航空、重型设备和风能机械零部件的检测需要测量范围大、测量精度高的大型三坐标测量机。
为了有效实现对大型工件的高精度测量，需要采用大型的检测系统。对于许多大型工件，如飞机的机身和机翼结构件、重型设备的框架零部件，以及用于风力涡轮发电机的齿轮装配件等，只有采用规格最大的三坐标测量机，才能完成对这些零部件的高精度测量和检测任务。
大型三坐标测量机通常采用桥式或龙门式结构，并配备了各种测量系统，用于检测异军突起的风能发电行业所用的涡轮机齿轮。在测量设备制造商进行的市场需求调查中，风能发电行业为三坐标测量机未来的发展提供了巨大的潜力，而一些传统的用户行业（如汽车制造业）的需求则在下滑。
Zeiss公司用于大型三坐标测量机的传感技术使用户在对尺寸庞大的工件进行检测时，仍然能达到很高的测量精度。Carl Zeiss工业测量技术（IMT）公司产品经理Gerrit DeGlee介绍说，“Zeiss测量机的传感技术使我们不同凡响。Zeiss采用自主开发的传感器技术，可以更好地控制用于采集测量数据的测量机构。我们可以精确地监测测针触测工件时所产生的测头压力，这一点非常重要，因为触测大型工件时，必须使用长测针或接长杆，如果对测针施加压力，它就会发生挠曲。如果不能准确获知所施加的测头压力，就无法确定测针的挠曲程度。如果测量时不小心，测针挠曲导致的测量误差就可能是工件尺寸公差的好几倍。”
飞机、大型越野车辆和风能发电机零部件是目前应用大规格坐标测量机进行检测的典型例子。Zeiss公司的MMZ-G型龙门式三坐标测量机已被应用于一些重要场合，包括美国联合打击战斗机（JSF）国防计划，JSF的主要制造商洛克希德马丁公司用Zeiss三坐标测量机来测量新型F-35战机的大尺寸机翼蒙皮。
Zeiss的大型三坐标测量机有各种不同的测量范围。MMZ-T型桥式测量机的测量宽度为2m，测量高度和长度则有多种不同规格；成本较低的MMZ-B型测量机也有多种规格，典型的测量宽度范围为2－4m，测量高度则各不相同。DeGlee解释说，“大型测量机基本上是按订单制造。MMZ-G龙门式测量机是为高精度的大尺寸测量而设计的，而MMZ-B型在大尺寸测量中具有更好的成本效益。我们更大规格坐标测量机的测量范围可达长11m、宽5m、高3.5m。”
大型坐标测量机的应用范围包括从飞机到矿山机械的各种高精度机械零件，甚至包括大型光学元件，如大型透镜等。DeGlee说，“我们能实现这些测量，主要因为我们在这些测量机上使用的传感器装置。这些装置与我们在精度最高的计量型坐标测量机上所用的装置相同。这就使我们能够搭载非常长的传感测头，因为我们需要伸入测量的深孔可能长达800mm，我们希望精确测量的工件孔径也可能达到800mm，几乎有0.9m长，需要将测头伸入工件中进行测量，测量误差要控制在4µm以内。”
专攻大尺寸测量技术的德国Wenzel公司也开发了几种用于精密测量大尺寸工件的大型三坐标测量机，以及用于检测可能重达数吨的巨型齿轮的测量机。Wenzel Xspect Solutions公司总裁Keith Mills介绍说，“大型三坐标测量机的问世已有几十年历史，其应用相当广泛。加工大型结构和工件的制造商有时对公差的要求非常严格，比如一些大型印刷机的框架结构，对位置公差的要求十分苛刻。”
