三坐標(biāo)測量機(jī)日常保養(yǎng)手冊

三坐標(biāo)測量機(jī)的組成比較復(fù)雜，主要有機(jī)械部件、電氣控制部件、計算機(jī)系統(tǒng)組成。平時

我們在使用坐標(biāo)測量機(jī)測量工件的同時，也要注意機(jī)器的保養(yǎng)，以延長機(jī)器的使用壽命。

下面我們從三個方面說明坐標(biāo)測量機(jī)的基本保養(yǎng)。

三坐標(biāo)測量機(jī)的機(jī)械部件有多種，我們需要日常保養(yǎng)的是傳動系統(tǒng)和氣路系統(tǒng)的部件，保養(yǎng)的頻率應(yīng)該根據(jù)測量機(jī)所處的環(huán)境決定。一般在環(huán)境比較好的精測間中的測量機(jī)，我們推薦每三個月進(jìn)行一次常規(guī)保養(yǎng)，而如果用戶的使用環(huán)境中灰塵比較多，測量間的溫度濕度不能*測量機(jī)使用環(huán)境要求，那應(yīng)該每月進(jìn)行一次常規(guī)保養(yǎng)，對測量機(jī)的常規(guī)保養(yǎng)，應(yīng)了解影響測量機(jī)的因素：

一．壓縮空氣對測量機(jī)的影響

絕大多數(shù)測量機(jī)都是采用氣浮軸承使運(yùn)動軸的運(yùn)動無磨擦，其原理是將壓縮空氣從

氣浮塊的小孔中噴出，在氣浮塊和導(dǎo)軌之間形成一定厚度的氣膜，這個氣膜使測量機(jī)的各軸

運(yùn)動時無摩擦，保證測量機(jī)正常的運(yùn)動狀態(tài)和測量精度。從以上可以看出，氣浮塊的正常浮

起狀態(tài)對于測量機(jī)的正常工作非常重要。

1、壓力對測量機(jī)的影響

在正常工作壓力的前提下，氣浮塊的浮起間隙約 6～10μm，空氣壓力的波動會使氣浮

塊的氣浮間隙變化，影響測量重復(fù)性。氣壓嚴(yán)重不足時，會使氣浮塊不能充分浮起造成與導(dǎo)

軌摩擦，輕者影響測量機(jī)運(yùn)動狀態(tài)和測量精度，重者會磨損導(dǎo)軌和氣浮塊,嚴(yán)重?fù)p壞測量機(jī)。

Z 軸采用氣動平衡的測量機(jī)在氣壓嚴(yán)重不足的情況下會造成 Z 軸失衡下落的情況，非常危

險。所以要盡量保證測量機(jī)工作壓力的穩(wěn)定。

1）要選擇合適的空壓機(jī)，另有儲氣罐，使空壓機(jī)工作壽命長，壓力穩(wěn)定。

2）空壓機(jī)的啟動壓力一定要大于工作壓力。

3）開機(jī)時，要先打開空壓機(jī)，然后接通電源。

2、油和水對測量機(jī)的影響

由于空壓機(jī)對空氣壓縮的同時會把空氣中的水分子和油分子壓縮成水和油，而且空壓機(jī)

本身工作時也需要有潤滑油對其機(jī)構(gòu)進(jìn)行潤滑，也使得有一部分潤滑油進(jìn)入壓縮空氣。進(jìn)入

壓縮空氣的水和油會隨著壓縮空氣進(jìn)入到平衡氣缸和氣浮塊。在測量機(jī)工作時水和油附著在

導(dǎo)軌上，使導(dǎo)軌的直線度改變。當(dāng)測量機(jī)不工作時管道中的油滴可能堵塞氣浮塊的氣孔，使

氣浮塊不能正常浮起，造成氣浮塊與導(dǎo)軌的摩擦，損壞測量機(jī)并使氣管老化。管道中的水還

會腐蝕氣浮塊和平衡氣缸。雖然測量機(jī)配置有油水分離器或前置過濾器，但是如果進(jìn)入管道

的水和油太多，過濾器就會因飽和而無法過濾，使水和油能夠進(jìn)入測量機(jī)。為此必須采取前

置過濾的方法，盡量爭取在水和油進(jìn)入測量機(jī)之前過濾掉。

3、對氣路的維護(hù)和保養(yǎng)

