三坐标测量机（CMM）：接触式测量的“几何精度基准”

三坐标测量机（CMM）：接触式测量的“几何精度基准”

三坐标测量机是通过测头（接触式或非接触式）在被测物体表面采集离散点坐标，利用数学算法拟合几何形状（如圆、圆柱、平面）并计算尺寸公差的经典计量设备，被誉为“几何量测量的基准工具”。

1. 技术分类与核心部件

三坐标测量机按测量方式分为接触式（主流，测头为红宝石球，通过机械接触获取点坐标）与非接触式（激光/光学测头，适用于软质材料或复杂曲面）；按结构形式分为桥式（稳定性高，适用于中大型零件）、悬臂式（测量范围大但刚性较低）、龙门式（超大型工件检测）、便携式（小型化，用于现场测量）。

其核心部件包括：高精度导轨（气浮导轨或滚动导轨，保证运动直线度与定位精度）、测头系统（触发式测头记录接触瞬间位置，扫描式测头连续采集轮廓点）、控制系统（伺服电机驱动+光栅尺反馈，分辨率可达0.001μm）、环境控制系统（恒温恒湿，通常要求20±0.5℃）。

2. 性能优势与应用场景

三坐标测量机的测量精度最高可达±(0.5+L/1000)μm（L为测量长度，单位mm），适合对精度要求严苛的零部件检测，如航空发动机叶片的型面轮廓（轮廓度≤0.02mm）、精密齿轮的齿距误差（±0.003mm）、模具的型腔尺寸（公差±0.01mm）。例如，海克斯康的Leitz PMM-C系列超高精度三坐标机（行程2400×1600×1000mm），通过亚微米级传感器与恒温控制环境，可实现航空涡轮盘上0.01mm级微小特征的精确测量；在汽车制造中，用于发动机缸体孔径（公差±0.02mm）、曲轴轴颈圆度（≤0.005mm）的批量检测。