Ein Koordinatenmessgerät ist ein computergesteuerter Digitalisierer von dreidimensionalen geometrischen Daten. Die Maschine kann gitterartige Suchmuster in einem Freistilmodus ausführen, in dem einfache Konturen einer Form durch freie Auswahl von Datenpunkten untersucht werden. Die Maschine ist auch die Basis für einige automatisierte Inspektionssysteme.
Die Maschine besteht typischerweise aus einem flachen Tisch, auf dem die Probe platziert wird. Ein Stift oder Zeiger ist mit einem Kopf verbunden, der sich in jede Richtung drehen kann. Das Gewicht des Kopfes ist ausgeglichen, so dass er leicht manipuliert werden kann. Bei einigen Tischen bewegt sich der Kopf auf einem Arm, der sich über die Länge des Tisches bewegt. Bei kleineren Anwendungen kann sich der Kopf auf Stützen über den Untersuchungstisch oder über einen Schwanenhalsmechanismus bewegen. Die Größe der Proben und der erforderliche Genauigkeitsgrad bestimmen die Maschinenwahl.
Um die Geometrie der Probe aufzunehmen, wird der Taststift an einer ausgewählten Stelle positioniert. Die Konturen des Werkstücks werden bestimmt, indem der Griffel die Höhe nachzeichnet, während er einem geradlinigen Gittermuster in x- und y-Richtung folgt. Bei einer einfacheren Version des Koordinatenmessgeräts berührt der Bediener eine Reihe von Punkten auf dem Objekt, und die x,y,z-Daten werden im Speicher des Geräts aufgezeichnet.
Nach Beendigung des Datensammelschritts bildet der Computer innerhalb der Koordinatenmessmaschine ein dreidimensionales Modell des Objekts ab. Das Modell kann vektorbasiert sein, wenn genügend Daten gesammelt wurden. Andernfalls kann eine Karte mit den Punkten verbinden der abgetasteten Punkte erzeugt werden. Die Daten können normalerweise für andere Anwendungen exportiert werden, die geometrische Daten verwenden, wie z. B. Konstruktionsdesignprogramme oder bestimmte chirurgische Planungssoftware. Die Daten können in Grafikverarbeitungsprogramme eingespeist werden, die visuelle Modelle erstellen, die im Raum angezeigt und gedreht werden können.
Die zweite häufige Verwendung eines Koordinatenmessgeräts in Verbindung mit einem optischen System ist die Prüfung von Teilen mit engen Qualitätskontrolltoleranzen und für die Herstellung von Objekten wie Werkzeugen, Halbleitermustern und komplizierten mechanischen Teilen. Umgekehrt werden die Spezifikationen des zu prüfenden Teils in die Maschine einprogrammiert. Die Eingabe der Daten erfolgt so, dass das optische System des Koordinatenmessgeräts eine Ausgangsposition finden kann, beispielsweise den Schnittpunkt zweier Kanten oder den Mittelpunkt eines kreisförmigen Ausschnitts.
Diese Verwendung erfordert Kenntnisse darüber, wie Teile spezifiziert und Toleranzen festgelegt werden. Wenn jedes mögliche Maß als exaktes Maß angegeben wird, gibt es keinen Spielraum für Fertigungsabweichungen. Der Konstrukteur des Teils muss die Fähigkeiten der Maschinen, die dieses Teil herstellen, und die additiven Effekte von gestapelten Toleranzen berücksichtigen. Nachdem dies geschehen ist, gibt ein ordnungsgemäß vorbereiteter Bauplan Abmessungen, Toleranzen und Bezugspunkte an, die der Programmierer einer Koordinatenmessmaschine befolgen muss.