零件测量基准的选取原则

一、什么是坐标系

制定了正向的直线称为轴，加入刻度后称为数轴。可以表示点的 1D 位置。

在平面上选定两条互相垂直的数轴，分别指定这两条数轴的正向，把两数轴的交点称为原点， 形成一个平面（直角）坐标系（2D）。平面坐标系可分为四个象限，用不同符号组合，可以表示点在各象限的位置。

三条互相垂直的坐标轴和三轴相交的原点，构成三维空间坐标系（3D）。空间的任意一点投影到三轴就会有三个相应的数值，有了三轴相应数值，就对应空间点。即把点数字化描述。 空间坐标系有 8 个褂限，用不同正负号组合可以分辨出点的空间所在的褂限和位置。有三个工作（投影）平面 XY、YZ、XZ 可以进行点（元素）的投影。 坐标系可以根据需要进行平移、旋转。

二、坐标测量机中的坐标系

原始坐标系（开机时的坐标系，没有意义）。

在打开控制系统的瞬间，光栅计数单元开始工作，虽然这时测量机符合坐标系的定义，但由于这时测量机系统误差补偿程序没有被激活，所以这个“原始坐标系”对于我们没有意义。

机器坐标系（回机器零位后的坐标系，又称机器坐标系）。

测量机开机执行了“回家”过程后，测量机三轴光栅都从机器零点开始计数，补偿程序被激活，测量机处于正常工作状态，这时测量的点坐标都相对机器零点，称“机器坐标系”。

零件坐标系（利用零件的基准建立的坐标系）。

在测量机过程中，我们往往需要利用零件的基准建立坐标系来评价公差、进行辅助测量、指定零件位置等，这个坐标系称“零件坐标系”。建立零件坐标系要根据零件图纸指定的 A、B、C 基准的顺序指定第一轴、第二轴和坐标零点。顺序不能颠倒。零件坐标系的使用非常灵活、方便，可以为我们提供很多方便。甚至可以利用零件坐标系生成我们测不到元素。

为方便测量一些特殊的数据，可以利用零件坐标系进行辅助测量。   

三、零件坐标系的意义

找正零件（零件的放置与机器坐标系不平行）；

零件在工作台上放置时不可能与机器坐标系完全重合，在测量过程中会因投影平面等问题出现误差，所以要使用零件的基准来建立坐标系，又称“找正零件”。

建立零件基准；

在一些求距离、观察坐标位置、求轮廓、位置度等计算时，需要使用零件基准，建立零件坐标系后，可以以这些基准为参照，方便我们得出结论。

指出零件放置的位置，运行程序；

在编制 零件 的测量程序时，多数情况下要以零件坐标系为基础来编制。这样在零件位置变化时，只要粗建零件坐标系，就可使程序自动运行测量。

使零件与 CAD 模型坐标系一致；

在使用 CAD 模型的情况下，首先要使被测零件与 CAD 模型的坐标系统一致，以获得零件的理论数据，便于进行自动测量、编程、进行轮廓比对、输出检测报告等。

零件坐标系可以根据需要建立若干个。

四、基准的选取原则是：

1.先考虑装配基准，再考虑设计基准，最后考虑加工基准。

2.选择精度要求高的作为基准。

3.选择较长轴线或较大平面作为基准。

五、坐标系的建立思想

第一步：激活机器坐标系（回到机床坐标系下）。

第二步：找正第一轴

一般情况下，用第一基准来确定第一轴。确定第一轴的元素一般为是平面和线元素。平面确定第一轴的含义：把某一坐标轴旋转至与待平面的法线平行。

当选择+X、+Y、+Z坐标轴的正方向与平面的正方向一致；选择-X、-Y、-Z坐标轴的正方向与平面的正方向相反。

线元素确定第一轴的含义：把某一坐标轴旋转至该线平行。

当选择+X、+Y、+Z坐标轴的正方向与该线的正方向一致。选择-X、-Y、-Z坐标轴的正方向与该线的正方向相反。

第三步：确定第二轴（也叫平面内找正）

一般情况下，第二基准确定第二轴。确定第二轴的元素，一般情况下为线元素（构造线元素）。平面也可以确定第二轴，是用平面的法线确定第二轴。

确定第二轴的含义：先把该线投影到第一基准平面上，或延第一基准轴线方向投影（软件内部进行），再把某一坐标轴旋转至某一投影后的直线平行。

当选择+X、+Y、+Z坐标轴的正方向与该线的正方向一致。选择-X、-Y、-Z坐标轴的正方向与该线的正方向相反。

当第二基准面与第一平面不垂直时，第二基准要测平面，作确定第二轴的元素或两平面交线作确定第二轴的元素。

总结：第一轴和确定第二轴确定X、Y、Z三个坐标轴的方向，坐标平移是确定坐标系的位置。

第四步：坐标平移（也叫置零位）

目的是确定坐标系原点。常用的，三轴同时坐标平移。当确定坐标系原点的位置时，可使用该方法。（比如球心、对称中心、交点处、投影处、垂足点处等等）

先平移两个坐标轴的方向，再平移第三轴的方向。（比如当图纸要求，把坐标系原点放到某一圆心和某一平面上时，可以使用此方法。）

三轴分别坐标平移。（比如图纸要求，把坐标系原点放到方形工件菱角上（交点）时，可以使用该方法。）

判定一：判断组成坐标系原点的三个平面，是否与三个坐标轴垂直。若垂直可使用方法1和3，如果不垂直，就只能使用方法1。

判定二：当图纸要求把坐标系原点放到某一平面上时，判断该平面与哪一个坐标轴垂直，就把哪个坐标轴的方向平移。

判定三：当图纸要把坐标系原点放到某一坐标值时，判断该圆所在的轴线与哪一个坐标值平行，就把另外两个坐标值的方向平移。

第五步：理论坐标系变换

理论坐标系旋转，旋转的正方向遵守右手规则。理论坐标系平移，向正方向平移为正，向负方向平移为负。