、汽车、航空航天等行业的 CAD 进行比较。

然而，并非所有三坐标测量都是一样的——但这是个好消息！三坐标测量机具有不同的测量区域、软件和精度。在为您的检查或测量需求选择合适的三坐标测量机时，应考虑这些因素中的每一个。

话虽如此，如果您想知道如何选择三坐标测量机，以下文章会有所帮助。

三坐标测量机的类型

三坐标测量机 有很多种类型。类型基于用于分类的特征。

一般来说，坐标测量机有两种分类：

l l根据坐标测量机使用的坐标系统分类

l l根据坐标测量机与零件表面的相互作用分类

笛卡尔坐标测量机分为四个子类别：移动桥式、固定桥式、悬臂式、龙门式。

各种类型的笛卡尔坐标测量机。

图 1 中所示的各种类型的笛卡尔坐标测量机解释如下：

移动桥式

这种类型的坐标测量机是工业和实验室中最常见的类型。这种类型的坐标测量机之所以受欢迎，是因为这种类型的坐标测量机在几个方面取得了平衡，其中包括高测量精度、相对较高的测量速度（与其他类型的笛卡尔坐标测量机相比）以及测量各种形状和尺寸的零件的能力。

这种类型的坐标测量机有两条腿，它们一起沿一个方向或一个轴移动。另外两个轴来自桥的运动及其垂直轴（z 方向运动）。

移动桥具有“行走”现象（微米或更小的尺度），其中两个腿并不完全同时移动。这种“行走”现象会引入此类 三坐标测量机 特有的误差。

对于五轴移动桥式 三坐标测量机，其他两个旋转轴主要来自触针系统，可以沿两个不同的轴旋转。

固定桥式

这种类型的笛卡尔 三坐标测量机 是所有其他笛卡尔 三坐标测量机 中精度出色款式的。

截至 2017 年，这种类型的三坐标测量机 的精度水平可以达到±(0.3+L1000)μm，其中 L 以毫米为单位。

但是，与任何其他笛卡尔三坐标测量机 相比，这种机型的测量速度较低。

这种类型的三坐标测量机 有两个固定支腿（固定桥），因此 三坐标测量机 工作台移动以提供由移动支腿提供的单向轴，就像移动桥式 三坐标测量机 的情况一样。

因此，固定桥式 三坐标测量机 不会出现移动桥式 三坐标测量机中发现的“行走”现象。这是固定桥式三坐标测量机比移动桥式机具有更高精度的原因之一。

悬臂式

悬臂式三坐标测量机经常用于汽车行业。这种类型的 三坐标主要用于测量组装汽车的车身。

带水平臂的悬臂式三坐标测量机具有较长的测量臂，可以接触带有空腔的大型部件的表面，例如汽车车身。

但是，与移动桥式和固定桥式三坐标测量机相比，悬臂式三坐标测量机的精度较低。因为，当悬臂处于最远位置时，悬臂会产生弯曲效应。这种弯曲效应会导致测量误差并降低三坐标测量机的精度。

龙门式

这种类型的三坐标测量机具有较大的测量范围。这种类型的三坐标测量机通常用于测量尺寸 > 10 m 的零件。

但是，与其他笛卡尔三坐标测量机相比，这种类型的三坐标测量 的测量精度较低。因为龙门三坐标测量机的测量范围非常大，所以它的几何误差（体积误差）会导致测量精度低。

基于 三坐标测量机 和零件表面之间相互作用的分类

基于 三坐标测量机 与零件表面相互作用方式的 三坐标测量机 类型包括：

触觉（接触）

触觉 三坐标测量机 是一种机械接触被测零件表面的 三坐标测量机。例如，触觉式笛卡尔坐标测量机（例如移动桥式、龙门式和固定桥式坐标测量机）和触觉式非笛卡尔坐标测量机（例如关节臂坐标测量机）。

触觉（接触式）坐标测量机的基本优势在于，这种类型的坐标测量机使用物理探头（例如红宝石球的触针针端）物理接触零件的表面。

这种使用物理探头物理接触表面的过程可以通过分析建模。也就是说，可以建立在表面上滚动的球体的模型。

因此，可以使用分析模型预测触觉坐标测量机的测量结果，并且可以自信地评估和验证误差。

这就是为什么触觉坐标测量机总是用于验证光学（非接触式）坐标测量机的测量结果的原因。

触觉坐标测量机的一些缺点是存在损坏零件的风险，由于小触针针端的压力，测量部件的表面会受到很大的压力。触针针端直径越小，测量表面受到的压力（赫兹力）就越大。

另一个缺点是，与光学 三坐标测量机 相比，触觉 三坐标测量机 的测量速度相对较慢。此外，与光学 三坐标测量机 相比，触觉 三坐标测量机 从表面测量的数据点的吞吐量较小。

例如，使用触觉 三坐标测量机，可能需要数小时的测量时间才能从测量表面产生数千个数据点。而对于相同数量的数据点，光学 三坐标测量机 可能只需要几分钟的测量时间。

触觉 三坐标测量机 的另一个明显缺点是，由于针端尺寸有限，触觉 三坐标测量机 对测量部件特征的访问有限。例如，具有 1 毫米触针针端直径的 三坐标测量机，三坐标测量机 无法测量直径小于 1 毫米的孔。

光学（非接触式）

光学坐标测量机是一种不与被测部件表面物理接触的坐标测量机。这种类型的坐标测量机使用光学方法探测表面。光学坐标测量机的一些常见示例是摄影测量和条纹投影系统。

光学坐标测量机的优点是它可以在相对较短的测量时间内产生大量数据点，例如在不到一分钟或几分钟的时间内，它可以访问部件上的小特征，并且不会损坏被测部件的表面。

同时，光学坐标测量机的缺点如下。根本的缺点是光学坐标测量机将光照射到表面并将反射光捕获到传感器或光电探测器，然后通过一定的算法和分析，从传感器上检测到的反射光重建表面。

问题是，光和表面之间的相互作用非常复杂，难以建模。这种困难导致光学 三坐标测量机 测量的表面无法进行分析验证，并且对光学 三坐标测量机 重建表面的真实性存在一定程度的怀疑，并且难以评估测量的不确定度。

下一个缺点是光学 三坐标测量机 受测量部件材料类型的显著影响。通常，透明或光亮的抛光表面很难用光学 三坐标测量机 测量。因为光学 三坐标测量机 的传感器很难检测到这些表面的反射光（由于饱和）。

另一个缺点是，由于光学 三坐标测量机 的数值孔径 (NA)，通常很难测量表面坡度约为 90 度的表面。