三坐標測量機，作為一種高精度的通用測量設備，已經(jīng)有了幾十年的發(fā)展歷史，其在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的使用越來(lái)越廣泛，也越來(lái)越受到生產(chǎn)型企業(yè)的重視。而三坐標測量軟件中對CAD功能的引入，更是將三坐標測量機的應用領(lǐng)域和易用性推到一個(gè)新的高度。
 

　　以下就以三坐標測量機測量方案為例，對CAD在三坐標測量中的應用做簡(jiǎn)要介紹。
 

　　1.虛擬測量
 

　　虛擬測量，就是在沒(méi)有實(shí)際工件的情況下，對CAD模型在軟件中進(jìn)行測量。
 

　　三坐標測量軟件擁有強大的CAD功能，要進(jìn)行虛擬測量時(shí)，打開(kāi)軟件，選擇脫機工作模式，然后導入所要測量的CAD模型，并將CAD模型對應到選定的坐標系中即進(jìn)行測量。根據所要測量的幾何元素，使用鼠標在CAD模型上點(diǎn)擊所要采點(diǎn)的位置，此時(shí)，CAD模型上會(huì )顯示所采點(diǎn)的位置及其矢量方向。根據所測量的幾何要素的需要，可進(jìn)行多次采點(diǎn)。
 

　　當采夠所需要的點(diǎn)數后，再在采點(diǎn)窗口中點(diǎn)【確定】，系統將會(huì )驅動(dòng)虛擬測頭進(jìn)行采點(diǎn)，并擬合出要測的幾何元素及其圖形。
 

　　虛擬測量可以通過(guò)對沒(méi)有尺寸數據的CAD模型進(jìn)行測量，確定其各種尺寸參數，但這不是虛擬測量的主要目的，虛擬測量的主要功能是：為在脫機狀態(tài)下進(jìn)行自動(dòng)測量編程做服務(wù)。
 

　　2.脫機編程
 

　　數控三坐標測量機，使批量測量的效率有所提高，通過(guò)對給定工件的測量進(jìn)行編程，可以實(shí)現全自動(dòng)的快速測量。
 

　　三坐標測量軟件沒(méi)有引入CAD功能之前，對測量程序的編制要求專(zhuān)業(yè)人員對應圖紙進(jìn)行編程，這種編程方法使用較為復雜，且對操作人員要求較高。有一種方法就是使用三坐標測量軟件的自學(xué)習編程功能，在對工件進(jìn)行實(shí)際測量的同時(shí)自動(dòng)生成測量程序。當再次測量同樣的工件時(shí)，即可調用此程序進(jìn)行自動(dòng)測量。由于這種方法簡(jiǎn)單易用，適應面廣，因此，在業(yè)內被廣泛使用。
 

　　但由于這種編程離不開(kāi)實(shí)際工件，所以也就帶來(lái)了很多難以克服的缺點(diǎn)：
 

　　一是由于編程離不開(kāi)硬件環(huán)境，必須要將給測量機配套的氣源等打開(kāi)，使測量機能正常運行方能進(jìn)行編程，這樣編成較為繁瑣；二是編程離不開(kāi)工件，所以就必須等工件加工完成后才能進(jìn)行編程，這樣便會(huì )降低工作效率，從而影響生產(chǎn)。
 

　　坐標機測量軟件中引入CAD功能之后，由于可在脫機狀態(tài)下通過(guò)對CAD模型進(jìn)行虛擬測量，從而可完成自學(xué)習編程的過(guò)程，因此解決了以上問(wèn)題。
 

　　無(wú)論生產(chǎn)是否進(jìn)行，只要將設計部門(mén)設計的CAD文件輸入到測量軟件中，就可以進(jìn)行編程，等工件加工完成，就可以進(jìn)行程序測量，這樣就大大提高了生產(chǎn)效率。
 

　　其具體的方法是：先在三坐標測量軟件中打開(kāi)要測量工件的CAD模型，然后打開(kāi)測量程序自學(xué)習功能，建立好坐標系后，就可以開(kāi)始模擬對工件的測量，系統將自動(dòng)生成測量程序。
 

