三坐标测量机

产品样本 No.C16012(6)

MICROCORD

高精度CNC三坐标测量机

LEGEX 系列

1

三丰公司80年的技术结晶

高精度测量技术。

2

LEGEX 574

较⾼⽔平的⾼精度 E0,MPE=0.28+L/1000

LEGEX 776

LEGEX 9106

3

FEM构造模拟分析系统

*球状石墨铸铁(球墨铸铁)

铸铁是一种含有碳，硅，锰，磷，硫的铁合金，特别是因为碳作为石墨

沉淀，它显示出独特的性质。而球墨铸铁是一种球化石墨，通过向熔融

金属中添加镁合金而沉淀，与普通铸铁相比具有更高的拉伸强度和相对

更大的韧性，并且具有良好的可加工性和良

好的耐磨性，因此可用于制造汽车零部件等

各种机械零件。

LEGEX采用的是FCD600球墨铸铁，而且是采

用没有0.1mm以上孔洞和针孔(缺陷)工艺制成

的铸铁。

高刚性，高衰减性

LEGEX的主体基座采用球状石墨铸铁(球墨铸铁)*的封闭式结

构，这个结构实现了高刚性、高振动衰减性。并且用FEM构

造模拟分析系统进行了彻底的应力分析，将测量过程中的

负重形变量降低到最低程度，保证良好的几何学动态精度。

精进的技术

彻底的误差因素分析和排除 之1

主体基座设计

4

测量工作台表面(陶瓷涂层规格)

ζ=0.028

0.6 0.7

Time (s)

m/s2

0.5 0.8 0.9

-0.6

-0.4

-0.2

-0

0.2

0.4

0.08s

0.6

测量工作台表面(标准规格)

