三坐標(biāo)測量機(jī)是基于坐標(biāo)測量的通用化數(shù)字測量設(shè)備。它首先將各被測幾何元素的測量轉(zhuǎn)化為對(duì)這些幾何元素上一些點(diǎn)集坐標(biāo)位置的測量，在測得這些點(diǎn)的坐標(biāo)位置后，再根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值，經(jīng)過數(shù)學(xué)運(yùn)算求出其尺寸和形位誤差。

　　

　　長度測量示值誤差、空間探測誤差檢測原理

　　

　　長度測量示值誤差和空間探測誤差的組合可以作為評(píng)價(jià)坐標(biāo)測量機(jī)性能和精度的指標(biāo)。長度測量示值誤差是使用坐標(biāo)測量機(jī)測量長度實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器上兩點(diǎn)距離的指示值與真值的差，主要反映了坐標(biāo)測量機(jī)的機(jī)構(gòu)誤差；探測誤差是使用坐標(biāo)測量機(jī)測量標(biāo)準(zhǔn)球半徑的示值變化范圍而確定的誤差，主要反映了測頭的各向異性、瞄準(zhǔn)誤差和作用直徑的影響，提供了坐標(biāo)測量機(jī)的方向特性參數(shù)。探測誤差是影響測量不確定度的重要因素，對(duì)于不同的測頭，探測誤差也不同。

　　

　　三坐標(biāo)測量機(jī)的三維測量是基于以下的客觀要求發(fā)展起來的。

　　

　　1、越來越多的工件需要進(jìn)行空間三維測量，而傳統(tǒng)的測量方法不能滿足生產(chǎn)的需要。傳統(tǒng)測量方法是指用傳統(tǒng)測量工具（如千分表、量塊、卡尺等）進(jìn)行的測量，屬相對(duì)測量，因其測量基準(zhǔn)為被加工面，而不是直接的主軸基準(zhǔn)，是一種過度基準(zhǔn)，再加上傳統(tǒng)測量工具本身精度不高，同時(shí)人為測量操作隨機(jī)性誤差也較大，這些因素導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)；另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)測量工具量程小、被測工件尺寸、形狀受到限制，許多測量任務(wù)（如尺寸大、形狀較復(fù)雜）用傳統(tǒng)測量工具完成不了，且占用機(jī)時(shí)較長。

　　

　　2、由于機(jī)械加工、數(shù)控機(jī)床加工及自動(dòng)加工線的發(fā)展，生產(chǎn)節(jié)拍的加快，加工一個(gè)零件僅有幾十分鐘或幾分鐘，要求加快對(duì)復(fù)雜工件的檢測。例如：汽車和摩托車都采用流水生產(chǎn)線，每輛車上有幾千甚至上萬個(gè)零件，這些零件是由專業(yè)化廠分散生產(chǎn)，后集中部裝和總裝，每隔幾分鐘就生產(chǎn)出一輛車。

　　

　　3、在制造業(yè)中，大多數(shù)產(chǎn)品都是按照CAD數(shù)學(xué)模型在數(shù)控機(jī)床上制造完成的，它與原CAD數(shù)學(xué)模型相比，確定其在加工制造中產(chǎn)生的誤差，就需用三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行測量。在三坐標(biāo)測量機(jī)的軟件系統(tǒng)中可以用圖形方式顯示原CAD數(shù)學(xué)模型，再按照可視化方式從圖形上確定被測點(diǎn)，得到被測點(diǎn)的X、Y、Z坐標(biāo)值及法向矢量，便可生成自動(dòng)測量程序。三坐標(biāo)測量機(jī)可按法線方向?qū)ぜM(jìn)行測量，獲得準(zhǔn)確的坐標(biāo)測量結(jié)果，也可與原CAD數(shù)學(xué)模型進(jìn)行比較并以圖形方式顯示，生成坐標(biāo)檢測報(bào)告（包括文本報(bào)告和圖表報(bào)告），全過程直觀快捷，而用傳統(tǒng)的檢測方法則無法完成。

　　

　　4、隨著生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，加工精度不斷提高，除了需要高精度三坐標(biāo)測量機(jī)的計(jì)量室檢測外，為了便于直接檢測工件，測量往往需要在加工車間進(jìn)行，或?qū)y量機(jī)直接串連到生產(chǎn)線上。檢驗(yàn)的零件數(shù)量加大，科學(xué)化管理程度加強(qiáng)，因而需要各種精度的坐標(biāo)測量機(jī)，以滿足生產(chǎn)的需要。

　　

　　5、實(shí)現(xiàn)逆向（反求）工程的需要，例如隨著模具生產(chǎn)的發(fā)展，在當(dāng)前的生產(chǎn)制造中往往會(huì)碰到這么一種情況，客戶能提供給制造者的只有實(shí)物而沒有任何圖紙或CAD數(shù)據(jù)，特別是樣件中有曲線、曲面等很難通過測量獲得其準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)的復(fù)雜模型。在這種情況下，傳統(tǒng)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)。這種方法無法獲得工件準(zhǔn)確的尺寸圖紙，也很難對(duì)其外型進(jìn)行修改。現(xiàn)在采用的是三維掃描測量出工件輪廓曲線、曲面等數(shù)據(jù)。因此需要與“數(shù)控機(jī)床”或“加工中心”相配合的三維檢測技術(shù)。