提高效率的測(cè)量技術(shù)

　　1. 非接觸式高速形狀測(cè)量技術(shù)

　　汽車車身或泵葉輪等大型零件的形狀測(cè)量，大都要求采用高速獲取三維位置數(shù)據(jù)的測(cè)試手段，迄今主要使用帶有多關(guān)節(jié)或水平懸臂式接觸測(cè)頭的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)行測(cè)量漠其。但接觸式測(cè)量方法在測(cè)量大型零件時(shí)，將受到諸多限制竿音，不利于提高測(cè)量效率和屎。針對(duì)這種情況，本屆展覽會(huì)上展出了多種非接觸式測(cè)量方法春瞬，可對(duì)上述大型零件進(jìn)行高密度高速測(cè)量柴信。

　　日本東京精密公司開發(fā)了一種新型三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，這是一種可移動(dòng)式三維光學(xué)測(cè)量裝置费犯，它利用干涉條紋圖象和三角測(cè)量方式進(jìn)行非接觸測(cè)量浸弦。機(jī)內(nèi)裝有三臺(tái)攝像機(jī)，可對(duì)220mm(縱向)×330mm(橫向)視野內(nèi)的物體位置坐標(biāo)進(jìn)行每秒最大密度為4點(diǎn)/mm2的掃描绷冈，30～40秒鐘即可計(jì)算處理完畢弹噩，測(cè)量精度為60μm。該機(jī)利用了一種新型數(shù)據(jù)處理技術(shù)弦撤，例如僻一，按0.5mm間距測(cè)量相當(dāng)于1000mm×1500mm的汽車車門的數(shù)據(jù)，包含各個(gè)測(cè)量工序在內(nèi)鼠基，總共只需40分鐘即可完成測(cè)量作業(yè)冀肆，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析處理。

　　日本東京貿(mào)易工程系統(tǒng)公司展出的Comet系統(tǒng)也是一種可移動(dòng)式非接觸三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)假怔，該機(jī)雖然也利用三角測(cè)量原理凄恤，但卻可使作為測(cè)量指標(biāo)的光柵條紋回轉(zhuǎn)，從而獲得多個(gè)等高線數(shù)據(jù)怕收。這種測(cè)量方式不易受被測(cè)對(duì)象表面狀態(tài)的影響嘿辟，可獲得較高的測(cè)量精度。

　　上述系統(tǒng)由于可在單位表面獲取三維位置數(shù)據(jù)片效，因此红伦，與接觸式測(cè)量方式相比，可進(jìn)行高速檢測(cè)作業(yè)淀衣。另外昙读，由于非接觸測(cè)量不會(huì)增加測(cè)量受力，因此膨桥，可對(duì)軟質(zhì)材料進(jìn)行高精度測(cè)量蛮浑。此類系統(tǒng)所獲得的數(shù)據(jù)，可比照CAD數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)只嚣，因此沮稚，各公司必須設(shè)計(jì)工藝及相關(guān)的應(yīng)用實(shí)例向用戶公開說明艺沼。這種可進(jìn)行高密度高速測(cè)量的技術(shù)，可望應(yīng)用于設(shè)計(jì)模型時(shí)的詳細(xì)數(shù)值化等逆向工程技術(shù)領(lǐng)域蕴掏。

　　OPTON公司展出一種高速M(fèi)oire 3D攝像機(jī)障般，它可高速獲取一定范圍內(nèi)的形狀數(shù)據(jù)，并進(jìn)行計(jì)算囚似，實(shí)時(shí)顯示測(cè)量結(jié)果姊康。該機(jī)可按10000coma/秒的速度測(cè)量 50×50～1000×1000mm范圍內(nèi)的形狀。例如幌蹈，可用于振動(dòng)碎瓢、位移解析或波面的觀察、在線測(cè)量等領(lǐng)域转迷。

