三坐標(biāo)測(cè)量員技能考核考試題及答案一、選擇題（每題3分，共30分）1.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的主要功能不包括以下哪一項(xiàng)（）A.尺寸測(cè)量B.形狀測(cè)量C.表面粗糙度測(cè)量D.位置測(cè)量答案：C。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)主要用于尺寸、形狀和位置的測(cè)量，表面粗糙度測(cè)量通常使用專門的表面粗糙度儀，所以選C。2.以下哪種坐標(biāo)系是三坐標(biāo)測(cè)量中最常用的基準(zhǔn)坐標(biāo)系（）A.工件坐標(biāo)系B.機(jī)器坐標(biāo)系C.絕對(duì)坐標(biāo)系D.大地坐標(biāo)系答案：A。工件坐標(biāo)系是根據(jù)工件的特征建立的，在三坐標(biāo)測(cè)量中最常用，方便對(duì)工件進(jìn)行測(cè)量和評(píng)價(jià)，所以選A。3.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的精度主要取決于（）A.測(cè)頭精度B.導(dǎo)軌精度C.光柵尺精度D.以上都是答案：D。測(cè)頭精度影響測(cè)量的準(zhǔn)確性，導(dǎo)軌精度保證測(cè)量機(jī)的運(yùn)動(dòng)精度，光柵尺精度決定位置測(cè)量的精度，它們都對(duì)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的精度有重要影響，所以選D。4.當(dāng)測(cè)量一個(gè)圓柱的直徑時(shí)，至少需要采集（）個(gè)點(diǎn)。A.3B.4C.5D.6答案：A。根據(jù)數(shù)學(xué)原理，不在同一直線上的三個(gè)點(diǎn)可以確定一個(gè)圓，圓柱的截面是圓，所以測(cè)量圓柱直徑至少需要采集3個(gè)點(diǎn)，選A。5.在三坐標(biāo)測(cè)量中，“擬合”操作主要用于（）A.確定測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)B.對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理C.根據(jù)測(cè)量點(diǎn)創(chuàng)建幾何元素D.計(jì)算測(cè)量誤差答案：C。擬合操作是根據(jù)采集的測(cè)量點(diǎn)來創(chuàng)建如圓、圓柱、平面等幾何元素，所以選C。6.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的環(huán)境溫度要求一般為（）A.18℃±2℃B.20℃±2℃C.22℃±2℃D.25℃±2℃答案：B。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)通常要求在20℃±2℃的環(huán)境溫度下工作，以保證測(cè)量精度，所以選B。7.以下哪種測(cè)頭適用于高精度測(cè)量（）A.觸發(fā)式測(cè)頭B.掃描式測(cè)頭C.激光測(cè)頭D.光學(xué)測(cè)頭答案：B。掃描式測(cè)頭可以連續(xù)采集數(shù)據(jù)，能夠更精確地測(cè)量復(fù)雜形狀的工件，適用于高精度測(cè)量，所以選B。8.在三坐標(biāo)測(cè)量中，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析時(shí)，常用的統(tǒng)計(jì)參數(shù)不包括（）A.平均值B.標(biāo)準(zhǔn)差C.中位數(shù)D.眾數(shù)答案：D。在三坐標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析中，常用平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、中位數(shù)等參數(shù)來評(píng)估測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，眾數(shù)一般較少使用，所以選D。9.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的軟件中，“自動(dòng)測(cè)量”功能的優(yōu)點(diǎn)不包括（）A.提高測(cè)量效率B.減少人為誤差C.可以測(cè)量任意形狀的工件D.保證測(cè)量結(jié)果的一致性答案：C。自動(dòng)測(cè)量功能可以提高測(cè)量效率、減少人為誤差和保證測(cè)量結(jié)果的一致性，但它并不能測(cè)量任意形狀的工件，一些復(fù)雜或特殊形狀的工件可能需要特殊的測(cè)量方法或手動(dòng)輔助測(cè)量，所以選C。10.當(dāng)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)頭與工件表面接觸時(shí)，觸發(fā)信號(hào)是由（）產(chǎn)生的。A.測(cè)頭內(nèi)部的傳感器B.測(cè)量軟件C.控制器D.計(jì)算機(jī)答案：A。測(cè)頭內(nèi)部的傳感器在與工件表面接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，從而記錄測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)，所以選A。二、填空題（每題3分，共30分）1.