一、三坐标测量机是典型的机电一体化设备，它由机械系统和电子系统两大部分组成。
1、机械系统（主机）：一般由三个正交的直线运动轴构成。如图1-2-1所示结构中，X向导轨系统装在工作台上，移动桥架横梁是Y向导轨系统，Z向导轨系统装在中央滑架内。三个方向轴上均装有光栅尺用以度量各轴位移值。人工驱动的手轮及机动、数控驱动的电机一般都在各轴附近。用来触测被检测零件表面的测头装在Z轴端部（测头）。
2、电子系统（控制系统）：一般由光栅计数系统、测头信号接口和计算机等组成，用于获得被测坐标点数据，并对数据进行处理。
图1-2-1 三坐标测量机的组成
1—工作台 2—移动桥架3—中央滑架4—Z轴 5—测头 6—电子系统
二、三坐标测量机的机械结构
按照机械结构分类，测量机的主要结构形式可分为：
1、移动桥式：
移动桥式是当前三坐标测量机的主流结构。有沿着相互正交的导轨而运行的三个组成部分，装有探测系统的第一部分装在第二部分上，并相对其作垂直运动，第一和第二部分的总成相对第三部分作水平运动，第三部分被架在机座的对应两侧的支柱支承上，并相对机座作水平运动，机座承载工件。
移动桥式坐标测量机是目前中小型测量机的主要结构型式，承载能力较大，本身具有台面，受地基影响相对较小，开敞性好，精密比固定桥式稍低。
优点：
（1）结构简单，结构刚性好，承重能力大；
（2）工件重量对测量机的动态性能没有影响。
缺点：
（1）X向的驱动在一侧进行，单边驱动，扭摆大，容易产生扭摆误差；
（2）光栅是偏置在工作台一边的，产生的阿贝臂误差较大，对测量机的精度有一定影响；
（3）测量空间受框架影响。
图1-2-2 移动桥式坐标测量机
2、固定桥式：
这类测量机有沿着相互正交的导轨而运动的三个组成部分，装有探测系统的第一部分装在第二部分上并相对其作垂直运动，第一和第二部分的总成沿着牢固装在机座两侧的桥架上端作水平运动，在第三部分上安装工件。
高精度测量机通常采用固定桥式结构，经过改进这类测量机速度可达400mm/S,加速度达到3000mm/S2，承重达2000KG，典型的固定桥式有目前世界上精度最好的出自德国LEITZ公司的PMM-C测量机。
图1-2-3 PMM-C固定桥式测量机
优点：
（1）结构稳定，整机刚性强，中央驱动，偏摆小；
（2）光栅在工作台的中央，阿贝误差小；
（3）X、Y方向运动相互独立，相互影响小。
缺点：
（1）被测量对象由于放置在移动工作台上，降低了机动的移动速度，承载能力较小；
（2）基座长度大于2倍的量程，所以占据空间较大；
（3）操作空间不如移动桥式开阔。
3、固定工作台悬臂式：
这类坐标测量机有沿着相互正交的导轨而运动的三个组成部分，装有探测系统的第一部分装在第二部分上并相对第三部分作水平运动，第三部分以悬臂状被支撑在一端，并相对机座作水平运动，机座承载工件。
优点：
（1）结构简单，测量空间开阔。
缺点：
（1）悬臂沿Y向运动时受力点的位置随时变化，从而产生不同的变形，造成测量的误差较大，因此，悬臂式测量机只能用于精度要求不太高的测量中，一般用于小型测量机。
图1-2-4 固定工作台悬臂式坐标测量机
4、龙门式：（高架桥式测量机）
这类测量机有沿着相互正交的导轨而运动的三个组成部分，装有探测系统的第一部分装在第二部分上并相对其作垂直运动，第三部分在机座两侧的导轨上作水平运动，机座或地面承载工件。