他说，目前最好的大型三坐标测量机的精度能达到15－20µm，“人们习惯于采用传统的10∶1经验法则，即将测量仪器的精度控制在公差范围的10%。显然，具有这种重复性精度的三坐标测量机已经相当不错了，有些要求还要宽松一些，对于某些更严苛的公差，我们会看到采用3∶1或4∶1的倍率。”Mills表示，“大型坐标测量机总有其市场，尤其是在航空制造企业，如波音公司。但是，有一些新的测量技术也在争夺这些市场，如具有便携性的激光跟踪仪。因此，几乎可以肯定，这些大型坐标测量机的市场有相当大一部分是在正在实现工业化的国家。由于这些测量机在美国市场已趋于饱和，其他一些正在工业化的国家，如韩国和中国，已成为主要的需求来源。”
建筑机械制造商利勃海尔集团是Wenzel大型坐标测量机的用户之一，该公司最近订购了第二套Wenzel检测单元。这套Wenzel LAF 2510测量系统将双臂CMM测量技术与Wenzel WGT系列齿轮测量机的精密空气轴承机构以及Renishaw的扫描测头集成到一起，用于测量带动风力涡轮机旋转的回转齿轮。该系统能检测直径达6m的轴承和环形齿轮，预计2010年下半年在利勃海尔集团在墨西哥新建的风力涡轮发电机制造厂投入使用。
Mills指出，“风能业务的迅猛发展为这种大型龙门式测量机的应用提供了动力。美国市场也并未萎缩，我们已经向一些卡特彼勒公司的一级供应商提供了大型龙门式坐标测量机。最近，我们为通用动力公司在俄亥俄州的制造厂安装了一台跨距为4m的桥式坐标测量机，用于测量一种新型两栖战车。该测量机能够测量长12m、高2.5m的零件，工厂用它来测量这种两栖坦克的全铸铝车身。”
Wenzel公司的大型齿轮检测系统将双臂坐标测量机与齿轮测量技术结合起来，采用了花岗岩基座、高精度线性导轨（X轴），以及承载能力高达45,359公斤的液体静压旋转工作台。
Mills认为，自行加工花岗岩部件的能力是Wenzel公司赢得竞争的一项优势，“所有这些测量机都采用了花岗岩部件，实际上，Wenzel是唯一能够自行加工花岗岩部件的坐标测量机制造商，其他所有CMM制造商的花岗岩部件都来自中国，在那里，人们用非常粗陋的铣床对花岗岩部件进行粗加工，其尺寸公差大概是±5mm。然后，再用研磨工具对这些花岗岩部件进行手工研磨。这种加工方式除了耗时很长以外，要使花岗岩部件的所有表面彼此保持垂直几乎是不可能的。而Wenzel的加工方式是，首先对大型花岗岩部件进行粗加工，然后在非常昂贵的四轴、五轴或六轴数控磨床上精磨加工到要求的尺寸。因此，随后进行的手工研磨只是为了处理表面和去除最后1或0.5微米的余量。”
大规模利用风能为大型坐标测量机制造商带来了重大商机，它们需要满足用于风力涡轮发电机的高精度齿轮的检测需求。Mills表示，“没有人愿意承担安装在高塔顶端的涡轮发电机发生故障的风险。因此，这些齿轮的精度对于风力发电机的长期运行性能至关重要，用于测量这些大型齿轮的三坐标测量机也必不可少。虽然齿轮检测人员正在努力拓展传统测量技术的测量范围，但这并不意味着为测量0.5m齿轮而设计的测量机可以测量3m的齿轮。Wenzel能够制造这种精度很高的大型测量机，并且在测量机上采用了大型液体静压旋转工作台。”
Mills介绍说，Wenzel曾向一家德国轴承供应商销售了一台规格非常大的测量机，用于检测风力涡轮发电机的支承轴颈，但该公司并未采用旋转工作台。“我们向他们展示了这种直径1.5m的液体静压工作台。工作台的中心小齿轮悬浮在15µm厚的油膜中，而工作台面本身也处于液体静压悬浮状态。我们曾对这种旋转工作台上进行过性能测试，工作台的径跳误差为0.4µm，工作台旋转时的垂直径跳（晃动误差）约为0.3µm。”