三丰三次元轮廓仪(通常指三坐标测量机,简称 CMM)是用于精密测量工件几何尺寸、形状和位置公差的高精度设备,广泛应用于制造业、科研等领域。以下是其主要使用方法及操作要点的详细介绍:

一、测量前的准备工作
1. 设备与环境要求
环境温度:确保测量室温度稳定在设备规定范围内(通常为 20±2℃),避免温度波动影响测量精度。
清洁度:保持设备导轨、工作台面及被测工件清洁,避免灰尘、油污等杂质影响测量结果。
电源与气源:接通稳定电源(需符合设备电压要求),若设备为气动驱动,需确保气源压力稳定(通常 0.4-0.6MPa)。
2. 被测工件准备
工件清洁:用无水乙醇或专用清洁剂擦拭工件表面,去除毛刺、油污等。
工件固定:根据工件形状选择合适的夹具(如磁力表座、压板、V 型块等),确保工件在测量过程中无位移或变形。
温度平衡:工件需在测量环境中放置足够时间(通常 2-4 小时),使其与环境温度一致。
3. 软件与测头校准
启动软件:打开三丰配套测量软件(如 Crystal Measure、QUINDOS 等),新建测量项目并设置单位(mm 或 inch)。
测头校准:
安装测头及探针(根据测量需求选择不同直径的探针,如 Φ1mm、Φ2mm)。
使用标准球(校准件)进行测头校准,软件会自动计算探针直径、位置偏差等参数,确保测量精度。
二、基本操作流程
1. 建立工件坐标系
定义基准:根据工件图纸确定坐标系原点(通常为设计基准点),通过测量工件的基准面、轴线或孔来建立坐标系。
常用方法:
三点法:测量基准平面上的三点确定平面,再通过轴线或孔确定坐标轴方向。
RPS 法(基准参照体系):根据图纸标注的基准特征(如 A、B、C 基准)依次建立坐标系。
2. 手动测量模式(适用于简单特征)
手动移动测头:通过操作手柄(或软件手动控制)移动测量机,使测头接触被测特征(如平面、圆柱面、球面等)。
触发测量:测头接触工件表面并触发信号后,软件自动记录测点坐标(X、Y、Z)。
特征拟合:通过测量足够数量的点(如平面需测 3 点以上,圆柱需测 6 点以上),软件自动拟合出特征的几何参数(如平面度、直径、圆心坐标等)。
3. 自动测量模式(适用于批量或复杂工件)
编制测量程序:
在软件中手动示教或导入 CAD 模型,定义测量路径、测点位置及触测方向。
设置安全平面(避免测头与工件碰撞)和移动速度(通常快速移动速度≤200mm/s,触测速度≤50mm/s)。
运行程序:启动自动测量,设备按预设路径完成全部测点采集,软件实时显示测量数据。
4. 形位公差测量
直线度 / 平面度:测量特征上的多个点,软件通过最小二乘法或最小区域法计算误差。
圆度 / 圆柱度:在圆柱面的不同截面测量多个圆,评估形状误差。
平行度 / 垂直度 / 同轴度:以基准特征为参考,测量被测特征与基准的相对位置关系。
位置度:测量孔或凸台的实际位置与理论位置的偏差(需输入理论坐标值)。
三、测量结果分析与输出
1. 数据处理与公差评估
软件自动计算测量值与理论值的偏差,显示超差结果(通常用颜色标记,如红色表示超差)。
生成形位公差报告,对比实测值与图纸公差带,判断工件是否合格。
2. 报告输出
导出测量报告(支持 PDF、Excel、CSV 等格式),包含测点坐标、特征参数、公差结果及图形化显示(如误差分布曲线、特征截面图)。
可附加 CAD 模型对比图,直观展示工件实际轮廓与理论轮廓的差异。
四、注意事项与维护
1. 操作安全
手动操作时避免测头快速撞击工件,自动测量前需空运行程序检查路径是否安全。
长时间不使用时,将测头移至安全位置并关闭电源。
2. 设备维护
导轨清洁:每日用软布擦拭导轨,定期涂抹专用润滑油(按设备手册要求)。
测头保养:避免测针碰撞硬物,定期检查测针磨损情况,及时更换损坏的探针。
软件更新:定期升级测量软件,确保兼容新功能和工件类型。
3. 精度验证
每周使用标准件(如量块、标准球)进行精度校验,若发现偏差超出允许范围,需重新校准设备或联系专业人员检修。