龙门式坐标测量机一般为大中型测量机，要求较好的地基，立柱影响操作的开阔性，但减少了移动部分重量，有利于精度及动态性能的提高，正因为此，近来亦发展了一些小型带工作台的龙门式测量机，龙门式测量机最长可到数十米，由于其刚性要比水平臂好，因而对大尺寸而言可具有足够的精度。
典型的龙门式测量机如来自意大利DEA公司的ALPHA及DELTA和LAMBA系列测量机。
图1-2-5 龙门式坐标测量机
优点：
（1）结构稳定，刚性好，测量范围较大；
（2）装卸工件时，龙门可移到一端，操作方便，承载能力强。
缺点：
（2）因驱动和光栅尺集中在一侧，造成的阿贝误差较大，驱动不够平稳。
5、L型桥式：
这类坐标测量机有沿着相互正交的导轨而运动的三个组成部分，装有探测系统的第一部分，装在第二部分上并相对其作垂直运动，第一和第二部分的总成相对第三部分作水平运动，第三部分在机座平面或低于平面上的一条导轨和在机座上另一条导轨的两条导轨上作水平运动，机座承载工件。
L型桥式坐标测量机是综合移动桥式和龙门式测量机优缺点的测量机，有移动桥式的平台，工作开敞性较好，又像龙门式减少移动的重量，运动速度、加速度可以较大，但要注意辅腿的设计。
图1-2-6 L型桥式坐标测量机
6、移动工作台悬臂式：
这类坐标测量机有沿着相互正交的导轨而运动的三个组成部分，装有探测系统的第一部分装在第二部分上并相对其作垂直运动。第三部分以悬臂被支承在一端，并相对机座作水平运动。第三部分相对机座作水平运动并在其上安装工件。
此类测量机载力不高，应用较少。
图1-2-7 移动工作台悬臂式坐标测量机模型
7、水平悬臂式：
这类坐标测量机有沿着相互正交的导轨而运动的三个组成部分，装有探测系统的第一部分装在第二部分上并相对其作水平运动。第一和第二部分的总成相对第三部分作垂直运动。第三部分相对机座作水平运动，并在机座上安装工件。如果进行细分，可以为水平悬臂移动式坐标测量机，固定工作台水平悬臂式坐标测量机，移动工作台水平悬臂坐标测量机。
水平臂测量机在X方向很长，Z向较高，整机开敞性比较好，是测量汽车各种分总成、车身时最常用的测量机。
图1-2-8 水平悬臂式坐标测量机
8、柱式：
这类坐标测量机有两个可移动组成部分，装有探测系统的第一部分相对机座作垂直运动。第二部分装在机座上并相对其沿水平方向运动，在该部分上安装工件。
柱式坐标测量机精度比固定工作台悬臂测量机为高，一般只用于小型高精度测量机，适于要求前方开阔的工作环境。
图1-2-9 柱式坐标测量机模型
三、三坐标测量机按驱动方式分类
1、手动型——由操作员手工使其三轴运动来实现采点，其结构简单，无电机驱动，价格低廉。缺点是测量精度在一定程度上受人的操作影响，多用于小尺寸或测量精度不很高的零件检测；
2、机动型——与手动型相似，只是运动采点通过电机驱动来实现，这种测量机不能实现编程自动测量；
3、自动型——也称CNC型，由计算机控制测量机自动采点（当然也可实现上述两种一样的操作），通过编程实现零件自动测量，且精度高。
注释：
阿贝误差是由于测量中不遵守阿贝原则而引起的。
阿贝原则是指在设计计量仪器或测量工件时,应该将被测长度与仪器的基准长度安置在同一条直线上。
阿贝原则——它是德国的阿贝在19世纪60年代提出的。他认为，在长度测量中，被测长度应位于线纹尺刻度中心线的延长线上。按此原则设计的测量工具，由导轨直线度误差引起的测量误差是二阶误差，即阿贝误差，一般可以忽略不计，这样就可以获得精确的测量结果。
三坐标测量机 便携式三坐标 便携式测量仪