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的基本組成部分包括主機(jī)、______、測(cè)頭系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)測(cè)量軟件。答案：控制系統(tǒng)。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)主要由主機(jī)、控制系統(tǒng)、測(cè)頭系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)測(cè)量軟件組成，控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制測(cè)量機(jī)的運(yùn)動(dòng)和數(shù)據(jù)采集等功能。2.建立工件坐標(biāo)系的方法通常有321法、______和迭代法等。答案：最佳擬合坐標(biāo)系法。這是建立工件坐標(biāo)系的常見方法之一，它可以根據(jù)測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行最佳擬合來確定坐標(biāo)系。3.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量精度通常用______和重復(fù)性來表示。答案：示值誤差。示值誤差反映了測(cè)量結(jié)果與真實(shí)值之間的偏差，重復(fù)性表示在相同條件下多次測(cè)量結(jié)果的一致性，它們是衡量三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量精度的重要指標(biāo)。4.測(cè)頭的標(biāo)定是為了確定測(cè)頭的______和測(cè)球的半徑。答案：位置。測(cè)頭標(biāo)定需要確定測(cè)頭的位置和測(cè)球的半徑，這樣才能準(zhǔn)確地采集測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)。5.在三坐標(biāo)測(cè)量中，測(cè)量基準(zhǔn)是指用于確定工件______和方向的參考。答案：位置。測(cè)量基準(zhǔn)為確定工件的位置和方向提供參考，是保證測(cè)量準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)。6.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的動(dòng)態(tài)精度是指在______狀態(tài)下的測(cè)量精度。答案：運(yùn)動(dòng)。動(dòng)態(tài)精度是測(cè)量機(jī)在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的測(cè)量精度，它反映了測(cè)量機(jī)在實(shí)際測(cè)量過程中的性能。7.掃描式測(cè)頭可以連續(xù)采集工件表面的______信息。答案：坐標(biāo)。掃描式測(cè)頭通過連續(xù)運(yùn)動(dòng)可以采集工件表面大量的坐標(biāo)信息，從而更精確地描述工件的形狀。8.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的軟件中，“補(bǔ)償”功能主要用于修正______誤差。答案：系統(tǒng)。補(bǔ)償功能可以修正測(cè)量機(jī)的系統(tǒng)誤差，如溫度誤差、幾何誤差等，提高測(cè)量精度。9.測(cè)量數(shù)據(jù)的處理包括數(shù)據(jù)的______、計(jì)算和分析等步驟。答案：采集。測(cè)量數(shù)據(jù)處理首先要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后進(jìn)行計(jì)算和分析等操作。10.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的精度檢驗(yàn)通常采用______進(jìn)行。答案：標(biāo)準(zhǔn)球。標(biāo)準(zhǔn)球具有已知的精確尺寸和形狀，可用于檢驗(yàn)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的精度。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共20分）1.簡(jiǎn)述三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的工作原理。答案：三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的工作原理基于笛卡爾直角坐標(biāo)系。測(cè)量時(shí)，測(cè)頭在控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下，在三個(gè)相互垂直的坐標(biāo)軸（X、Y、Z）方向上移動(dòng)。當(dāng)測(cè)頭與工件表面接觸時(shí)，測(cè)頭內(nèi)部的傳感器會(huì)產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，測(cè)量系統(tǒng)記錄此時(shí)測(cè)頭在三個(gè)坐標(biāo)軸上的位置坐標(biāo)。