由于壓縮空氣對測量機(jī)的正常工作起著非常重要的作用，所以對氣路的維修和保養(yǎng)非常

重要。其中有以下主要項目：

1、每天使用測量機(jī)前檢查管道和過濾器，放出過濾器內(nèi)及空壓機(jī)或儲氣罐的水和油。

2、一般 3 個月要清洗隨機(jī)過濾器和前置過濾器的濾芯?？諝赓|(zhì)量較差的周期要縮短。

因為過濾器的濾芯在過濾油和水的同時本身也被油污染堵塞，時間稍長就會使測量機(jī)實際工

作氣壓降低，影響測量機(jī)正常工作。一定要定期清洗過濾器濾芯。

3、每天都要擦拭導(dǎo)軌油污和灰塵，保持氣浮導(dǎo)軌的正常工作狀態(tài)。

4、對測量機(jī)導(dǎo)軌的保護(hù)

測量機(jī)的導(dǎo)軌是測量機(jī)的基準(zhǔn)，只有保養(yǎng)好氣浮塊和導(dǎo)軌才能保證測量機(jī)的正常工作。

測量機(jī)導(dǎo)軌的保養(yǎng)除了要經(jīng)常用酒精和脫脂棉擦拭外，還要注意不要直接在導(dǎo)軌上放置零件

和工具。尤其是花崗石導(dǎo)軌，因其質(zhì)地比較脆，任何小的磕碰會造成碰傷，如果未及時發(fā)現(xiàn)，

碎渣就會傷害氣浮塊和導(dǎo)軌。要養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣，用布或膠皮墊在下面，保證導(dǎo)軌安

全。 工作結(jié)束后或上零件結(jié)束后要擦拭導(dǎo)軌。

二．溫度對測量的影響

測量機(jī)是計量檢測儀器，它的正常工作溫度應(yīng)該是 20℃±2℃。測量機(jī)的長度基準(zhǔn)-光

柵是按照 20℃修正的，測量機(jī)也是在這個溫度情況下裝配調(diào)試的，當(dāng)溫度偏離太大時會對

測量精度造成很大影響。

1、溫度是影響測量機(jī)精度的zui大因素

在測量機(jī)的機(jī)房內(nèi)溫度自下而上是逐漸升高的，而且溫度每時每刻又都在變化。因此每

個軸的光柵溫度和零件溫度的差別就影響了測量機(jī)測量的精度。這是影響測量機(jī)精度的zui大

因素。在測量機(jī)軟件中可以用線性修正和溫度修正來針對現(xiàn)場檢定時的環(huán)境情況修正溫度影

響。當(dāng)我們在使用測量機(jī)時要盡量保持測量機(jī)房的環(huán)境溫度與檢定時一致。另外電氣設(shè)備、

計算機(jī)、人員都是熱源。在設(shè)備安裝時要做好規(guī)劃，使電氣設(shè)備、計算機(jī)等與測量機(jī)有一定

的距離。測量機(jī)房加強(qiáng)管理不要有多余人員停留。高精度的測量機(jī)使用環(huán)境的管理更應(yīng)該嚴(yán)

格。

2、空調(diào)的風(fēng)向?qū)y量機(jī)溫度的影響

測量機(jī)房的空調(diào)應(yīng)盡量選擇變頻空調(diào)。變頻空調(diào)節(jié)能性能好，zui主要的是控溫能力強(qiáng)。

在正常容量的情況下，控溫可在±1℃范圍內(nèi)。

由于空調(diào)器吹出風(fēng)的溫度不是 20℃，因此決不能讓風(fēng)直接吹到測量機(jī)上。有時為防止

風(fēng)吹到測量機(jī)上而把風(fēng)向轉(zhuǎn)向墻壁或一側(cè)，結(jié)果出現(xiàn)機(jī)房內(nèi)一邊熱一邊涼，溫差非常大的情

況。

空調(diào)器的安裝應(yīng)有規(guī)劃，應(yīng)讓風(fēng)吹到室內(nèi)的主要位置，風(fēng)向上形成大循環(huán)（不能吹到