　　2. 測(cè)量功能的綜合化

　　綜合化也稱復(fù)合化戴仁，它包含兩個(gè)方面的含義，一是提高測(cè)量機(jī)的功能乞易，增加檢測(cè)項(xiàng)目贱僚；另一方面是擴(kuò)大檢測(cè)范圍，一臺(tái)測(cè)量機(jī)配有多個(gè)方式不同的檢測(cè)器毕蠢，可分別檢測(cè)不同的測(cè)量對(duì)象吝沃。過去需使用多臺(tái)測(cè)量機(jī)才能完成的測(cè)量作業(yè)，現(xiàn)在用一臺(tái)多功能測(cè)量機(jī)即可完成雁唁，因此俱竭，可大幅度提高測(cè)量作業(yè)的效率和測(cè)量精度。

　　德國Mahr公司在會(huì)上展出了一臺(tái)多功能測(cè)量機(jī)车份，它在圓度測(cè)量機(jī)的基礎(chǔ)上谋减，附加了坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的功能。作為圓度測(cè)量機(jī)扫沼，要求具有良好的高精度回轉(zhuǎn)軸和Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)出爹，然后將長行程Y軸與X軸的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與之組合起來，采用轉(zhuǎn)環(huán)式測(cè)頭缎除，這樣該機(jī)即具有坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的功能严就。這種測(cè)量機(jī)可測(cè)量圓度、圓柱度器罐、平行度等幾何誤差盈蛮，也可測(cè)量直徑、級(jí)差等長度和角度技矮。該機(jī)的測(cè)量范圍為300(X)×600(Y)×700(Z)mm，測(cè)量長度時(shí)的精度 U1=1.2+L/500μm殊轴，U2=1.5+L/300μm衰倦，U3=2.0+L/300μm袒炉。

　　長期以來，將三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)組合在一起验恕，才可對(duì)齒輪思早、曲軸、凸輪軸等復(fù)雜形狀的工件進(jìn)行測(cè)量梅砰。Mahr公司的多功能測(cè)量機(jī)由于可有效利用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上的空間包萧，因此易于對(duì)長尺寸的大型軸類形狀進(jìn)行測(cè)量。據(jù)稱姨篮，今后還可進(jìn)一步擴(kuò)展至對(duì)復(fù)雜圓柱形物體進(jìn)行測(cè)量荠划。

　　在半導(dǎo)體、電子零件或成形用微小模具截抄、塑料制品等復(fù)雜細(xì)小零件的尺寸刘纸、形狀測(cè)量方面，可采用配裝顯微鏡掰弯、CCD攝像機(jī)侈滚、圖像處理設(shè)備的非接觸式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。日本的一些光學(xué)機(jī)器窍颗、測(cè)量器坞角、家電等生產(chǎn)廠家，在定位吸占、聚焦晴叨、照明、棱邊檢測(cè)等技術(shù)領(lǐng)域旬昭，已開發(fā)出一些各具特色的檢測(cè)制品篙螟，近年來，多數(shù)制品均已普及推廣應(yīng)用问拘。

　　在本屆展覽會(huì)上遍略，有四家公司展出了附加CCD傳感器、激光傳感器或接觸式測(cè)頭等多個(gè)傳感器的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)骤坐，共展出三臺(tái)實(shí)物绪杏，據(jù)樣本介紹，共有10余個(gè)機(jī)種類型纽绍。如日本三豐公司展出了快速成像的圖像測(cè)量機(jī)蕾久。這些機(jī)種的接觸式測(cè)頭傳感器可對(duì)攝像機(jī)難以攝取的錯(cuò)綜復(fù)雜部分的尺寸或深孔的任意高度尺寸等進(jìn)行三維測(cè)量。由此可見拌夏，與利用光學(xué)原理的非接觸方式相結(jié)合僧著，可使坐標(biāo)測(cè)量機(jī)具有更為廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　3. 為用戶提供方便的產(chǎn)品

　　英國泰勒—霍布遜公司展出了兩種表面粗糙度測(cè)量機(jī)辰诉，這是一種便攜式測(cè)量機(jī)圣治，形體小巧越客，便于在加工現(xiàn)場或室外使用，也可滿足在線測(cè)量的需要辙紧。該機(jī)的測(cè)量部分和控制部分是分開的瀑兜，利用紅外線進(jìn)行信息傳輸，不通過電纜即可進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作苟可。這種儀器用于那些人手難以達(dá)到的部位或在不安全環(huán)境內(nèi)進(jìn)行測(cè)量按翅，極為方便。在擴(kuò)大測(cè)量機(jī)的使用范圍想阎，提高操作性能方面憾侮，霍布遜公司的產(chǎn)品作出了有益的探索。

