三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是基于坐標(biāo)測(cè)量的通用化數(shù)字測(cè)量設(shè)備。它首先將各被測(cè)幾何元素的測(cè)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(cè)量，在測(cè)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(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算求出其尺寸和形位誤差。

　　

　　長(zhǎng)度測(cè)量示值誤差、空間探測(cè)誤差檢測(cè)原理

　　

　　長(zhǎng)度測(cè)量示值誤差和空間探測(cè)誤差的組合可以作為評(píng)價(jià)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)性能和精度的指標(biāo)。長(zhǎng)度測(cè)量示值誤差是使用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量長(zhǎng)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(cè)量機(jī)的機(jī)構(gòu)誤差；探測(cè)誤差是使用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)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(cè)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(cè)量機(jī)的方向特性參數(shù)。探測(cè)誤差是影響測(cè)量不確定度的重要因素，對(duì)于不同的測(cè)頭，探測(cè)誤差也不同。

　　

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

　　

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

　　

　　2、由于機(jī)械加工、數(shù)控機(jī)床加工及自動(dòng)加工線(xiàn)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(cè)。例如：汽車(chē)和摩托車(chē)都采用流水生產(chǎn)線(xiàn)，每輛車(chē)上有幾千甚至上萬(wàn)個(gè)零件，這些零件是由專(zhuān)業(yè)化廠(chǎng)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(chē)。

　　

　　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(cè)量機(jī)進(jìn)行測(cè)量。在三坐標(biāo)測(cè)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(cè)點(diǎn)，得到被測(cè)點(diǎn)的X、Y、Z坐標(biāo)值及法向矢量，便可生成自動(dòng)測(cè)量程序。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可按法線(xiàn)方向?qū)ぜM(jìn)行測(cè)量，獲得準(zhǔn)確的坐標(biāo)測(cè)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(cè)報(bào)告（包括文本報(bào)告和圖表報(bào)告），全過(guò)程直觀快捷，而用傳統(tǒng)的檢測(cè)方法則無(wú)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(cè)量機(jī)的計(jì)量室檢測(cè)外，為了便于直接檢測(cè)工件，測(cè)量往往需要在加工車(chē)間進(jìn)行，或?qū)y(cè)量機(jī)直接串連到生產(chǎn)線(xiàn)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(cè)量機(jī)，以滿(mǎn)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(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(shù)據(jù)，特別是樣件中有曲線(xiàn)、曲面等很難通過(guò)測(cè)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(wú)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(cè)量出工件輪廓曲線(xiàn)、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(cè)技術(shù)。