三坐標(biāo)丈量機品種繁復(fù)、形式各異、性能多樣，所測目標(biāo)和放置環(huán)境條件也不盡相同，但大體上皆由若干具有一定功用 的部分組合而成。
作為一種丈量儀器，三坐標(biāo)丈量機首要是比較被丈量與規(guī)范量，并將比較結(jié)果用數(shù)值表示出來。坐標(biāo)丈量機需要3個方向的規(guī)范器(標(biāo)尺)，利用導(dǎo)軌完成沿相應(yīng)方向的運動，還需要三維測頭對被丈量進行探測和瞄準(zhǔn)。此外，丈量機還具有數(shù)據(jù)處理和自動檢測等功用，需由相應(yīng)的電氣控制體系與計算機軟硬件完成。
三坐標(biāo)丈量機可分為主機、測頭、電氣體系三大部分，以下是有關(guān)主機部分的介紹。
主機結(jié)構(gòu)分為：
1、結(jié)構(gòu)，是指丈量機的主體機械結(jié)構(gòu)架子。它是工作臺、立柱、橋框、殼體等機械結(jié)構(gòu)的集合體；
2、標(biāo)尺體系，是丈量機的重要組成部分，是決議儀器精度的一個重要環(huán)節(jié)。三坐標(biāo)丈量機所用的標(biāo)尺有線紋尺、精密絲桿、感應(yīng)同步器、光柵尺、磁尺及光波波長等。該體系還應(yīng)包含數(shù)顯電氣設(shè)備。
3、導(dǎo)軌，是丈量機完成三維運動的重要部件。丈量機多選用滑動導(dǎo)軌、翻滾軸承導(dǎo)軌和氣浮導(dǎo)軌，而以氣浮靜壓導(dǎo)軌為首要形式。氣浮導(dǎo)軌由導(dǎo)軌體和氣墊組成，有的導(dǎo)軌體和工作臺合二為一。氣浮導(dǎo)軌還應(yīng)包含氣源、穩(wěn)壓器、過濾器、氣管、分流器等一套氣體設(shè)備。
4、驅(qū)動設(shè)備，是丈量機的重要運動機構(gòu)，可完成機動和程序控制伺服運動的功用。在丈量機上一般選用的驅(qū)動設(shè)備有絲桿絲母、翻滾輪、鋼絲、齒形帶、齒輪齒條、光軸翻滾輪等傳動，并配以伺服馬達(dá)驅(qū)動。直線馬達(dá)驅(qū)動正在增多。
5、平衡部件，首要用于Z軸結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)中。它的功用是平衡Z軸的重量，以使Z軸上下運動時無偏得攪擾，使檢測時Z向測力穩(wěn)定。如替換Z軸上所裝的測頭時，應(yīng)從頭調(diào)理平衡力的巨細(xì)，以達(dá)到新的平衡。Z軸平衡設(shè)備有重錘、發(fā)條或彈簧、氣缸活塞桿等類型。
6、轉(zhuǎn)臺與附件，轉(zhuǎn)臺是丈量機的重要元件，它使丈量機增加一個滾動運動的自由度，便于某些品種零件的丈量。轉(zhuǎn)臺包含分度臺、單軸回轉(zhuǎn)臺和數(shù)控轉(zhuǎn)臺等。用于坐標(biāo)丈量機的附件很多，視需要而定。一般指基準(zhǔn)平尺、角尺、步距規(guī)、規(guī)范球體(或立方體)、測微儀及用于自檢的精度檢測樣板等。