通過采集工件表面多個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)信息，再利用計(jì)算機(jī)測(cè)量軟件對(duì)這些坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，就可以得到工件的尺寸、形狀和位置等幾何參數(shù)。例如，測(cè)量一個(gè)平面，通過采集平面上多個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，軟件可以擬合出該平面的方程，進(jìn)而計(jì)算出平面的平面度等參數(shù)。2.說明在三坐標(biāo)測(cè)量中如何保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。答案：為保證三坐標(biāo)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，可從以下幾個(gè)方面入手：環(huán)境條件：將測(cè)量機(jī)放置在溫度、濕度和振動(dòng)符合要求的環(huán)境中，一般溫度要求為20℃±2℃，濕度保持在一定范圍內(nèi)，避免外界振動(dòng)干擾，以減少環(huán)境因素對(duì)測(cè)量精度的影響。設(shè)備維護(hù)：定期對(duì)測(cè)量機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)和校準(zhǔn)，包括對(duì)導(dǎo)軌的清潔和潤(rùn)滑、測(cè)頭的標(biāo)定等。確保測(cè)量機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行，保證設(shè)備的精度和穩(wěn)定性。測(cè)量方法：選擇合適的測(cè)量方法和測(cè)量路徑。根據(jù)工件的形狀和測(cè)量要求，合理確定測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量和分布，避免測(cè)量點(diǎn)過于集中或分布不合理。采用正確的測(cè)量順序，減少測(cè)量誤差的累積。測(cè)頭選擇：根據(jù)工件的特點(diǎn)和測(cè)量精度要求，選擇合適的測(cè)頭。對(duì)于高精度測(cè)量，可選用掃描式測(cè)頭；對(duì)于一般尺寸測(cè)量，觸發(fā)式測(cè)頭即可滿足要求。人員操作：操作人員應(yīng)經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，熟悉測(cè)量機(jī)的操作和測(cè)量軟件的使用。在測(cè)量過程中，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，避免因人為因素導(dǎo)致測(cè)量誤差。數(shù)據(jù)處理：對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的處理和分析。采用合適的統(tǒng)計(jì)方法對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估，判斷測(cè)量結(jié)果的可靠性。對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，排除可能的干擾因素。四、綜合題（20分）現(xiàn)有一個(gè)圓柱形工件，要求測(cè)量其直徑、圓柱度和圓柱軸線的直線度。請(qǐng)?jiān)敿?xì)描述測(cè)量步驟和數(shù)據(jù)處理方法。答案：測(cè)量步驟1.準(zhǔn)備工作檢查三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，確保設(shè)備正常。對(duì)測(cè)頭進(jìn)行標(biāo)定，保證測(cè)頭的準(zhǔn)確性。將圓柱形工件清潔干凈，去除表面的油污和雜質(zhì)，然后放置在測(cè)量機(jī)的工作臺(tái)上，盡量使其軸線與測(cè)量機(jī)的坐標(biāo)軸平行。2.建立工件坐標(biāo)系采用321法建立工件坐標(biāo)系。首先在圓柱的一個(gè)端面上采集三個(gè)點(diǎn)確定一個(gè)平面作為第一基準(zhǔn)（Z平面），然后在圓柱的側(cè)面采集兩個(gè)點(diǎn)確定一條直線作為第二基準(zhǔn)（X軸），最后在圓柱的另一個(gè)端面上采集一個(gè)點(diǎn)確定第三基準(zhǔn)（Y方向）。3.測(cè)量直徑在圓柱的不同截面（至少三個(gè)截面，如兩端和中間）上，每個(gè)截面均勻采集至少三個(gè)點(diǎn)。使用測(cè)量機(jī)的測(cè)頭在圓柱表面接觸采集點(diǎn)的坐標(biāo)。4.測(cè)量圓柱度在圓柱的軸向方向上，均勻選取多個(gè)截面（一般不少于5個(gè)），每個(gè)截面采集足夠數(shù)量的點(diǎn)（如810個(gè)），以全面反映圓柱表面的形狀。5.測(cè)量圓柱軸線的直線度在圓柱的軸向方向上，每隔一定距離（如10mm）采集一組點(diǎn)，每組點(diǎn)圍繞圓柱圓周均勻分布（如46個(gè)點(diǎn)），采集的數(shù)據(jù)應(yīng)覆蓋整個(gè)圓柱的長(zhǎng)度。數(shù)據(jù)處理方法1.直徑計(jì)算對(duì)于每個(gè)截面采集的點(diǎn)，利用測(cè)量軟件擬合出該截面的圓。軟件會(huì)根據(jù)采集點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算出圓的圓心坐標(biāo)和半徑，直徑即為半徑的兩倍。最后取各個(gè)截面直徑的平均值作為圓柱的直徑測(cè)量結(jié)果。2.圓柱度計(jì)算