配備接觸式測量技術(shù)的坐標(biāo)測量機(jī)（CMM）已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的工件量測。隨著工件檢測尤其形狀輪廓量測要求日益普遍轩拨，接觸式掃描技術(shù)不斷展示其優(yōu)越性践瓷，雖然光學(xué)測量的重要性不斷提高，然時至今日尚未能替代接觸式測量技術(shù)婚廷。

傳統(tǒng)配備接觸式觸發(fā)或接觸式掃描測頭的測量機(jī)已無法滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)節(jié)拍的需要叶刮，如何避免其成為制約生產(chǎn)的瓶頸？尋求一種提高測量機(jī)測量產(chǎn)能而不損失精度的方法至關(guān)重要藏苫。德國蔡司領(lǐng)航者掃描技術(shù)（Navigator Scanning Technology）使之成為可能搓捅，其有效補償動態(tài)影響所引入的誤差分量，使得掃描速度有了大幅提升信炬，但不僅如此铆性。

動態(tài)作用力影響掃描測量結(jié)果

業(yè)內(nèi)將探針沿工件表面運動過程中持續(xù)獲取測量點數(shù)據(jù)的過程稱之為掃描却痴，亦日漸成為坐標(biāo)測量機(jī)的一種標(biāo)準(zhǔn)能力。通過掃描可大幅提升測量點數(shù)據(jù)的獲取跨溺，尤其對于有形狀誤差檢測要求的工件漩判，掃描測量技術(shù)顯著提升了坐標(biāo)測量的可靠及精確性。

然而奢惋，坐標(biāo)測量機(jī)的測量時間相較于現(xiàn)代加工中心的生產(chǎn)周期仍有一定的差距预隆，其原因在于，盡管坐標(biāo)測量機(jī)采用現(xiàn)代驅(qū)動設(shè)計可達(dá)到較高的運行速度啸盲，但常見較緩慢的掃描速度或于接觸工件前近乎停止然后慢速觸測工件表面膳灶，此類速度驟降有利于避免高速及急加速所導(dǎo)致的動態(tài)作用力提升，避免機(jī)體及探針幾何形狀非預(yù)期形變所引入的測量誤差立由。（參見圖1）

圖1：動態(tài)形變導(dǎo)致不同位置環(huán)規(guī)的非補償量測差異（簡化轧钓、定性分析示意圖）

相對校正補償動態(tài)影響

對于動態(tài)形變補償現(xiàn)已有不同的方法可選用，常見基于比對儀原理的方法锐膜，亦即是業(yè)內(nèi)所述的“量規(guī)校正”毕箍，被測工件需與相似的標(biāo)準(zhǔn)件于同一或相近位置使用同一探針進(jìn)行量測，高精度標(biāo)準(zhǔn)件的校準(zhǔn)值與實測值之差異用以修正被測工件測量值道盏，其對于測量精確性有著顯著提升而柑，亦廣泛應(yīng)用于量規(guī)校正領(lǐng)域。

量規(guī)校正原理同樣可促進(jìn)掃描速度提升荷逞，以掃描內(nèi)孔為例媒咳，以慢速掃描，繼而以高速再次掃描种远，所獲取的結(jié)果可用于修正高速掃描的測量值涩澡，由于未曾采用標(biāo)準(zhǔn)件，此過程稱為“相對校正”坠敷。由于相對校正假定慢速條件下的測量值為正確值或“校準(zhǔn)值”汹涯，因此應(yīng)重復(fù)多次該過程以確認(rèn)修正準(zhǔn)確與否，但安全起見数屁，該方法僅于被測元素已具有校準(zhǔn)值的條件下方可確保真正的精確性片侧。

更好的方法？

采用領(lǐng)航者“Navigator”技術(shù)透格，元素自主補償

Navigator（領(lǐng)航者）技術(shù)顯而采用了不同的思維赐罪，當(dāng)動態(tài)作用力、機(jī)體及探針等形變相互關(guān)系已知搜掸，則可將元素自主形變補償量植入控制系統(tǒng)中详础。

德國蔡司使用一種D-CAA（動態(tài)彎曲CAA）技術(shù)，此誤差分量由CAA(計算機(jī)輔助精度)提取，詮釋了機(jī)體幾何形狀的相關(guān)位置及動態(tài)形變行為普易，并可據(jù)不同的機(jī)型及尺寸將補償量嵌入設(shè)備的控制系統(tǒng)臊耳。

動態(tài)作用力可導(dǎo)致探針及機(jī)體形變，由于探針形變主要受使用者及其檢測任務(wù)等因素影響畜股，作為Navigator（領(lǐng)航者）技術(shù)的一部分颈侈，探針的動態(tài)形變行為必須于動態(tài)探針校準(zhǔn)階段即定義，正如D-CAA技術(shù)用于修正機(jī)體的形變闷旧，此動態(tài)探針校準(zhǔn)階段之?dāng)?shù)據(jù)獲取主要用于與速度相關(guān)的探針形變補償长豁。

更重要的是，獨到的德國蔡司主動式掃描測頭的測力直接受內(nèi)部電磁發(fā)生器所控制忙灼，該影響測力之功能使得由于離心力影響所導(dǎo)致的變化得以主動地修正匠襟，實際測量力實現(xiàn)最大化穩(wěn)定對應(yīng)于預(yù)設(shè)值，確保探針彎曲量變化極小及高精確補償该园，同時即便于高速掃描條件下探針亦不會偏離表面軌跡酸舍。

滿足完整的動態(tài)補償所需的Navigator（領(lǐng)航者）關(guān)鍵要素如下：

D-CAA 補償機(jī)體幾何動態(tài)形變

探針形變動態(tài)補償補償探針動態(tài)形變

離心力補償縮小測量力的動態(tài)變化，使得測量速度可大幅提升而無顯著測量值偏差 （參見圖2）

圖2：使用（紅）及非使用Navigator（藍(lán)）條件下的掃描速度與直徑偏差關(guān)系（測量直徑112mm直徑）

研究表明里初，相對校正與Navigator（領(lǐng)航者）技術(shù)在相同的掃描速度條件下可達(dá)到近乎一致的精度（參見表1）啃勉，但Navigator(領(lǐng)航者)技術(shù)可適用于全量程近乎所有的測量任務(wù)，而無需要求每一被測要素均需校準(zhǔn)双妨。

再者淮阐，Navigator（領(lǐng)航者）技術(shù)通過軟件功能進(jìn)一步優(yōu)化了移動速度及極大簡化掃描參數(shù)選擇以提高編程及程序修改的效率。

表1：相對校正與Navigator(領(lǐng)航者)技術(shù)比對

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