Y轴导轨和基座的一体化结构

为进一步提高刚性和热稳定性，开发了Y轴导轨与主体基座一

体化结构。

各轴滑动部分使用了陶瓷–等离子喷涂技术

Y轴导轨，X轴横梁，Z轴主轴滑动部分进行陶瓷–等离子喷涂

处理，形成空气轴承滑动较适合的表面。

具有出色的耐锈蚀性和抗腐蚀性。

⾼振动衰减性实现较⾼精度扫描测量

LEGEX的主体结构快速衰减移动时的残留振动，大幅度减

少因振荡产生的波动幅度。比防止外部振动的防振装置更

有效果，提高了防振性能。

由此，抑制扫描测量时的振动，实现较高精度的扫描测量。

与基座一体化的Y轴导轨

测量工作台

5

驱动轴

X轴悬臂

Z轴主轴

气浮轴承

驱动轴

消除俯仰和偏航误差

桥式移动结构的CNC三坐标测量机多是由单侧下部配置的驱

动系统进行桥结构的移动(Y轴移动)，所以移动时会产生俯仰

误差和偏航误差。也有把驱动系统配置在桥结构中央重心附

近的方式，因为X轴左右移动时重心也随之移动，也不能排除

这些误差。

LEGEX通过“如果桥式结构移动产生误差，让桥结构不移动就

好了”的逆向构思，极力控制阿贝误差采用了桥固定工作台

移动结构。

固定桥式工作台移动结构

桥式移动结构

X轴移动和Y轴移动的独立性

桥式移动结构的情况，比如X轴的移动会引起Y轴导轨(气浮轴

承)负荷发生变动，测量空间的几何学结构发生变形。

LEGEX的X轴和Y轴是完全独立的构造，X轴的移动对Y轴导轨

没有任何影响。因此能够容易提高各轴的精度追求，维持长

期的高精度水准。

完全重心驱动

各轴的驱动系统配置在各移动部的重心处，抑制了驱动轴旋

转的惯性力矩，加减速的时候几乎没有变形。

例如对X轴导引的X轴横梁完全采用三丰自主开发的高刚性气

浮轴承的专有结构，可以进行高速、高加减速驱动。

桥式移动型三坐标测量机的 X 轴移动

时的载荷变化例

精进的技术

彻底的误差因素分析和排除 之2

高移动精度

固定桥式工作台移动结构

6

外部振动对策

因为受到设置场所地面振动的影响，测量值会产生偏差。

LEGEX标准配置了专用的高性能带有自动调水平功能的“空气

阻尼弹簧减振器”。传感器自动接收测量工作台的移动以及由

工件引发的负荷变动，并可以快速地使主机复归水平。

带浮动机构的滚珠丝杠结构图

自动水平空气阻尼弹簧减振器

内部振动对策

驱动由滚珠丝杆+DC伺服电机来进行。为了吸收滚珠丝杠旋

转的锥形运动和轴垂直面的振动，我们采用了一个特殊的浮

动机构以链接滚珠丝杠与导向块。

因此，滚珠丝杠的振动不影响移动精度，实现了高速驱动。

另外，三丰自主开发的高刚性低振动气浮轴承，实现了抑制

振动与原来比只有5分之1，还配置了各轴导轨的特殊振动衰

减机构等，各种各样的内部振动对策。

伺服马达

浮动机构

螺母

滚珠丝杠

导向块

脉冲发生器

除振台配置

振动对策

7

0

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

15∞C

20∞C-1

20∞C-2

20∞C-3

25∞C

30∞C

0

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

15∞C

20∞C

25∞C

20∞C

＜普通标尺・通常固定＞

位置 (mm)

误差(µm)

＜零膨胀系数玻璃・特殊固定＞

位置 (mm)

误差(µm)

保证18º～22ºC的温度范围内的精度

以前的高精度三坐标测量机，要求高水平恒温室的设置环

境。但是，LEGEX通过FEM结构分析实现了热对称结构，从而

实现了即使温度变化也能对测量空间的抑制应变，亚微米测

量精度的同时，可以在20±2ºC广泛的温度环境下进行测量。

而且，实时测量工件温度，可以输出20ºC时尺寸的换算结

果。

热膨胀系数“≒零”的高精度玻璃尺

LEGEX，配置有新开发的几乎没有热膨胀的线膨胀系数

0.01×10-6/ºC高精度结晶玻璃尺，与同样新开发的分辨力

为0.01µm高性能反射型编码器相组合的高精度测长单元。 同

时标尺的独特的固定方式，最大程度地抑制因与安装面的

热膨胀率差异产生的滞后误差。

本公司开发的控制装置焕然一新，通过使用新算法适用于精

细的控制技术。另外装配了新开发的高分辨力线性编码器，

进一步实现了高精度。

精进的技术

彻底的误差因素分析和排除 之3

以前的标尺和结晶玻璃标尺的滞后作用比较

高精度的测长单元

采用新的控制技术

温度补偿功能

高精度结晶化

玻璃标尺

8

校准高精度三坐标测量机LEGEX，必须使用专用标准器。标

准器采用的零膨胀陶瓷量块，热膨胀系数极低(0±0.02×10

-6

/

K(20ºC))，这种轻量级的特种陶瓷量块为下一代量块。

通过使用该标准器，可以最大限度的防止因周围温度变动而

产生的校准误差。

这种被当作标准器使用的量规，都经过了三丰认可校准实验

室(JCSS No.0030)中分辨力为0.00001mm的干涉仪的测量。

零膨胀陶瓷标准器 (低膨胀陶瓷矩形量块)

(选件)

供给LEGEX的空气温度波动大将影响测量精度。用于LEGEX的

特殊空气处理机，标准配置除了空气清洁、干燥功能之外，

还有保持空气温度为20ºC±0.1ºC的功能。该空气也供给扫描

测头MPP310Q (选件)，使得扫描性能稳定。

供给恒温空气的空气处理机

(选件)

