三座標測量機建立零件座標系是非常靈活的，在測量過程中我們可能根據具體情況和圖紙測量需要建立合適的座標系。至於使用哪種建立零件座標系的方法，要根據零件的實際情況，一般採用如下兩種 方式：

⑴利用CAD數模測量工裝、檢具類零件

檢測要求：使用最佳擬合建立座標系。

工裝、檢具類零件一般都有數模，該數模座標系一般為車身座標系，三個圓作為基準圓，三個孔都有理論座標值。

如下圖所示檢具：

檢查座標系：依次檢查主、副定位孔及S面檢視三個軸向的偏差，若偏差較小說明座標系建立正確。

⑵利用CAD數模測量鈑金或衝壓類零件

檢查要求：①使用3點2圓迭代法建立座標系；

②鈑金或衝壓類零件測量基準RPS點，即某些點控制某個軸；

檢測方法：一般選擇主、副定位孔及S面，建立座標系，採用3個方向找正，2個方向的旋轉，1個方向原點的方式。

檢查座標系：評價所測的要素與圖紙中點位置座標對照，若偏差較小及向量方向一致，說明座標系正確。

總之，建立零件座標系在三座標測量裡是必不可少的，它將直接影響使用者對測量結果的準確與否。

三座標建立座標系會根據不同產品的型別而有所變化，比如常規規則零件（機加工）一般都是321法；塑膠件、曲面類零件、鈑金件大多都是迭代法如六點迭代，三圓迭代等；檢具類零件大多三圓迭代……要綜合考慮，方能的出合理的方法建立座標系

三座標測量建立座標系，首先要了解座標系及座標的概念，然後學習最基本的3-2-1法建立座標系。

一條正向的直線稱為軸，加入刻度後稱為數軸，可以表示點的一維位置。在平面上選定兩條互相垂直的數軸，分別指定這兩條數軸的正向，把兩數軸的交點稱為原點，形成一個平面直角座標系如下圖所示。平面座標系可分為四個象限，用不同符號組合，可以表示點在各象限的位置。

符合右手定則的三條互相垂直的座標軸和三軸相交的原點，構成了三維空間座標系，即笛卡爾直角座標系，空間任意一點投影到三軸就會有三個相應的數值，即三軸的座標，有了三軸的座標，也就能對應空間的點的位置，從而把空間點的位置進行了數字化描述。在參照系中，為確定空間一點的位置，按規定方法選取的有次序的一組資料，這就叫做“座標”，如下圖所示。

所謂3-2-1法基本原理是測取3點確定平面，取其法向向量作為第一軸向；測取2點確定直線，透過直線方向（起始點指向終止點）作為第二軸向；測取1點或點元素作為座標系零點。

在空間直角座標系中，任意零件均有六個自由度，即分別繞X、Y、Z軸旋轉和分別沿X、Y、Z軸平移。如下圖所示。

建立零件座標系就是要確定零件在機器座標系下的六個自由度。3-2-1法建立空間直角座標系分為三個步驟：

（1）找正

確定零件在空間直角座標系下的3個自由度：2個旋轉自由度和1個平移自由度。

使用一個平面的向量方向找正到座標系的Z正方向，這時就確定了該零件圍繞X軸和Y軸的旋轉自由度，同時也確定了零件在座標系Z軸方向的平移自由度。零件還有圍繞Z軸旋轉的自由度和沿X軸和Y軸平移的自由度。

（2）旋轉

確定零件在空間直角座標系下的2個自由度：1個旋轉自由度和1個平移自由度。

使用與Z正方向垂直或近似垂直的一條直線旋轉到X正，這時就確定了零件圍繞Z軸旋轉的自由度，同時也確定了零件沿Y軸平移的自由度。此時，零件還有沿X軸平移的自由度。需要注意的是，在確定旋轉方向時需要進行一次投影計算，將第二基準的向量方向投影到第一基準找正方向的座標平面上，計算與找正方向垂直的向量方向，用該計算的向量方向作為座標系的第二個座標系軸向。 這個過程應該由測量軟體在執行旋轉命令時自動完成計算。

（3）原點

確定零件在空間直角座標系下的1個自由度：1個平移自由度。使用向量方向為X正或X負的一個點就能確定零件沿座標系X軸平移的自由度。

經過以上三個步驟，我們就能建立一個完整的零件座標系。除了以上三個功能外，測量軟體還應該具備座標系的轉換功能。我們可以指定座標系的一個軸作為旋轉中心，讓座標系的另外二個軸圍繞該軸旋轉指定的角度，或是座標系原點沿某個座標軸平移指定的距離。

建立正確的三座標測量座標系需要分步：零件找正，旋轉軸，設定原點。

具體方法如下：

第一，零件找正。

要先測量平面，找正零件，即確定第一軸線。

選擇垂直於零件軸線的平面。透過技術圖紙上可以得知哪一個面是基準面。

如果沒有指明，測量表面比較好的平面且測點儘可能的均勻分佈在整個平面上。測量一個平面至少需要三個點，一般情況可以測量更多的點參與平面的計算。此時得到的平面可以計算平面度。

在有了第一軸線和參考平面之後，就可以進行建座標系的第二步：

旋轉軸，即確定第二軸向。

在上一步的座標系下，要將機器的軸向與零件的一個軸向聯絡起來。

此時，可以選擇一個經過精加工過的面或是兩個孔組成一條直線。

第三，設定原點。

原點處於藍色標記處，它的座標值為X = 0，Y = 0和 Z = 0。有時它必須從已知的特徵進行偏置，軟體能很方便的實現。

設定了零件的正確軸向和原點後一個零件座標系就建好了。