本发明属于一种孔轴零件的三坐标测量方法及仪器。 常用的形位误差测量方法，其测量精度较低，而高精度的圆度仪、三坐标仪又太昂贵，至使一些形位误差项目（诸如圆度、圆柱度、同轴度等）至今在工厂中还都比较难以精确测量。另外，现有的几何量测量仪大多只能同时测一两项单项误差指标，并难以随时扩充其功能，因此在需要对工件进行多项综合几何精度分析时测量效率低、项目间的可比性差。现有三坐标仪虽然可以测取多项误差指标，但结构复杂，对仪器的制造精度要求又太高。
本发明的任务是提供一种能用低成本、低精度的仪器，获取较高精度三坐标测量结果的方法，并按此方法提供一种能从一组实测数据中同时获取大量尺寸及形位误差信息的简易三坐标电脑量仪。
具体的三坐标测量方法是：（如图1所示）利用工件（1）旋转180°之前和之后，其实测点到旋转轴线的距离（实测半径）Rij不变这一特点，通过从相距dM的一对（或几对）悬臂（6）中伸出的沿工件（1）直径方向对面放置的一对（或几对）测头（2），在工件（1）各个等距截面（i＝1，2，3……m）圆周上，测得每个等分测点（j＝1，2，3……n），在其旋转180°之前和之后的测头伸出量△ij和△′ij，然后利用公式Rij＝（dM-△ij-△′ij）/2求得工件表面各测点的柱坐标（三坐标）数值Rij。
按照上述测量方法设计的简易三坐标电脑量仪，它包含导轨（10），分度机构（18）（19），传感器（4）、电脑接口（20）、微电脑（15）等部件，其特征在于具有一对（或几对）沿工件直径方向对面放置的测头（2）和一对二级顶尖（12）。
测量中由上述两个测头（2）测得的位移量△ij和△′ij，由传感器（4）变成电量，再由电脑接口（20）变成数字量输入微电脑（15）。在微电脑中首先利用公式Rij＝（dM-△ij-△′ij）/2算出工件表面各测点的柱坐标（三坐标）数值Rij，然后利用预先编好地计算程序计算出工件上的各种尺寸、形状和位置误差指标。
如图2所示，为了防止由工件顶尖孔不圆、毛刺、缺陷等带来的旋转轴线径向运动，本发明在工件（1）顶尖孔和仪器死顶尖（13）之间又增加了一个二级顶尖（12）。二级顶尖（12）与工件（1）的顶尖孔的配合部位采用无相对运动的顶尖（例如：用羊毛脂等方法粘合的顶尖）或卡盘结构。二级顶尖（12）的尾部顶尖孔与仪器死顶尖之间可相对转动，为保证两者间的配合及回转精度，采用长圆锥面或圆球面结构。并用配研方法来保证其精度。
对于孔类零件的内表面测量，前述的一对（或几对）测头（2）将随悬臂伸入孔内，亦沿孔的直径方向对面放置。这种情况下，零件在分度头上的装卡不是用顶尖，而是用卡盘来实现的。
在圆度仪的测量实践中发现，圆度仪之所以难以精确测量圆柱度，其根本原因是难以消除仪器导轨相对于工件旋转轴线的平行度误差影响。而本测量仪的主要特点是，它可以随时自动消除这一误差影响，从而在低精度的仪器上能实现较高精度的三坐标测量。其具体原理如下：
如图2所示，虽然仪器导轨（10）在Ⅱ-Ⅱ截面处低陷下去了，但只要上下传感器（4）移至此处时，其示值不超出量程，即能测出△ij和△′ij，我们就仍可以利用公式Rij＝（dM-△ij-△′ij）/2精确地算出Rij值，也就是说，只要上下传感器（4）的示值不超出量程，那么导轨（10）相对于工件（1）旋转轴线的平行度误差就对测量结果毫无影响。
这种依靠测量方法本身的误差补偿功能，并借助微电脑进行简单的计算来消除仪器误差影响的方法，要比严控导轨的制造精度或采用校正尺的方法好得多。且不说后两种方法的制造难度和成本，就是精确制造出来的导轨或校正尺，对导轨的磨损、热变形、滑动接触面的油膜厚度变化，灰尘等影响也都是无法消除的。而本方法和仪器却可将上述影响全部消除，从而使圆柱度，作用尺寸等难测量项目的测量成为可能。
本发明不仅能定量地给出工件的作用尺寸和各种实际尺寸，而且还能同时得到锥度、凸凹度，轴线直线度、圆度、圆柱度、素线直线度、素线平行度、圆跳动、同轴度以及导轨相对于工件旋转轴线的平行度和主轴（或工件）旋转轴线的径向运动等多种形状和位置误差。因此，本发明不仅能够用低精度、低成本的仪器实现较高精度的三坐标测量，而且还能从一组实测数据中同时获取大量的尺寸及形位误差信息。
说明书附图说明：
图1：测量方法及测量装置示意图
图2：电脑量仪的联机测量系统示意图
（1）.工件，（2）.测头，（3）.测头的紧固螺钉，（4）.传感器，（5）.连接电脑的导线，（6）.悬臂，（7）.悬臂的紧固螺钉，（8）.立柱，（9）.底座，（10）.仪器导轨，（11）.挡铁，（12）.二级顶尖，（13）.仪器上的死顶尖，（14）.尾架，（15）.微电脑，（16）.鸡心夹，（17）.拨叉，（18）.分度盘，（19）.分度头头架，（20）.电脑接口。