9

客户可以根据用途从3个程序模块中选择适合的模块。

软件包 MCOSMOS 1 MCOSMOS 2 MCOSMOS 3

CAT1000P 【在线 / 脱机教学程序】

利用CAD数据，实现编制测量程序的离线教学程

序。即使没有实际工件也可以编制程序，所以在

工件完成之前可以编制测量程序，缩短了整体过

程。

CAT1000S 【自由曲面测评程序】

自由曲面的评价程序。可以对自由曲面设计值的

数据(CAD数据)进行对比核对检验。

SCANPAK 【轮廓扫描程序】

SCANPAK是用GEOPAK评价各种测量曲线数据

的程序。可以显示轮廓的比对、好的匹配比对、

轮廓的图形表示等。

PART MANAGER【工件管理器】

PART MANAGER是进行工件管理、各种程序启

动、用户权限管理等的基本程序。

GEOPAK【几何量测量模块】

进行三坐标尺寸测量的通用测量程序。

配置有测量、评价、报告、测量程序生成等通用

测量所必要的功能。

MCOSMOS系统构成

CNC

Manual

根据测量需求配置有3个程序模块

10

评价涡轮叶片和涡轮的“MAFIS Express”，齿轮测量的“GEARPAK”，从NC数据生成CAD模型的“NC Auto measure”，执行旧数据

处理程序的“RepeatPak2700”，统计处理程序的“MeasurLink”等，配备有满足客户各种需求种类齐全的软件选件。

可选软件

三坐标测量机进行圆测量的示例

实验三坐标测量不确定度元素的量化

* M-VCMM使用了PTB (德国国家物理工学研究所)开发的Virtual CMM技术。

* 在ISO15530系列的第4部分(ISO/TS 15530-4(2008))中，通过计算机模拟系统决定了测量任务固有的推定不确定度的验证方法。Virtual

CMM满足该标准。

引起三坐标测量不确定度的因素

推定测量的不确定度需要将产生不确定度的主要因素一个一个的量化，并需要明确将其传递到测量结果的过程。三坐标测量机可以通

过工件测量程序，根据图纸或操作者意志自由地进行测量点的分布或定义基准(测量任务或测量方法)。但是，这样很难明确不确定度

主要因素向测量结果的传递过程。以圆测量为例，只因相差一个测量点及其分布不同就会引起传递过程变化，导致不确定度需要重新

计算。另外，三坐标测量机应该考虑的不确定度主要因素很多，这些相互间的影响也很复杂。因此，对于三坐标测量机来说，显示推

定测量不确定度的一般方法是不现实的。

M-VCMM是为了估算复杂的三坐标测量机的测量不确定度的软件。

M-VCMM是基于实际测量机的特性在计算机上再现三坐标测量机，进行虚拟测量(模拟测量)。虚拟测量是按照测量人员制作的工件

测量程序进行的。实际测量机的特性，是将测量机主机的几何特性、操作特性、温度环境等的实验值进行估算，然后适当运用。

通过使用M-VCMM，可以简单的估算三坐标测量机的测量不确定度。

M-VCMM(三坐标测量机不确定度计算软件)

其它可选软件

测量点定位 三坐标测量机

测量任务 数据处理

环境

工件

测量不确定度

测头

中心位置不确定度

圆轮廓的不确定度

三坐标测量机 测头 环境

11

MPP-310Q可以进行V2≦0.3µm *的扫描测量，以及高精度

点测量(σ≦0.1µm)，可以通过中心点测量收集数据，是用于

CNC三坐标测量机的多功能测头。

*V2 (VDI2617)滤波处理时使用的标准测针，20ºC，基准位移0.25mm，测量速度3mm/

sec，使用ø45环规。

全方位扫描

MPP-310Q内部X、Y、Z各轴方向装备有分辨力为0.01µm的

高精度光栅尺，可以读取测针的位移量。

各轴滑动部分采用气浮轴承，实现了最小方向性的测量。

低测力

MPP-310Q可以设定最小0.03N的测力，可以在不损害树脂等

弹性工件的情况下进行测量。

高速扫描

已知形状的扫描，可以进行最大120mm/s的高速扫描。例如

ø100mm的内径，测量1000个点时可以几秒就测量完毕。可

以根据需要的测量精度，改变扫描速度，提高测量效率。

点测量

测头 / 其它选件

高速扫描测量

测量范围 ±1mm

分辨力 0.01µm

弹性系数 0.2N/mm

规格

MPP-310Q (高精度扫描测头)

12

SP80

支持长测针

高精度

扫描测头

TP7M

高精度

触发式测头

SP25M

小型高精度

扫描测头 QVP

影像测头

SurfaceMeasure403/606/610/1010

非接触式线性

激光测头

PH10MQ

LEGEX 500/700/900 LEGEX 500/700/900

SurfaceMeasure606T

非接触式

激光测头

SurfaceMeasure201FS

非接触式数字激光测头

SP80扫描测头

(最大扫描速度120mm/s)

