​三坐标三次元测量仪（简称三坐标测量仪或三次元）是一种高精度的几何尺寸测量设备，通过探测系统（如测头）与被测物体接触或非接触，获取物体表面点的三维坐标值，再通过软件计算和分析，实现对零件尺寸、形状、位置公差等的精确测量。广泛应用于机械制造、航空航天、汽车、电子、模具等行业的质量控制、产品研发和逆向工程等领域。
1. 硬件组成
机械主体：
框架结构：常见类型包括悬臂式、桥式、龙门式、便携式等，决定设备的测量范围和稳定性。
导轨系统：采用高精度直线导轨（如气浮导轨），确保运动平稳、无摩擦。
工作台：用于放置被测工件，多为花岗岩材质，具有高硬度、低膨胀系数的特性。
探测系统：
接触式测头：如触发式测头（红宝石测针），通过物理接触工件表面获取坐标，精度高（可达微米级），适合测量规则表面。
非接触式测头：如光学测头（激光、影像）、扫描测头，通过光线或图像采集获取数据，适用于软质、易变形或复杂曲面工件。
伺服系统：
由电机、驱动器和反馈装置（如光栅尺）组成，控制测头在 X、Y、Z 三个坐标轴上的移动，实现精准定位。
数据处理系统：
包括计算机和测量软件（如 PC-DMIS、QUINDOS、CALYPSO 等），用于数据采集、三维建模、公差分析和报告生成。
2. 工作原理
坐标系建立：通过工件坐标系（如基准面、基准轴）与机器坐标系的匹配，确定测量基准。
数据采集：测头按预设路径（手动或自动）接触或扫描工件表面，获取离散点的三维坐标（X, Y, Z）。
几何要素提取：通过软件对采集点进行拟合，计算出工件的基本几何要素（如点、线、面、圆、圆柱、圆锥等）。
公差评定：将实测数据与设计图纸的理论值对比，计算尺寸公差（如直径、长度）、形状公差（如平面度、圆度）和位置公差（如平行度、垂直度、同轴度等）。
报告输出：生成可视化测量报告，标注超差项并提供分析建议。