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在三坐標測量儀的設計過程中，為了使儀器保持穩固，我們一般通過提高結構部件的橫截面、加大空氣軸承的距離、提高電機的驅動力量、基于重量和溫度性能優化選擇結構的材料來增加質量和剛性，提高測量精度、重復性及測量速度、加速度。這些原理也應用到一些水平式車間型三次元測量儀上，這種系統把水平式測量機的靈活性和垂直式設計的高精度結合在一起。水平測量的方向使得測量機與水平式機床加工設備的搭配更為合理。三坐標測量機尤其適合測量那些需要高精度測量的大的齒輪箱和發動機殼體。
轉臺的加入使四個軸成為可能，雙臂配置也可實現，都可以測量到工件的各個方向。水平臂配置比較容易地裝卸工件，小型的、車間型的水平臂測量機適用于高速生產過程中。
有時我們在使用三坐標測量機的過程中，經常會遇到一些不能解決的問題，二手9新雷頓三次元，這時我們就需要對三次元測量儀進行升級改造，才能滿足市場與客戶更高的測量需求。對三次元測量儀進行升級改造時，首先必須考慮的問題是三坐標測量儀的機械性能。為此，需要檢查三坐標的使用狀態，如果機械部分狀況良好，能夠校準和保持精度，那么就適合對其進行升級。如果機械系統已經損壞，喪失了精度，就沒有必要對其進行升級改造。如果一臺三次元測量機機械性能完好，比較經濟實惠的升級方式就是更新其測量軟件。軟件升級是三坐標測量機改造的工作重點。一個典型實例是升級改造一臺已使用了15年，硬件狀態良好但軟件運行平臺仍為DOS操作系統的三坐標。用基于Windows操作系統的新型測量軟件對其進行更新升級后，就能直接輸入CAD文件，選擇測量范圍，并自動創建測量程序。這種面向操作者的軟件允許脫機編程，可在不中斷測量的情況下為檢測新的零件進行編程準備。如果一個加工車間有多臺不同品牌的三坐標測量機，可以將它們升級到同一個測量軟件包，這樣操作人員就可以方便地在多臺三坐標之間輪換操作。軟件的標準化還有利于新購置三次元測量儀設備，因為可以將測量軟件直接移植到新增的三坐標測量機上。
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結構橫斷面測量一般采用支距法、全站儀三維坐標法、斷面儀法、三維激光掃描儀法等。
支距法
首先用全站儀放出線路中樁，然后依據設計給定的高度，用尺子直接量取橫距和高差。
此方法簡單、直觀，但是由于測量工具簡陋，雷頓三次元搬遷，對隧道環境要求較高，每一斷面限界控制點又需直接測量，雷頓三次元維修，個別點測量困難，所以勞動強度大、測量精度低。該方法適用于洞徑較小、測量精度要求較低的斷面測量。內業數據處理時，需要手工將外業填寫的數據逐個錄入計算機的電子表格，供設計人員使用。操作起來很繁瑣、枯燥，沒有較好的快速處理方法。
全站儀三維坐標法
采用全站儀直接測取斷面上限界控制點的三維坐標，并記錄在全站儀的數據采集器內。
全站儀三維坐標法外業測量時，不用每個斷面設站，可以一次性測量多個斷面，六盤水雷頓三次元，儀器可架設在中線點上，也可以架設在控制點上，受限制條件相對較少；內業利用軟件進行數據計算，計算完成后，依據計算結果繪制橫斷面圖，并提供限界控制點坐標、橫斷面尺寸以及與設計值的比較成果等一系列所需成果資料。全站儀三維坐標法進行橫斷面限界測量速度快、精度高、勞動強度小在限界測量中得到廣泛應用。
斷面儀法
首先用全站儀放出每個斷面的線路中樁，然后在每個中樁上架設斷面儀，找到垂直線路方向，對斷面進行掃描。
此方法簡單、直觀，但勞動強度大、每一個斷面都要設站一次，隧道底部分存在盲區。內數需要在斷面圖上采集設計需要的橫距和高差數據，然后錄入電子表格，供設計人員使用。內業繁瑣，沒有較好的快速處理方法。
三維激光掃描儀法
三維激光掃描儀是無合作目標激光測距儀與角度測量系統組合的自動化快速測量系統，在復雜的現場和空間對被測物體進行快速掃描測量，直接獲得激光點所接觸的物體表面的水平方向、天頂距、斜距和反射強度，自動存儲并計算，獲得點云數據。后處理采用商業軟件進行。
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