QVP

影像测头

SurfaceMeasure606T

线性激光测头

可以有效地测量回转类工件(齿轮、圆筒凸轮，叶轮等)。

MPP-310Q也适用于旋转同步扫描测量。

分辨力 0.0001度(0.36秒)

精度

分度精度 ±0.9\"

旋转中心跳动 1µm

工作台跳动 2µm

测量物 水平姿态 100kg

工作台 直径 ø320mm

高度 150mm

规格

测头

MRT320 (旋转工作台)

13

A

600 B 600

600 800

700

F E

C

D

760 1000

600 1000

G 50

主　体

空气软管

正面

信号线

单位：mm

数据

处理装置

支撑脚

控制器

规 格

货　 号 A B C D E F G

LEGEX 574 4236mm 1586mm 4140mm 2540mm 368mm 1390mm 890mm

LEGEX 774 4506mm 1856mm 4196mm 2596mm 378mm 1410mm 1100mm

LEGEX 776 4506mm 1856mm 4196mm 2596mm 378mm 1410mm 1100mm

LEGEX 9106 4706mm 2056mm 4800mm 3200mm 420mm 1795mm 1325mm

货　 号 高(H) 宽(W) 长(D) A B C

LEGEX 574 2630mm 1470mm 2400mm 900mm 600mm 1311mm

LEGEX 774 2630mm 1670mm 2400mm 1100mm 600mm 1311mm

LEGEX 776 2930mm 1670mm 2400mm 1100mm 600mm 1461mm

LEGEX 9106 3050mm 1870mm 3030mm 1300mm 720mm 1461mm

LEGEX 500/700/900

外观尺寸图

设置平面图(参考)

C B

A

（W） （D）

（H）

14

规格

LEGEX12128 介绍

货号

项目 LEGEX 574 LEGEX 774 LEGEX 776 LEGEX 9106

测量范围

X轴 500mm 700mm 900mm

Y轴 700mm 1000mm

Z轴 450mm 600mm

测长单元 超高性能线性编码器

最大驱动速度 200mm/s

最大驱动加速度 980mm/s2

分辨力 0.00001mm

引导方式 气浮轴承

测量工作台

材质 铸铁*

大小 550×750mm 750×750mm 950×1050mm

螺丝孔尺寸 M8×1.25mm (用于工件固定)

测量工件 最大高度 695mm 860mm

最大质量 250kg 500kg 800kg

机械重量

(包含除振台，控制器/不包含工件) 3500kg 5000kg 5100kg 6500kg

空气使用条件 使用空气气压 0.5MPa

空气消耗量 120L/min (标准状态下) (气源，160L/min以上)

* 陶瓷涂层规格为选件。

●LEGEX系列 主机精度

使用测头 长度测量误差

MPP310Q (ø4×18)

MPP310Q E0,MPE =(0.28+L/1000)µm(温度环境1)

E0,MPE =(0.3+L/1000)µm(温度环境2)

* L = 任意测量长度(单位:mm)

* 关于温度环境1和2请参照右表。

●LEGEX系列 设置温度环境

温度环境1 温度环境2

温度范围 19～21ºC 18～22ºC

温度变化 0.5ºC/h

温度分布 1.0ºC/m

注意：本机内置启动系统(重新定位检测系统)，发生意外震动或者极其被重新定位时，将停机。初始安装本机或者重新定位本机前，请与三丰公司联系。

主要规格

符号

项目 LEGEX12128

测量范围

X轴 1200mm

Y轴 1200mm

Z轴 800mm

分辨力 0.00001mm

引导方式 气浮轴承

长度测量误差(使用测头MPP310Q)

E0,MPE (0.6 + 1.5L/1000)µm

测量工件 最大高度 1056 mm

最大质量 1000 kg

机械重量

(包含除振台，控制器/不包含工件) 10500kg

* L = 任意测量长度(单位:mm)

* 该产品为定制对象。

三坐标测量机

传感器系统

影像测量机

试验设备

形状测量系统

测长装置

光学仪器

小量具和数据管理系统

080 1908(4)Ba PG(PG),中国印刷

Mitutoyo Corporation

1-20-1

(044)813-8230

(044)813-8231

(

)