三坐标检测基础知识之坐标系（山涧果子）

1.坐标系

三坐标测量机的坐标系在实际应用中包括了机器坐标系和工件测量坐标系两种形式。机器坐标系是三坐标测量机自身工作的基准，在我们进行测量时，无论采用了其他什么坐标系，实际上都是在该坐标系下经过换算得出的结果。

工件测量坐标系又分为直接测量坐标系和间接测量坐标系。直接测量坐标系是指坐标系直接建在零件上（按照图纸上的基准），这样的测量结果精度高，对零件的装夹要求低，但对零件的状态要求也高。间接测量坐标系是指坐标系建在测量支架、检具、夹具上，这样测量的精度取决于零件的装夹精度。

2.坐标轴

在一个坐标系统中，坐标轴为一条参考直线。坐标轴包括X正、X负、Y正、Y负、Z正和Z负。也可以将坐标轴定义为沿着柱体、锥体、槽或椭圆长轴的派生中线。

3.法线

法线是在某一点垂直于某一元素的一条直线。

4.坐标系分类

三坐标测量机测量零件时，一般都要按照设计和加工要求建立合理的零件坐标系，在零件坐标系下对零件进行检测和各种参数的评价。而且对不同的零件可能会采取不同的方法建立零件坐标系。通常包括3-2-1法、迭代法、最佳匹配法。

3-2-1法建立零件坐标系

对于一个基准可以很容易地在被测零件上直接测量，而不需要复杂的坐标关系转换就可建立所需坐标系的零件，可以建立3-2-1坐标系。

它的建立方法包括：

迭代法建立零件坐标系

对于一些特殊零件，坐标系的转换关系比较复杂，不能直接通过测量零件上的相应元素来建立，而是需要在零件上测量一些关键性的特征参数，使这些特征参数的理论值和实际值进行匹配和吻合，从而得到零件坐标系的关系，这就可以采取迭代法来实现。这种方法通常用于测量汽车和飞机上的各种零件，因为汽车和飞机零件的坐标系都相对于汽车和飞机整体而言，不在每个零部件上，如果用3-2-1法很难实现，这也是迭代法建立零件坐标系的优势所在。

最佳匹配法

对于一些特殊零件，在其零件上找不到迭代法建立零件坐标系所需的特征元素，也不能用3-2-1法建立其所需的零件坐标系，这是可以考虑用最佳匹配法，这就需要在零件上测量很多点元素，使这些点元素的理论值和实际值进行拟合和匹配建立此零件的坐标系。而且可以根据这些点位置在零件加工和使用中的精度高低加入匹配零件坐标系的权中。另外在用这种方法建立零件坐标系时要注意使这些测量点最大分布在被测零件上，并根据所需权中来调节点密度。

外部坐标系

使用外部坐标系，可以很方便的进行坐标系修改、转换以及调用。