　　在程序編制完成之后，還可以在CAD環(huán)境中調用程序，進(jìn)行模擬測量，對程序進(jìn)行驗證，找出運行過(guò)程中出現的錯誤、測量路徑和采點(diǎn)，并對程序進(jìn)行修正，將實(shí)際測量中可能出現的問(wèn)題降到低，也程度地保證了測量過(guò)程中的安全性。
 

　　3.使位置公差評定更加方便
 

　　在以往的三坐標測量軟件中，要對幾何元素的位置公差進(jìn)行評定，必須手工輸入幾何元素的理論位置，然后再和實(shí)際測量得到的值進(jìn)行比對，這樣對位置公差的評定很不方便。當坐標測量機軟件引入CAD功能之后，就可以在軟件中對CAD模型進(jìn)行測量，由于模型是設計出來(lái)的，所以，對其進(jìn)行測量所測得值即為幾何元素的理論值。
 

　　在有了理論值之后，在對應的坐標系下，再對實(shí)際工件進(jìn)行測量，即可得到所需幾何元素的實(shí)際值。這樣，就可以對所測幾何元素的位置公差進(jìn)行評定。這在使用中，既省去了手工逐個(gè)輸入幾何元素理論值的麻煩，而且也可以避免為了與圖紙上的標注尺寸相對應而頻繁變動(dòng)坐標系，這大大降低了操作人員的勞動(dòng)強度，也減少了出錯的幾率，同時(shí)也提高了測量的精度及效率。
 

　　4.CAD輸出用于逆向工程
 

　　在當前的生產(chǎn)制造中，往往會(huì )碰到這么一種情況，客戶(hù)能提供給制造者的只有實(shí)物而沒(méi)有任何圖紙或CAD數據，特別是樣件中有曲線(xiàn)、曲面等很難通過(guò)測量獲得其準確的數據的復雜模型。在這種情況下，傳統的加工方法是，使用雕刻法或其他方法制作出一個(gè)一比一的模具，再用模具進(jìn)行生產(chǎn)。這種方法無(wú)法獲得工件準確的尺寸圖紙，也很難對其外型進(jìn)行修改。
 

　　逆向工程就是為了解決以上難題而提出的一套理論。
 

　　逆向工程，是指由工件產(chǎn)生圖紙或各種相關(guān)尺寸數據的過(guò)程，是相對于傳統的由圖紙數據而產(chǎn)生工件的過(guò)程而言的。三坐標測量軟件中，引入CAD功能用于逆向工程，使傳統的三坐標測量機用于成品檢測的功能，有了更大的擴展。
 

　　在逆向工程中，首先使用三坐標測量機對樣件的外型進(jìn)行準確測量，然后用CAD功能對所測得的數據進(jìn)行處理，終生成一種或幾種CAD格式的數據文件。三坐標測量軟件可以生成IGS格式的數據，也還可以使用此軟件附帶的功能，使數據在多種CAD格式之間進(jìn)行轉換。
 

　　這些數據文件可以被一般的CAD/CAM軟件系統所接受，利用這些軟件系統可以對數據進(jìn)行修改，或直接進(jìn)行數控機床的加工編程，終指導數控機床進(jìn)行加工；也可以對這些數據進(jìn)行切片處理，指導3D打印設備進(jìn)行快速成型與加工。
 

　　逆向工程，不僅能使工件快速地進(jìn)入批量生產(chǎn)，而且可以得到工件的CAD數據，有了這些數據，就可以再使用三坐標測量機對生產(chǎn)出來(lái)的工件進(jìn)行檢測，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
 

　　三坐標測量機作為一種通用測量機，由于其具有很高的測量精度和測量效率，并且具有操作方便、可實(shí)現在線(xiàn)測量等眾多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在現代工業(yè)中有了不可替代的地位；而CAD功能的引入，必給三坐標測量機帶來(lái)更大的使用空間。