三次元测座(Coordinate Measuring Machine, CMM)是精密测量设备的核心部件,维修过程中需严格遵循操作规范,避免因人为失误导致精度下降或设备损坏。以下是
三次元测座维修时需注意的关键事项:

一、维修前的准备工作
1. 环境控制
温湿度稳定:测座对环境敏感,维修需在恒温恒湿环境(温度 20±2℃,湿度 40%-60%)中进行,避免温差导致零部件热胀冷缩影响精度。
清洁防尘:使用无尘工作台或洁净室,避免灰尘、油污进入运动部件或光学系统(如光栅尺、激光干涉仪)。
2. 工具与配件
专用工具:准备精密螺丝刀、镊子、清洁棉签、无绒布等,避免使用普通工具刮伤部件。
备件防护:拆卸的零部件(如传感器、电路板、探针)需用防静电盒存放,避免静电损伤电子元件。
3. 断电与安全
关闭设备电源并拔下插头,确保维修过程中无电力风险。
对于带有气浮导轨的测座,需先切断气源,释放残余气压。
二、拆卸与检查注意事项
1. 拆卸顺序
遵循 “先外后内、先附件后核心” 原则,记录拆卸步骤和部件位置(如探针安装顺序、电缆接口标记),避免组装时错位。
对于光学部件(如激光发射器、接收器),禁止用手直接触碰镜片,需佩戴无尘手套操作。
2. 关键部件检查
运动导轨:
检查导轨表面是否有划痕、磨损或污染物,使用无水乙醇清洁导轨,避免使用含油脂的清洁剂。
气浮导轨需检查气孔是否堵塞,气膜厚度是否均匀(通常 0.01-0.03mm)。
光栅尺 / 磁栅尺:
观察刻度线是否清晰,是否有灰尘或划痕,清洁时用专用擦镜纸沿刻度方向轻擦,禁止横向擦拭。
检查读数头与尺体的间隙(通常 0.3-0.5mm),确保信号采集稳定。
传感器与电路板:
检查传感器触点是否氧化,电路板焊点是否脱落,使用放大镜观察细微裂纹。
避免拉扯电缆线,特别是柔性电缆的折弯半径需大于规定值(通常≥5 倍线径)。
三、维修操作要点
1. 机械部件维修
轴承更换:
若轴承磨损需更换,需使用同型号精密轴承(如陶瓷轴承),安装时避免敲击,采用压装工具确保同轴度。
滑动导轨的润滑需使用低粘度精密润滑油(如钟表油),避免油脂堆积影响运动平滑度。
探针校准:
维修后需重新校准探针长度、角度和测力,使用标准球(精度≤1μm)进行标定,确保测量重复性误差≤2μm。
2. 电气与光学系统维护
电路检测:
使用万用表检测电源电压、信号通断,避免电路板带电操作,焊接时需用防静电烙铁(接地电阻≤1Ω)。
传感器信号调试需参考原厂手册,调整放大电路增益或阈值电压,确保触发精度≤0.5μm。
光学对准:
激光测座需校准发射与接收光路,使用准直仪调整光束同轴度,误差需<0.01°。
摄像头或 CCD 部件需清洁镜头并重新对焦,避免图像模糊导致测量偏差。
四、组装与调试注意事项
1. 部件复位
按拆卸逆顺序组装,确保每个紧固件(如螺丝、卡扣)到位,避免过紧导致部件变形(力矩需按手册规定,如 M2 螺丝力矩 0.2-0.3N・m)。
电缆接口需正确插接并锁定,避免接触不良(如使用镀金插头时需检查镀层完整性)。
2. 功能测试
空运行测试:
手动推动测座各轴,检查运动是否顺畅,无卡滞或异常噪音(噪音≤40dB)。
气浮导轨需测试气压稳定性(通常 0.4-0.6MPa),确保悬浮状态无抖动。
精度验证:
使用标准件(如量块、环规)进行线性精度、垂直度、重复性测试,误差需符合设备出厂指标(如长度测量误差≤(2+L/200)μm,L 为测量长度 mm)。
若精度超差,需重新调整导轨直线度(≤5μm/m)或校准传感器零点。
五、维修后的记录与防护
1. 文档记录
填写维修日志,记录故障现象、更换部件、调整参数及测试结果,便于后续维护参考。
备份校准数据(如探针库、补偿参数),避免系统断电丢失。
2. 防护措施
维修后需对测座进行防尘防护,如安装防护罩或密封胶条,防止长期使用中灰尘侵入。
对于长期闲置的测座,需定期通电预热(每周 1 次,每次 30 分钟),防止电子元件受潮老化。
六、安全警示
禁止非专业操作:测座涉及精密机械、光学和电控系统,非授权人员不得擅自拆解。
高压部件注意:部分测座内置高压模块(如激光电源),维修前需确认电容已放电(等待至少 5 分钟)。
防坠落风险:拆卸大型测座时需使用支撑架固定,避免部件坠落损坏。