關(guān)節(jié)臂三坐標(biāo)測量儀是連接設(shè)計數(shù)字化與生產(chǎn)現(xiàn)場化的關(guān)鍵橋梁。它將高精度測量從實驗室解放出來，直接賦能于生產(chǎn)一線，實現(xiàn)了質(zhì)量控制的現(xiàn)場化、實時化和可視化，是現(xiàn)代智能制造與數(shù)字化工廠中的核心檢測設(shè)備。
關(guān)節(jié)臂的每個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)內(nèi)部都裝有高精度的光學(xué)角度編碼器。當(dāng)操作員移動測量臂，使末端的測頭接觸工件時，系統(tǒng)會實時讀取所有關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度。結(jié)合已知的、經(jīng)過校準(zhǔn)的臂桿長度，通過復(fù)雜的空間幾何算法，即可實時計算出測球中心的精確三維坐標(biāo)。
便攜式三坐標(biāo)測量儀工作時由1—固定平臺、2—磁性表座(或吸盤、三腳架)、3—測量機主機、4—電腦及軟件、5—測頭幾部分組成。測量時必須穩(wěn)定固定在平臺上(不要求水平但要求整個測量過程保持測量機及被測工件的相對位置穩(wěn)定)，測量機主機通過吸盤或螺釘固定，便攜式計算機通過USB信號線連接主機，軟件完成測量數(shù)據(jù)采集和處理并生產(chǎn)測量報告。
量機由三根剛體臂、六個活動關(guān)節(jié)和一個測頭組成。三根臂相互連接，其中一個為固定臂，它安裝在任意基座上，以支撐測量機所有部件，另外兩個活動臂可運動于空間任意位置，以適應(yīng)測量需要，其中一個為中間臂，一個為末端臂并在此尾端安裝測頭。第一根固定臂與第二根中間臂之間、第二根與第三根末端臂之間、第三根與接觸測頭之間均為關(guān)節(jié)式連接，可作空間回轉(zhuǎn)，而每個活動關(guān)節(jié)裝有相互垂直的回轉(zhuǎn)角傳感器，可測量各個臂和測頭在空間的位置。每個關(guān)節(jié)的回轉(zhuǎn)中心和相應(yīng)的活動臂構(gòu)成一個極坐標(biāo)系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)角即極角由傳感器測量，而活動臂兩端關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)中心距離為極坐標(biāo)的極徑長度，可見該測量系統(tǒng)是由三個串連的極坐標(biāo)系統(tǒng)組成，當(dāng)測頭與被測件接觸時，測量系統(tǒng)可給出測頭在空間的三維位置信息，測頭與被測件在不同部位接觸時，根據(jù)所建立的測量數(shù)學(xué)模型，由計算機給出被測參數(shù)實際值。
主要特點與優(yōu)勢：
1.便攜性與靈活性：
這是其最大的優(yōu)勢。可以輕松地搬運到生產(chǎn)車間、裝配線甚至戶外，對大型工件(如汽車車身、飛機蒙皮、風(fēng)電葉片、模具)進行在位測量，無需移動工件。
2.大范圍的測量能力：
通過簡單的“蛙跳”或“轉(zhuǎn)站”功能，配合測量場中的球靶標(biāo)，可以無限擴大測量范圍，測量遠超其臂展的物體。
3.操作簡單，學(xué)習(xí)曲線短：
相比編程復(fù)雜的傳統(tǒng)三坐標(biāo)，關(guān)節(jié)臂的操作更直觀，像延伸人的手臂，技術(shù)人員經(jīng)過短期培訓(xùn)即可上手。
4.多功能集成：
一臺設(shè)備集成了接觸式測量和非接觸式掃描(通過更換測頭)，既能進行精確的幾何尺寸檢測，又能完成復(fù)雜的曲面逆向工程。
5.成本效益高：
對于同樣測量空間的應(yīng)用，關(guān)節(jié)臂的購置成本通常低于大型龍門式三坐標(biāo)，且不需要昂貴、恒溫的計量室環(huán)境。
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