　　布拉紋公司展出一臺(tái)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)样矢，牌號(hào)為GAGE 2000R营将，它采用卡尺和千分尺等簡單操作原理，撳動(dòng)按鈕即可進(jìn)行測(cè)量那岁。測(cè)量結(jié)構(gòu)可按卡尺測(cè)量的圖像或千分尺指針的圖像冗美，顯示在操作屏幕上，非常便于用戶操作和對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析判斷析二。

不斷提高測(cè)量儀器的質(zhì)量

　　1. 提高測(cè)量水平與新型關(guān)鍵技術(shù)

　　伯阿脫公司在會(huì)上展出了一臺(tái)多傳感器三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)粉洼，該機(jī)采用了新的測(cè)量原理，機(jī)上配裝了稱作光纖測(cè)頭的微小球體叶摄，微小球體作為接觸式測(cè)頭使用属韧；同時(shí)，由于它同顯微鏡圖象處理的非接觸式測(cè)量裝置相連接蛤吓，因此宵喂，可對(duì)微小孔的邊槽尺寸形狀進(jìn)行高精度測(cè)量。利用此種新型測(cè)頭可對(duì)φ50～100μm的微小孔進(jìn)行精密測(cè)量会傲。微小球體端部的最小半徑為12.5μm锅棕，球體與光纖連接在一起，既可作為測(cè)頭使用淌山，同時(shí)還可充作照明裝置裸燎。這種光纖測(cè)頭具有良好的撓曲特性，讓其接觸微小孔內(nèi)璧泼疑，通過光纖照明的球體位置德绿，可由CCD傳感器檢測(cè)出來，進(jìn)行圖象處理后闸声，即可計(jì)算出小孔的尺寸彻盐、形狀。過去，測(cè)量微小盲孔或深孔中間部位的尺寸印姑、形狀窖夸，通常都采用CCD傳感器或激光傳感器，由于系垂直照明狮贪，光亮度有限，檢測(cè)時(shí)不能獲得足夠的光量汛欺，因此深孔中間部位的測(cè)量十分困難尾杆。伯阿脫公司的新型技術(shù)克服了迄今測(cè)量深孔尺寸、形狀的難點(diǎn)琉语，非常便于在生產(chǎn)現(xiàn)場對(duì)微小零件進(jìn)行多種測(cè)量和檢查狗丙。

　　Zygo公司展出了一臺(tái)非接觸式三坐標(biāo)表面形狀測(cè)量機(jī)，型號(hào)為New Bure 5000密哈，其縱向分辨率為0.1nm暇昂，可高速測(cè)量精密加工零件的微細(xì)形狀。最大測(cè)量范圍為5.2mm×7.0mm伴嗡，縱向最大測(cè)量范圍為5mm急波。與裝有掃描測(cè)頭顯微鏡等高分辨率的測(cè)量機(jī)相比，Zygo公司的新產(chǎn)品可在縱向和橫向的極廣范圍內(nèi)進(jìn)行三維測(cè)量瘪校。該測(cè)量機(jī)利用了具有白色光干涉條紋的相位調(diào)制干涉方式和獨(dú)家開發(fā)的高速解析軟件等新技術(shù)澄暮，其縱向掃描速度為10.5μm/s，其特點(diǎn)是分辨率高阱扬，可進(jìn)行較廣范圍的高速測(cè)量作業(yè)泣懊。

　　西鐵城鐘表公司與另一公司合作開發(fā)出一種利用并行機(jī)構(gòu)的復(fù)合式載物臺(tái)，具有六自由度定位功能麻惶，深受觀眾注目馍刮。該機(jī)采用公司自制球軸承，載物臺(tái)堅(jiān)固耐用窃蹋，位置及置放形式易于控制卡啰。其行程如下：X、Y為25mm脐彩，Z為10mm论艰，定位精度0.3μm。

