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| 三坐标空间点的测量方法 | |
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一、引言
在三坐标测量中，经常遇到空间点的测量。任何形状都是由空间点组成，所有的几何量测量都可以归结为空间点的测量。准确采集空间点的坐标，是评估几何元素的基础。而空间点的坐标往往通过这些渠道获得：CAD数据、多个几何元素合成点、单个几何元素的要素点等。
二、测量空间点分类
1．CAD数据
CAD数据往往是有一些CAD软件在形成产品图纸后，根据加工需要或测量需要，在CAD软件上直接点取获得。在测量中，分为单个点坐标，或者是批量点坐标。在基于坐标系统能够正确对应建立的情况下，单个点的选取和测量还是相对比较直观和易操作的；而批量点坐标，则由于各三坐标供应商的基本测量软件和数据交换软件不同，测量方法也略微有所区别，但基本是通过标准的数据格式(DMIS等)传输至三坐标系统，根据自身设备和软件的二次开发或者调用相应软件(现较多三坐标供应商已能提供)，即可进行半自动或全自动测量。
2．多个几何元素合成点
多个几何元素合成点则是由若干几何元素通过相交、位移或者旋转等一系列功能转换而得到的虚拟点，这种空间点的测量借助目前大多数的三座标测量软件都能较为简捷和直观的获得。
3．单个几何元素的要素点
单个几何元素的要素点通常表现为，某一个圆、圆柱、椭圆或者基于坐标系统的某个曲面表面点的坐标测量，所有的几何量测量都可以归结为空间点的测量。不同三坐标供应商提供的仪器种类不同，有些仪器的测量探球可以旋转， 有些则不可以。但是即便是旋转的，其旋转角度亦是有局限的。在常规测量中，要求测量的表面空间点，往往与探球的旋转角度不够吻合。
三、探球的区分
探球一般区分为扫描式和非扫描(接触)式。其中，扫描式探球主要优点在于能高速地采集数据，且由于理论上能采集任何矢量方向的点， 而更加适用于非规则的测量。
四、测量空间点
对曲面表面某个固定位置的探测， 除了需要该位置的坐标，还需要该位置探测的法向量值(或称为矢量值)，这样才能保证探测是沿着该固定位置的法向量方向进行探测，从而得到比较精确的测量数据。对于曲面表面点的坐标，通常也是由CAD获得，而对于一些常规的几何元素，如圆、椭圆、圆柱、圆锥等需要基于坐标系统(极坐标、直角坐标、球坐标等)变换的表面点，则需要通过使用者的计算，来获得理论坐标和法向量值。
1．法向测量
这里简单阐述一下法向量值对于空间点测量的重要性。在进行三坐标测量前，需要对每个探球进行标定，从而使测量机对探球的方向、测杆的长度以及探球的半径有个精确的计算及半径补偿，在测量时就能得到准确的数值。通常，探球在进行测量时，都是沿着机器坐标或者确定的工件坐标的轴线方向运动，但当测量如图l所示的曲面时，由于探球运动方向与曲面的实际接触点的法线方向存在一定角度，从而不能得到精确补偿，使测量数据产生误差。对于这种情况，就必须获得精确的法向量值(如图2)，使探球沿法线方向运动，以得到正确的补偿，产生比较精确的测量数据。 （图片） （图片） （图片） （图片） | |
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