數(shù)字化測(cè)量技術(shù)是數(shù)字化制造技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一谓苟。開發(fā)亞微米痹埠、納米級(jí)高精度測(cè)量?jī)x器栈站，提高環(huán)境適應(yīng)能力灰深，使精密測(cè)量裝備從計(jì)量室進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)饵卸，集成、融入加工機(jī)床和制造系統(tǒng)彰饭，形成先進(jìn)的數(shù)字化閉環(huán)制造系統(tǒng)驻奇，是當(dāng)今精密測(cè)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

（1）數(shù)字化精密測(cè)量?jī)x器的新動(dòng)向——進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)肤贮，非接觸掃描測(cè)量倍受重視

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)作為精密測(cè)量?jī)x器的基本型主導(dǎo)產(chǎn)品峰抽，繼續(xù)在機(jī)械制造業(yè)中得到重視和發(fā)展。以三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為代表的精密測(cè)量?jī)x器進(jìn)入車間搭艺、服務(wù)于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)是發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)榛开。例如，LEITZ公司的精密三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在車間用于測(cè)量大型齒輪就是一例啤兆。將數(shù)字化測(cè)量系統(tǒng)集成到數(shù)控加工機(jī)床上是另一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)姚锥。例如，秦川機(jī)床廠的CNC成型齒輪磨床集成了在機(jī)齒輪測(cè)量系統(tǒng)桶棍。與光學(xué)/激光非接觸式掃描測(cè)量技術(shù)相結(jié)合凉逛，實(shí)現(xiàn)多功能性宏、多種傳感器的集成和融合，使坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用更加豐富状飞，更適用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)毫胜。

①汽車大型覆蓋件的非接觸掃描測(cè)量精確而快速

配備有光學(xué)/激光式非接觸掃描傳感器的水平臂三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)實(shí)現(xiàn)了對(duì)汽車大型覆蓋件的快速精密檢測(cè)。德國(guó)ZEISS公司和瑞典HEXAGON集團(tuán)等世界著名三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)制造廠在該領(lǐng)域進(jìn)行了開發(fā)诬辈。瑞典HEXAGON集團(tuán)所屬DEA公司的PRIMA

C1系列水平臂測(cè)量機(jī)在CW43L型連續(xù)伺服關(guān)節(jié)測(cè)座上酵使，可配備觸發(fā)式測(cè)頭、連續(xù)掃描測(cè)頭自晰、光學(xué)或激光掃描測(cè)頭等多種測(cè)頭凝化，以適應(yīng)不同測(cè)量環(huán)境和任務(wù)的要求。德國(guó)ZEISS公司的PROR Premium坐標(biāo)測(cè)量機(jī)配備有EagleEye導(dǎo)航系統(tǒng)和可控測(cè)座酬荞，能夠在汽車車身大型覆蓋件尤其是車身分總成的質(zhì)量過程控制中搓劫，對(duì)工件的幾何參數(shù)、表面和邊緣的特征點(diǎn)混巧、間隙和貼合性等實(shí)施高速精密測(cè)量枪向。

②帶激光掃描測(cè)量系統(tǒng)的便攜式柔性關(guān)節(jié)臂測(cè)量機(jī)功能增強(qiáng)

美國(guó)CIMCORE公司推出了配備有先進(jìn)激光掃描測(cè)量系統(tǒng)的關(guān)節(jié)臂測(cè)量機(jī)。該儀器采用碳纖維材料制造猎蚀，重量輕而剛性好糠牍，其中INFINITE系列的還具有無(wú)線通訊功能。儀器采用PC-DMIS軟件竖杂，測(cè)量功能強(qiáng)卑我。配上管件測(cè)量系統(tǒng)附件，還可實(shí)現(xiàn)對(duì)管件的長(zhǎng)度雕乃、彎曲度桌强、回彈等多種數(shù)據(jù)的測(cè)量和比較。測(cè)量范圍為1.2m的儀器點(diǎn)測(cè)重復(fù)精度達(dá)0.010mm侯旬，空間精度達(dá)0.015mm浴营。用于反求工程時(shí)，不僅測(cè)量速度快擂冷，而且可實(shí)現(xiàn)測(cè)量過程的實(shí)時(shí)顯示和補(bǔ)漏測(cè)量數(shù)據(jù)的無(wú)縫拼接磁不。該儀器可用于三坐標(biāo)測(cè)量、三維造型砂裹、產(chǎn)品測(cè)繪贬池、反求工程、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量以及模具設(shè)計(jì)制造等涉及到設(shè)計(jì)文黎、制造惹苗、過程檢測(cè)、在線檢測(cè)以及產(chǎn)品最終檢測(cè)等測(cè)量工作臊诊。美國(guó)FARO技術(shù)公司的FaroARM系列便攜式三坐標(biāo)測(cè)量臂具備類似的技術(shù)指標(biāo)和性能鸽粉。我國(guó)西安愛德華測(cè)量機(jī)公司2005年也公開展示了自主開發(fā)的柔性關(guān)節(jié)臂測(cè)量機(jī)的樣機(jī)。