測量機(jī)），盡量使室內(nèi)溫度均衡。

有條件的，應(yīng)安裝風(fēng)道將風(fēng)送到房間頂部通過雙層孔板送風(fēng)，回風(fēng)口在房間下部。這樣

使氣流無規(guī)則的流動，可以使機(jī)房溫度控制更加合理。

3、空調(diào)的開關(guān)時間對機(jī)房溫度的影響

許多用戶對測量機(jī)房的空調(diào)管理方法是：使用測量機(jī)時打開空調(diào)，用完即關(guān)閉。這種作

法對測量機(jī)的精度有很大影響。要保持測量機(jī)溫度與空氣溫度一致，需要恒溫 24 小時以上，

空調(diào)的即開即關(guān)使機(jī)房的溫度始終在變化，測量機(jī)的溫度也一直在變化中，此時機(jī)器處于一

種不穩(wěn)定的狀態(tài)，精度會很差。

在這種情況下應(yīng)盡量提高機(jī)房的保溫性能，每天早晨上班時打開空調(diào)，晚上下班再關(guān)閉

空調(diào)。待機(jī)房溫度穩(wěn)定大約 4 小時后，測量機(jī)精度才能穩(wěn)定。這種工作方式嚴(yán)重影響測量

機(jī)的使用效率，在冬夏季節(jié)精度會很難保證。對測量機(jī)正常穩(wěn)定也會有很大影響。

4、機(jī)房結(jié)構(gòu)對機(jī)房溫度的影響

由于測量機(jī)房要求恒溫，所以機(jī)房要有保溫措施。如有窗戶要采用雙層窗，并避免有陽光照射。門口要盡量采用過渡間，減少溫度散失。機(jī)房的空調(diào)選擇要與房間相當(dāng)，機(jī)房過大

或過小都會對溫度控制造成困難。

三．濕度對測量機(jī)的影響

濕度對測量機(jī)的影響也是非常大的，濕度控制不當(dāng)將嚴(yán)重影響測量機(jī)壽命。

1、濕度過大嚴(yán)重影響測量機(jī)的壽命

在南方濕度較大的地區(qū)或北方的夏天或雨季，當(dāng)正在制冷的空調(diào)突然被關(guān)閉后，空氣中

的水汽會很快凝結(jié)在溫度相對比較低的測量機(jī)導(dǎo)軌和部件上，會使測量機(jī)的氣浮塊和某些部

件嚴(yán)重銹蝕，影響測量機(jī)壽命。而計算機(jī)和控制系統(tǒng)的電路板會因濕度過大出現(xiàn)腐蝕或造成

短路。如果濕度過小，會嚴(yán)重影響花崗石的吸水性，可能造成花崗石變形?；覊m和靜電會對控制系統(tǒng)造成危害。所以機(jī)房的濕度并不是無關(guān)緊要的，要盡量控制在 60%±5%的范圍內(nèi)。

2、改變管理方式防止"假期綜合癥",空氣濕度大、測量機(jī)房密封性不好是造成機(jī)房濕度大的主要原因。在濕度比較大地區(qū)機(jī)房的密封性要求好一些，必要時增加除濕機(jī)。往往在放假之后有許多測量機(jī)出現(xiàn)故障。其中很重要的一個原因是放假前的打掃衛(wèi)生。在打掃衛(wèi)生的過程中所有的水份都蒸發(fā)進(jìn)入機(jī)房的空氣中，使空氣濕度非常大，測量機(jī)將處在一個關(guān)閉空調(diào)的“大蒸籠"的環(huán)境中，機(jī)械部件會很快生銹，電氣部件當(dāng)中的灰塵吸潮后造成發(fā)霉、短路和接觸不良。這就是“假期綜合癥"。解決的辦法就是改變管理方式，將“放假前打掃衛(wèi)生"改為“上班時打掃衛(wèi)生"，而且要打開空調(diào)和除濕機(jī)清除水份。要定期清潔計算機(jī)和控制系統(tǒng)中的灰塵，減少或避免因此而造成的故障隱患。

四． 影響測量機(jī)精度的因素

除測量機(jī)本身因故障造成測量精度誤差以外，還有很多可能影響測量機(jī)精度的因素，造

成測量誤差。操作人員要了解這些因素，避免影響零件測量的準(zhǔn)確。

1、機(jī)房溫度的穩(wěn)定

正如前所述，溫度是影響測量機(jī)精度的zui大因素。每年進(jìn)行一次的精度校正，并不能保

證在溫度變化的情況下測量機(jī)都能測量準(zhǔn)確。尤其是當(dāng)季節(jié)變化時，機(jī)房的溫度已與校驗時

不同。有必要在機(jī)房溫度穩(wěn)定的情況下，對因光柵溫度和量塊溫度不同而造成的誤差用溫度修正系數(shù)來進(jìn)行修正。這種修正可以根據(jù)季節(jié)或環(huán)境溫度情況來進(jìn)行。

