什么是计量学第2部分：三坐标测量机
三坐标测量机
三坐标测量机（CMM）是一种广泛使用的机器，用于测量物体。CMM是坐标测量机。这指的是通过用探针感测物体表面上的离散点来测量物理对象几何形状的任何机器。这是许多计量系统的精髓。CMM的精度对于确定对象的几何形状至关重要。这样就可以更精确地制造和复制物体。
探针是CMM的引擎。它们通过表面感知物体。还有各种类型的探针。CMM中使用的探头类型包括机械探头、光学探头、激光探头和白光探头。机械探针通常带有一个球和杆状装置，或带有喷嘴装置。这些物理接触需要测量的材料的表面。光学探针通常指的是光谱分析和通过这些方法测量。人们可以想到特别是光纤探头。这些类型的探针通常用于拉曼光谱和漫反射应用。拉曼光谱是一种基于单色光的非弹性散射的光谱技术，通常来自激光源。非弹性散射意味着单色光中的光子频率在与样品相互作用时发生变化。单色光源内的光子的散射允许装置检测物体是否在单色光的路径内。因此，这导致测量能力在CMM方面也是重要的。漫反射类似于拉曼光谱，除了光源通常是红外线。当红外光束通过一个物理物体时，它可以从粒子表面反射或通过粒子传输。表面反射的红外能量通常会损失。该透射反射事件可在对象中多次发生，这增加了路径长度。该光程对于测量至关重要。最后，散射的红外能量由聚焦在探测器上的球面镜收集。检测到的红外线部分被物体的粒子吸收，整理物体信息。
典型的拉曼光谱设置
CMM严重依赖于通常为三个轴的内置坐标系。这类似于我们在3D构建环境中所了解的坐标系。这是一个笛卡尔坐标系。其主要结构包括三个运动轴。多年来，用于构造移动框架的材料各不相同。在早期的坐标测量机中使用了花岗岩和钢。如今，主要的坐标测量机制造商倾向于用铝合金或某种衍生物制造框架，并且还使用陶瓷来增加Z轴的刚度以用于扫描应用。CMM轴必须是刚性的，因为在测量过程中，应尽量减少外部干扰，因为外部干扰可能会使设备错位。任何偏差都会导致更高的测量误差范围。
笛卡尔坐标系
扫描技术越来越依赖于数据收集和编译。这些方法使用激光或白光投射到部件表面。然后，可以采集数千个点，不仅可以检查尺寸和位置，还可以创建部件的三维图像。然后可以将此“点云数据”传输到CAD软件，以创建部件的工作三维模型。从这些方法中获得各种点云数据的能力对于该领域的未来发展至关重要。大数据是这个领域最感兴趣的东西。
CMM非常有趣，是大多数计量方法的基础。重要的是要了解这个领域的深度和吸引力。 在3D打印和制造方面，它对于未来也是非常重要的。请继续关注下一部分，我们还将介绍计量学中的不同子域。