Una macchina di misura a coordinate è un digitalizzatore controllato da computer di dati geometrici tridimensionali. La macchina può operare modelli di ricerca a griglia in una modalità di stile libero in cui i contorni semplici di una forma vengono esplorati mediante selezione libera di punti dati. La macchina è anche la base per alcuni sistemi di ispezione automatizzati.
La macchina è tipicamente costituita da una tavola piana su cui viene posizionato il provino. Uno stilo o un puntatore è collegato a una testa che può ruotare in qualsiasi direzione. Il peso della testa è controbilanciato quindi è facilmente manipolabile. In alcuni tavoli, la testa si muove su un braccio che percorre la lunghezza del tavolo. Nelle applicazioni più piccole, la testa può muoversi su supporti attraverso il lettino da visita o tramite un meccanismo a collo d’oca. La dimensione dei provini e il grado di precisione richiesto determinano la scelta della macchina.
Per registrare la geometria del campione, lo stilo viene posizionato in un punto prescelto. I contorni del pezzo sono determinati dallo stilo che traccia l’altitudine seguendo un motivo a griglia rettilinea nelle direzioni x e y. In una versione più semplice della macchina di misura a coordinate, l’operatore tocca un numero di punti sull’oggetto ei dati x,y,z vengono registrati nella memoria della macchina.
Al completamento della fase di accumulo dei dati, il computer all’interno della macchina di misura a coordinate traccia un modello tridimensionale dell’oggetto. Il modello può essere basato su vettori se sono stati raccolti dati sufficienti. Altrimenti, può essere prodotta una mappa unisci i punti dei punti campionati. I dati possono in genere essere esportati per altre applicazioni che utilizzano dati geometrici, come programmi di progettazione tecnica o determinati software di pianificazione chirurgica. I dati possono essere inseriti in programmi di elaborazione grafica che creeranno modelli visivi che possono essere visualizzati e ruotati nello spazio.
Il secondo uso comune di una macchina di misura a coordinate, abbinata a un sistema ottico, è l’ispezione di parti con tolleranze di controllo della qualità strette e per la produzione di oggetti, come utensili, modelli di semiconduttori e parti meccaniche complesse. Al contrario della procedura sopra descritta, le specifiche del pezzo da esaminare vengono programmate nella macchina. I dati vengono inseriti in modo tale che il sistema ottico della macchina di misura a coordinate possa trovare una posizione iniziale, come l’intersezione di due bordi o il centro di un taglio circolare.
Questo utilizzo richiede la conoscenza di come vengono specificate le parti e stabilite le tolleranze. Se ogni dimensione possibile viene specificata come misura esatta, non c’è spazio per variazioni di produzione. Il progettista della parte deve tenere conto delle capacità delle macchine che realizzano quella parte e degli effetti additivi delle tolleranze impilate. Fatto ciò, un progetto adeguatamente preparato specificherà dimensioni, tolleranze e origini che il programmatore di una macchina di misura a coordinate dovrà seguire.