③軸類零件光電非接觸測(cè)量?jī)x器發(fā)展迅速

汽車制造業(yè)的需求大大推進(jìn)了軸類精密零件非接觸測(cè)量技術(shù)的發(fā)展抓艳。瑞士TESA公司的TESA

Scan系列軸類零件快速掃描測(cè)量?jī)x采用2個(gè)線陣CCD組件触机，通過工件的回轉(zhuǎn)和軸向移動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行投影掃描，可實(shí)現(xiàn)對(duì)軸類零件位置誤差和形狀誤差的精確檢測(cè)玷或、對(duì)截面形狀和輪廓度的評(píng)估比較以及統(tǒng)計(jì)質(zhì)量分析儡首，還能對(duì)零件的局部（如過渡曲線、微小溝槽等）進(jìn)行放大測(cè)量偏友。由于工件立柱可以傾斜蔬胯，因而能對(duì)螺紋、蝸桿位他、絲桿等進(jìn)行全參數(shù)精度的精確測(cè)量氛濒，這是該儀器PLUS系列的一大特色。儀器在直徑方向上的分辨力為0.0003mm亡谭，精度2+（0.01D） μm软动，重復(fù)性0.001mm。德國(guó)SCHNEIDER的WMM系列軸類及工具測(cè)量?jī)x操作簡(jiǎn)單奶堵、測(cè)量速度高衙地，特別適用于車間檢查站。儀器采用高分辨力的 Matrix攝像頭啸业，可以快速獲取測(cè)量數(shù)據(jù)洗筛。儀器數(shù)顯分辨力為0.0001mm，長(zhǎng)度測(cè)量不確定度為E2=（2.0+L/200）μm（L單位為mm）宿柜。

④中小尺寸平面類精密零件的二維凸窖、三維非接觸測(cè)量?jī)x器應(yīng)用廣泛

帶CCD數(shù)字?jǐn)z像頭、激光測(cè)頭粥谐、觸發(fā)測(cè)頭的多傳感測(cè)頭光學(xué)坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器得到了快速發(fā)展娶得。除德國(guó)MAHR公司的MARVISION系列三維光學(xué)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、瑞士TESA公司的三坐標(biāo)成像測(cè)量系統(tǒng)TESA SIO漾群、德國(guó)SCHNEIDER公司的SKM系列3D多測(cè)頭坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等典型產(chǎn)品外懊湾，美國(guó)OGP公司等著名廠商也有相應(yīng)產(chǎn)品展示。日本三豐公司CNC視像測(cè)量系統(tǒng)系列產(chǎn)品中的SV350-pro型測(cè)量機(jī)采用了自制的超高精度禽篱、高分辨力畜伐、低膨脹玻璃光柵基準(zhǔn)尺，儀器分辨力0.01μm躺率，X玛界、Y軸測(cè)量精度為（0.3+L/1000）μm，Z軸測(cè)量精度為（1+2L/1000）μm悼吱。三豐公司的Hyper

MF型測(cè)量顯微鏡的X慎框、Y軸測(cè)量精度超過日本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的0級(jí)良狈，達(dá)±（0.9+3L/1000）μm，儀器分辨力0.01μm笨枯，是用于精密模具薪丁、精密切削刀具以及超小半導(dǎo)體電子元件（如芯片和集成電路等）精密檢測(cè)的理想選擇。國(guó)內(nèi)西安愛德華馅精、東莞萬(wàn)濠严嗜、蘇州怡信、深圳鑫磊以及北京天地宇等公司也開發(fā)了類似產(chǎn)品洲敢。貴陽(yáng)新天光電公司近年注重新品開發(fā)漫玄，2004年成功推出了JX13C圖像處理萬(wàn)能工具顯微鏡，采用金屬光柵和高分辨力的CCD攝像頭摆采，儀器測(cè)量精度達(dá)到（1.0+L/100）μm猬笑，采用半導(dǎo)體激光導(dǎo)向快速確定測(cè)量位置。JX15A/B型視頻測(cè)量顯微鏡同樣采用了CCD數(shù)字成像技術(shù)守镰，將采集到的被測(cè)工件圖像送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理崎络，進(jìn)行相應(yīng)幾何精度的檢測(cè)，產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)和水平上了一個(gè)檔次猖右。深圳智泰公司VMT系列的3D影像量測(cè)儀颗酷，在CCD視覺測(cè)量系統(tǒng)上配備上高精度觸發(fā)式測(cè)頭，實(shí)現(xiàn)了多功能測(cè)量稽橱。