　　上述各種測(cè)量機(jī)的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)均能平穩(wěn)進(jìn)行发刨，并可保證良好的測(cè)量精度勇袋，對(duì)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)也進(jìn)行了大量改進(jìn)，這些都是提高測(cè)量精度的基礎(chǔ)性關(guān)鍵技術(shù)太队。這些新的基礎(chǔ)技術(shù)使上述測(cè)量機(jī)有望廣泛應(yīng)用于復(fù)雜曲面的加工過程或微小零件及成組工程等的測(cè)量領(lǐng)域淑助。

　　2. 控制工藝過程的測(cè)量技術(shù)

　　英國Renishaw公司展出了新開發(fā)的NCI非接觸工具測(cè)量系統(tǒng)，主要用于機(jī)床上工具的調(diào)整和運(yùn)轉(zhuǎn)狀況監(jiān)視痢玖。該系統(tǒng)應(yīng)用了可視激光光稽，便于對(duì)工具位置進(jìn)行隨機(jī)測(cè)量粟辛，可縮短定位時(shí)間和防止因工具不當(dāng)而產(chǎn)生的加工失誤，使加工效率和加工質(zhì)量得到進(jìn)一步提高也拳。

　　日本三豐公司展出了新開發(fā)的Measur Link系列芙掖，這是一種測(cè)量數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)匯總和解析測(cè)量工序所獲取的產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)數(shù)據(jù)绝迁，生產(chǎn)線和管理部門利用該系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)伊镐，進(jìn)行質(zhì)量管理。三豐公司為此開發(fā)了一系列相關(guān)軟件鹃栽，供用戶選用躏率。例如，其中有一種供測(cè)量部門應(yīng)用的工藝管理程序民鼓，它可將各種測(cè)量儀器獲取的測(cè)量數(shù)據(jù)送至微機(jī)終端薇芝，并繪制成管理圖或示意圖，實(shí)時(shí)顯示出來丰嘉，便于早期發(fā)現(xiàn)異澈坏剑現(xiàn)象，可有效防止加工不良情況的出現(xiàn)供嚎。

　　隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展黄娘，許多企業(yè)都已大量采用微機(jī)和不斷完善企業(yè)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。因此克滴，利用綜合顯示生產(chǎn)現(xiàn)場狀況的監(jiān)控系統(tǒng)逼争，充分利用信息資源，嚴(yán)密監(jiān)控加工質(zhì)量劝赔，是各公司今后需要不斷努力的技術(shù)攻關(guān)方向之一誓焦。

努力降低測(cè)量成本

　　長期以來，測(cè)量诸痢、檢查工作大都要求設(shè)置恒溫室怕猖，以提高測(cè)量的可靠性；恒溫室溫度的調(diào)節(jié)范圍越狹小斜回，維護(hù)控制費(fèi)用也越高簇寻。因此，用戶希望購買那種在廣泛的溫度范圍內(nèi)仍能充分發(fā)揮其性能的測(cè)量儀器凳贰，以降低測(cè)量成本市通。

　　三豐公司展出一臺(tái)新開發(fā)的柔性測(cè)量機(jī)QM-Measure，這是一種臺(tái)式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的簡化型機(jī)種哗励，可用于生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行檢測(cè)作業(yè)苫瘾。該機(jī)綜合了各種表類量具的功能，可收到長期降低測(cè)量成本的效果。該機(jī)附有溫度補(bǔ)償功能湃彻，可在15～30℃的溫度條件下使用托祖。

　　蔡司和東京精密公司聯(lián)合開發(fā)的PRISMO測(cè)量機(jī)，也是一種用于生產(chǎn)現(xiàn)場的CNC三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)短酵，保證測(cè)量精度的溫度條件為 16～30℃舟肉。這種測(cè)量機(jī)的指示誤差為E=20+L/300μm，測(cè)量誤差為R=1.8μm牌借，是一種高精度測(cè)量機(jī)種度气。

　　上述測(cè)量機(jī)的使用形式盡管各有不同，但它們卻可從必須嚴(yán)格控制溫度的恒溫室中移至生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行測(cè)量膨报，測(cè)量精度也可得到有效保證，這一點(diǎn)在精密測(cè)量行業(yè)有著重要的開創(chuàng)意義适荣，而且對(duì)用戶也是極為有利的现柠。

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