2、補(bǔ)償文件的正確性

補(bǔ)償文件是使用雙頻激光干涉儀檢測量機(jī)位置度、直線度和角度誤差后生成的補(bǔ)償文

件。測量軟件是根據(jù)它來進(jìn)行誤差補(bǔ)償?shù)摹Ｍ行┎僮鲉T在安裝測量機(jī)軟件時忘記安裝補(bǔ)

償文件或?qū)浞菸募G失而造成測量機(jī)精度差和重新校驗機(jī)器精度。所以操作員要保管好備

份文件并且知道如何安裝補(bǔ)償文件。

3、測頭校正的正確性、準(zhǔn)確性

測頭校正的目的是要校正出測桿（測尖）的紅寶石球的直徑，進(jìn)行測量點(diǎn)測頭修正，并

得出不同測頭位置的位置關(guān)系。在測頭校正時產(chǎn)生的誤差將全部加入到測量中去。所以在這

個環(huán)節(jié)中要保證正確和準(zhǔn)確。要注意以下幾點(diǎn)：

1）保持標(biāo)準(zhǔn)球和測桿的清潔。

2）保證測座、測頭、測桿、標(biāo)準(zhǔn)球固定牢靠。

3）輸入正確的測桿長度和標(biāo)準(zhǔn)球直徑。

4）根據(jù)形狀誤差和校正出的寶石球直徑及重復(fù)性判斷校正的準(zhǔn)確性（加長桿長度不同

校正后的寶石球直徑會不同）。

5）要使用不同測頭位置時，在校正完所有測頭位置后，要通過測量標(biāo)準(zhǔn)球心點(diǎn)坐標(biāo)

的方法檢查校驗精度。

測頭校驗后保存的測頭文件，在測頭、測桿沒有動的前提下可以調(diào)出使用。但測量精度

比較高的情況下，建議重新校正測頭。

4、測量機(jī)的工作狀態(tài)

測量機(jī)在長時間使用后，尤其是在環(huán)境比較差，溫度波動情況比較大的情況下，機(jī)械部

分會有所變化，如：垂直度變差，橫粱長度長的測量機(jī)附助腿端的測量精度差等問題。此時

就要進(jìn)行測量機(jī)大修和精度校驗。

5、被測零件的形狀誤差及基準(zhǔn)的正確選擇

因為測量機(jī)測量的原理是先采點(diǎn)，然后軟件對所采點(diǎn)進(jìn)行擬和計算誤差。所以測量機(jī)測

量時對零件的形狀誤差有一定的要求。當(dāng)被測零件有明顯的毛刺或沙眼時測量的重復(fù)性就明

顯變差，以至于操作員給不出準(zhǔn)確的測量結(jié)果。在這種情況下一方面要求對被測零件的形狀

誤差進(jìn)行控制，另外也可以適當(dāng)增大測桿寶石球的直徑，但測量誤差顯然要大一些。測量時要采取正確的測量方法以及正確的選擇測量基準(zhǔn)是測量的重要環(huán)節(jié)之一。如：測圓和測線時

要選擇投影平面或工作平面，建立零件坐標(biāo)系時正確選擇*基準(zhǔn)和第二基準(zhǔn)，計算同軸度

時如何選擇基準(zhǔn)軸線等。這需要掌握測量機(jī)的測量原理和根據(jù)實際情況來采取正確的方法

步驟。

五．如何掌握測量機(jī)的精度情況

操作員要掌握測量機(jī)的精度情況，在測量時才能有把握，才能有自信。如何才能了解機(jī)

器精度情況呢？我們有以下辦法。

1、使用標(biāo)準(zhǔn)器檢查機(jī)器精度

檢查機(jī)器精度的辦法是用標(biāo)準(zhǔn)器檢查。量塊，環(huán)規(guī)，標(biāo)準(zhǔn)球，高精度的角尺等。

當(dāng)溫度變化或需要測量精度比較高的零件時，用以上標(biāo)準(zhǔn)器通過檢查機(jī)器的測長、測圓、

測直徑、測角度等了解機(jī)器的精度情況。必要時還可以對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?。對操作員來說