（2）數(shù)控機(jī)床精度檢測(cè)用激光測(cè)量技術(shù)的新進(jìn)展

為確保數(shù)控切削加工的質(zhì)量戏丽，除了在加工過程中和加工完成后對(duì)數(shù)控切削加工系統(tǒng)（包括工件在內(nèi)）進(jìn)行可行的監(jiān)控檢測(cè)外，在加工前對(duì)數(shù)控機(jī)床的精度和性能進(jìn)行檢測(cè)谷庐，以便確切了解掌握機(jī)床質(zhì)量現(xiàn)狀耙屹，進(jìn)而進(jìn)行必要的調(diào)整補(bǔ)償，使其達(dá)到最佳運(yùn)行性能拘绳，是一項(xiàng)非常重要的質(zhì)量控制措施抗俄。

眾所周知，國(guó)外著名廠商Renishaw世舰、API及HP等公司生產(chǎn)的激光干涉儀測(cè)量系統(tǒng)和球桿儀等在數(shù)控機(jī)床的幾何精度和運(yùn)動(dòng)精度的檢測(cè)和監(jiān)控中动雹，無(wú)論在機(jī)床制造廠還是機(jī)床使用廠，都得到了廣泛的應(yīng)用跟压。Renishaw公司的金牌M10激光干涉測(cè)量系統(tǒng)胰蝠，配備了高精度、高靈敏度的溫度震蒋、氣壓茸塞、濕度傳感器及EC10環(huán)境補(bǔ)償裝置，在工作環(huán)境下測(cè)量精度得到進(jìn)一步提高查剖；API公司的Rmtea六維激光測(cè)量系統(tǒng)可同時(shí)測(cè)量6個(gè)數(shù)控機(jī)床精度項(xiàng)目的誤差钾虐，縮短了檢測(cè)時(shí)間噪窘，為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)控機(jī)床的檢測(cè)和診斷提供了更為快速高效的精密測(cè)量手段。成都工具研究所的MJS系列雙頻激光干涉儀效扫，分辨力0.01μm效览，測(cè)量軟件覆蓋了我國(guó)和世界主要工業(yè)國(guó)的數(shù)控機(jī)床精度標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定方法和指標(biāo)，動(dòng)態(tài)采樣功能可用于自動(dòng)補(bǔ)償穗狞。

數(shù)字化制造技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)。在數(shù)字化制造技術(shù)的基礎(chǔ)上客净，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)凭衩、通訊技術(shù)將數(shù)控機(jī)床、數(shù)控刀具冀烘、數(shù)控測(cè)量?jī)x器和加工對(duì)象（工件）以及相應(yīng)的信息集成融合在一起慌位，構(gòu)成了的一個(gè)數(shù)字化閉環(huán)切削加工系統(tǒng)∥郴蹋可以認(rèn)為這是CIMS理念中的一種具體實(shí)施形式子宵。CIMS應(yīng)該具有多樣性，即具有不同水平和不同層次诽闲。從近年數(shù)控刀具閉環(huán)制造系統(tǒng)和圓柱齒輪彪性、錐齒輪制造閉環(huán)系統(tǒng)的發(fā)展，可以得到啟示：應(yīng)結(jié)合實(shí)際科请，大處著眼稍记，小處著手。專項(xiàng)（產(chǎn)品）數(shù)字化閉環(huán)制造系統(tǒng)也許是當(dāng)前CIMS領(lǐng)域的一條切實(shí)可行的發(fā)展途徑峡竣。

要提高我國(guó)機(jī)床工具行業(yè)的技術(shù)水平靠抑，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，根本途徑就是提高自主創(chuàng)新能力适掰，發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品和技術(shù)颂碧。從近幾屆我國(guó)舉辦的國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)來(lái)看，我國(guó)精密工具行業(yè)的創(chuàng)新意識(shí)不斷加強(qiáng)类浪，創(chuàng)新能力不斷提高载城，創(chuàng)新技術(shù)成果和產(chǎn)品不斷出現(xiàn)。但是戚宦，我國(guó)精密工具制造行業(yè)的發(fā)展相比于我國(guó)機(jī)床制造行業(yè)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展个曙，無(wú)論在規(guī)模上還是技術(shù)先進(jìn)程度上都差距較大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足和適應(yīng)先進(jìn)制造行業(yè)如轎車制造業(yè)受楼、航空航天制造業(yè)垦搬、微電子制造業(yè)等的需求。工具行業(yè)需要緊跟機(jī)床制造行業(yè)艳汽，加強(qiáng)合作猴贰，加快發(fā)展对雪。

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