前言

　　三坐標測量機作為一種高精度的通用測量設備已經有了幾十年的發展歷史，其在工業生產領域中的使用越來越為廣泛，也越來越受到生產型企業的重視。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域和易用性推到一個新的高度。

　　以下就以西安力德測量設備有限公司的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要介紹。

　　虛擬測量

　　虛擬測量就是在沒有實際工件的情況下對CAD模型在軟件中進行測量。

　　西安力德測量設備有限公司的測量軟件擁有強大的CAD功能，要進行虛擬測量時，打開軟件，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行測量。根據所要測量的幾何元素，使用鼠標在CAD模型上點擊所要采點的位置，此時CAD模型上會顯示所采點的位置及其矢量方向。根據所測量的幾何要素的需要，可進行多次采點。當采夠所需要的點數后再在采點窗口中點確定，系統將會驅動虛擬測頭進行采點，并擬和出要測的幾何元素及其圖形。

　　三坐標測量軟件的CAD環境

　　虛擬測量可以通過對沒有尺寸數據的CAD模型進行測量，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下進行自動測量編程做服務。

　　脫機編程

　　數控三坐標測量機使批量測量的效率有所提高，通過對給定工件的測量進行編程，可以實現全自動的快速測量。

　　在三坐標測量軟件沒有引入CAD功能之前，對測量程序的編制要求專業 員對應圖紙進行編程，這種編程方法使用較為復雜，且對操作人員要求較高。

　　還有一種方法就是使用三坐標測量軟件的自學習編程功能，在對工件進行實際測量的同時自動生成測量程序。當再次測量同樣的工件時即可調用此程序進行自動測量。由于這種方法簡單易用，適應面廣，因此在業內被廣泛使用。但由于這種編程離不開實際工件，所以也就帶來了很多難以克服的缺點。一是由于編程離不開硬件環境，必須要將給測量機配套的氣源等打開，使測量機能正常運行方能進行編程，這樣編成較為繁瑣。二是編程離不開工件，所以就必須等工件加工完成后才能進行編程，這樣便會降低了工作效率從而影響生產。

　　坐標機測量軟件中引入CAD功能之后，由于可在脫機狀態下通過對CAD模型進行虛擬測量，從而可完成自學習編程的過程，因此解決了以上問題。無論生產是否進行，只要將設計部門設計的CAD圖紙文件輸入到測量軟件中，就可以進行編程。等工件加工完成就可以進行程序測量，這樣就大大提高的生產效率。其具體的方法是先在三坐標測量軟件中打開要測量工件的CAD模型，然后打開測量程序自學習功能，建立好坐標系后就可以開始模擬對工件的測量。系統將自動生成測量程序。

　　在程序編制完成之后，還可以在CAD環境中調用程序進行模擬測量，對程序進行驗證，找出運行過程中出現的錯誤測量路徑和采點，并對程序進行修正，將實際測量中可能出現的問題降到最低，也最大程度的保證了測量過程中的安全性。

　　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行評定，必須手工輸入幾何元素的理論位置，然后再和實際測量得到的值進行比對，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模型進行測量，由于模型是設計出來的，所以對其進行測量所測得值既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際工件進行測量，即得到了所需幾何元素的實際值。這樣就可以對所測幾何元素的位置公差進行評定。

　　這在使用中，既省去了手工逐個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坐標系。這大大降低了操作人員的勞動強度，也減少了出錯的幾率，同時也提高了測量的精度及效率。

　　CAD輸出用于逆向工程

　　在當前的生產制造中往往會碰到這么一種情況，客戶能提供給制造者的只有實物而沒有任何圖紙或CAD數據，特別是樣件中有曲線、曲面等很難通過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一比一的模具，再用模具進行生產。這種方法無法獲得工件準確的尺寸圖紙，也很難對其外型進行修改。

　　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生圖紙或各種相關尺寸數據的過程，是相對與傳統的由圖紙數據而產生工件的過程而言的。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行精確測量，然后用CAD功能對所測得的數據進行處理，最終生成一種或幾種CAD格式的數據文件。如西安力德公司的三坐標測量軟件生成IGS格式的數據，而且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行修改，或直接進行數控機床加工法編程，最終指導數控機床進行加工。也可以對這些數據進行切片處理，指導激光成型機進行快速成型。

　　逆向工程不僅能使工件快速的進入批量生產，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出來的工件進行檢測，保證產品的質量。

　　結束語

　　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，可實現在線測量等眾多優點，已經在現代工業中有了不可替代的地位。而CAD功能的引入，必將給三坐標測量機帶來更大的使用空間。