非常有用。

2、使用典型零件檢查機(jī)器精度

使用標(biāo)準(zhǔn)件檢查機(jī)器是非常好的，但是相對來說比較麻煩，只能是一段時間做一次。比

較方便的辦法是用一個典型零件，編好自動測量程序后，在機(jī)器精度校驗好的情況下進(jìn)行多

次測量，將結(jié)果按照統(tǒng)計規(guī)律計算后得出一個合理的值及公差范圍記錄下來。

六． 旋轉(zhuǎn)測座的校正及使用

可以旋轉(zhuǎn)的測座指位置變化后能夠重復(fù)使用測座，如：MIP、MH8、MIH、MH2I、PH9、PH10T、

PH10M 等。這些測座的特點(diǎn)是在規(guī)劃好要使用的測頭位置后可以一次將所有測頭位置都校正

好，待使用時調(diào)用。在使用旋轉(zhuǎn)測座時要注意以下事項：

1、測座找正

在安裝旋轉(zhuǎn)測座時，可能安裝位置會有一些偏差，這會影響測頭轉(zhuǎn)換角度后自動校正的

進(jìn)行。所以安裝測座后要進(jìn)行測座找正。找正的方法：

1）在測座 0，0 角度時用測桿找一個參照點(diǎn)。

2）鎖定橫向移動軸，使之在使用操縱桿時不能運(yùn)動。

3）將測座轉(zhuǎn)到 90，0 角度。

4）用操縱桿控制機(jī)器運(yùn)動另外兩個軸，用測桿找參照點(diǎn)。如果左右位置與參照點(diǎn)有偏差，則松開測座固定螺釘，調(diào)整測座使測桿對正參照點(diǎn)。

5）固定測座。

2、正確輸入測桿長度的重要性

CN 的測量機(jī)使用旋轉(zhuǎn)測座可以采用自動校正測頭功能，但是必須正確的輸入測桿長

度。因為如果輸入的測桿長度不正確會在自動校正過程中碰測頭。“測桿長度"是指從寶石

球中心點(diǎn)到測座的旋轉(zhuǎn)中心的距離?？梢杂?0，0 角度和 90，0 角度時測量的標(biāo)準(zhǔn)球心點(diǎn)

坐標(biāo)的 X 軸或 Y 軸差值中計算得出。

3、影響旋轉(zhuǎn)測座精度的因素

旋轉(zhuǎn)測座在校正多測頭位置后，應(yīng)該對多測頭位置校正的準(zhǔn)確性進(jìn)行復(fù)核。方法是用校

正后的測頭位置測量標(biāo)準(zhǔn)球，觀察這些測頭位置所測量的球心坐標(biāo)的偏差。如果偏差在重復(fù)

性指標(biāo)內(nèi)，其測頭校驗的結(jié)果是正確的，否則需要重新校驗。一般情況下，如果出現(xiàn)不同測

頭位置測出的標(biāo)準(zhǔn)球心坐標(biāo)偏差大的情況，要仔細(xì)檢查測座、測頭、測桿（測尖）、標(biāo)準(zhǔn)

球的固定情況。決大多數(shù)的問題出現(xiàn)在這些地方。

七． Z 軸平衡的調(diào)整

測量機(jī)的 Z 軸平衡分為重錘和氣動平衡，主要用來平衡 Z 軸的重量，使 Z 軸的驅(qū)動平

穩(wěn)。如果誤動氣壓平衡開關(guān)，會使 Z 軸失去平衡。處理的方法：

1）將測座的角度轉(zhuǎn)到 90，0，避免操作過程中碰測頭。

2）按下“緊急停"開關(guān)。

3）一個人用雙手托住 Z 軸，向上推、向下拉，感覺平衡的效果。

4）一人調(diào)整氣壓平衡閥，每次調(diào)整量小一點(diǎn)，兩人配合將 Z 軸平衡調(diào)整到向上和向下

的感覺一致即可。

八． 行程終開關(guān)的保護(hù)及調(diào)整

行程終開關(guān)是用于機(jī)器行程終保護(hù)和 HOME 時使用。行程終開關(guān)一般使用接觸式開關(guān)或

光電式開關(guān)。開關(guān)式zui容易在用手推動軸運(yùn)動時改變位置，造成接觸不良?？梢赃m當(dāng)調(diào)整開

關(guān)位置保證接觸良好。光電式開關(guān)要注意檢查插片位置正常，經(jīng)常清除灰塵，保證其工作正

常。