提高生產效率的條件及其與測量工程的關系主要表現在三個方面，即縮短交貨日期、提高產品質量和降低加工成本津畸。本文即以此為切入點，結合第20屆日本國際機床展覽會上的量儀展品必怜，介紹測量技術的發(fā)展動向魁夫。

測量技術的發(fā)展趨勢

　　近十余年來，機床高速化的進展極為迅速偷菩。從測量領域來看窗耘，一部分測量儀器在高速化、自動化方面有了明顯的進步咳蚣；但從整個行業(yè)來看卖檬，測量儀器高速化的進展遠遠滯后于機床行業(yè)，由此而往往造成工序之間的不平衡嘁拖。提高測量效率和加強與其他工序的聯接静熊，使貨物流能順暢進行，這是縮短交貨日期的主要課題瘸利。在此前提下惯斥，縱觀本屆展覽會的測量儀器產品，可以發(fā)現尸查，許多廠家推出了提高檢測速度病趋、提高操作性能和功能多樣化的不同產品，它們的共同特點都是著重提高測量效率竖伯，許多新技術也是圍繞這一中心開發(fā)出來的存哲。

　　為了提高產品質量，各公司都在積極開發(fā)可靠性高的高精度測量技術七婴。近年來祟偷，隨著ISO 9000s及ISO 9000標準的貫徹，測量儀器管理系統的完善已迫在眉睫。遺憾的是修肠，在本屆展覽會上贺辰，相關的校正儀器或標準型儀器卻并不太多。會上展出了一些新的測量技術和關鍵性的改進技術嵌施，由此饲化，可以看出各公司對技術創(chuàng)新還是抱著積極的態(tài)度。

　　對于儀器的維修保養(yǎng)吗伤，用戶和制造商均非常重視吃靠。有些展出的測量儀器對安裝場所的溫度條件，已并不如從前那樣苛刻足淆，有的儀器則是綜合了多種測量工具的功能巢块。這些新產品表明，廠家在開發(fā)降低成本的測量儀器方面赃织，也是不遺余力的炒垫。

提高效率的測量技術

非接觸式高速形狀測量技術

　　汽車車身或泵葉輪等大型零件的形狀測量，大都要求采用高速獲取三維位置數據的測試手段氨筑，迄今主要使用帶有多關節(jié)或水平懸臂式接觸測頭的三坐標測量機進行測量瞳竖。但接觸式測量方法在測量大型零件時，將受到諸多限制癌雷，不利于提高測量效率。針對這種情況衅滞，本屆展覽會上展出了多種非接觸式測量方法魄仙，可對上述大型零件進行高密度高速測量。

　　日本東京精密公司開發(fā)了一種新型三坐標測量機抓惫，這是一種可移動式三維光學測量裝置水惑，它利用干涉條紋圖象和三角測量方式進行非接觸測量。機內裝有三臺攝像機径楼，可對220mm(縱向)×330mm(橫向)視野內的物體位置坐標進行每秒最大密度為4點/mm2的掃描汽足，30～40秒鐘即可計算處理完畢，測量精度為60μm嚼锄。該機利用了一種新型數據處理技術减拭，例如，按0.5mm間距測量相當于1000mm×1500mm的汽車車門的數據区丑，包含各個測量工序在內拧粪，總共只需40分鐘即可完成測量作業(yè)，并對數據進行解析處理沧侥。

　　日本東京貿易工程系統公司展出的Comet系統也是一種可移動式非接觸三坐標測量機可霎，該機雖然也利用三角測量原理，但卻可使作為測量指標的光柵條紋回轉，從而獲得多個等高線數據癣朗。這種測量方式不易受被測對象表面狀態(tài)的影響拾因，可獲得較高的測量精度。

　　上述系統由于可在單位表面獲取三維位置數據旷余，因此绢记，與接觸式測量方式相比，可進行高速檢測作業(yè)荣暮。另外庭惜，由于非接觸測量不會增加測量受力，因此嗡窑，可對軟質材料進行高精度測量籽钝。此類系統所獲得的數據，可比照CAD數據進行評價夭蹦，因此航赦，各公司必須設計工藝及相關的應用實例向用戶公開說明。這種可進行高密度高速測量的技術耳恭，可望應用于設計模型時的詳細數值化等逆向工程技術領域犹狮。

　　OPTON公司展出一種高速Moire 3D攝像機，它可高速獲取一定范圍內的形狀數據叹惕，并進行計算箱藏，實時顯示測量結果。該機可按10000coma/秒的速度測量50×50～1000×1000mm范圍內的形狀随巴。例如鲜堆，可用于振動、位移解析或波面的觀察殖咨、在線測量等領域昌执。

測量功能的綜合化

　　綜合化也稱復合化，它包含兩個方面的含義诈泼，一是提高測量機的功能懂拾，增加檢測項目；另一方面是擴大檢測范圍铐达，一臺測量機配有多個方式不同的檢測器岖赋，可分別檢測不同的測量對象。過去需使用多臺測量機才能完成的測量作業(yè)瓮孙，現在用一臺多功能測量機即可完成贾节，因此，可大幅度提高測量作業(yè)的效率和測量精度衷畦。

　　德國Mahr公司在會上展出了一臺多功能測量機栗涂，它在圓度測量機的基礎上知牌，附加了坐標測量機的功能。作為圓度測量機斤程，要求具有良好的高精度回轉軸和Z軸驅動機構角寸，然后將長行程Y軸與X軸的驅動機構與之組合起來，采用轉環(huán)式測頭忿墅，這樣該機即具有坐標測量機的功能叁席。這種測量機可測量圓度、圓柱度恭吊、平行度等幾何誤差蚕察，也可測量直徑、級差等長度和角度仓判。該機的測量范圍為300(X)×600(Y)×700(Z)mm犯党，測量長度時的精度U1=1.2+L/500μm，U2=1.5+L/300μm蜘体，U3=2.0+L/300μm示董。

　　長期以來，將三坐標測量機與回轉工作臺組合在一起逮百，才可對齒輪艾烫、曲軸、凸輪軸等復雜形狀的工件進行測量氯北。Mahr公司的多功能測量機由于可有效利用回轉工作臺上的空間拄讨，因此易于對長尺寸的大型軸類形狀進行測量。據稱蹦漠，今后還可進一步擴展至對復雜圓柱形物體進行測量椭员。

　　在半導體、電子零件或成形用微小模具津辩、塑料制品等復雜細小零件的尺寸、形狀測量方面容劳，可采用配裝顯微鏡喘沿、CCD攝像機、圖像處理設備的非接觸式坐標測量機竭贩。日本的一些光學機器蚜印、測量器、家電等生產廠家留量，在定位窄赋、聚焦、照明楼熄、棱邊檢測等技術領域忆绰，已開發(fā)出一些各具特色的檢測制品浩峡，近年來，多數制品均已普及推廣應用律馏。


　　在本屆展覽會上村钧，有四家公司展出了附加CCD傳感器、激光傳感器或接觸式測頭等多個傳感器的坐標測量機腥浪，共展出三臺實物臊骂，據樣本介紹，共有10余個機種類型伸四。如日本三豐公司展出了快速成像的圖像測量機云拔。這些機種的接觸式測頭傳感器可對攝像機難以攝取的錯綜復雜部分的尺寸或深孔的任意高度尺寸等進行三維測量。由此可見淡班，與利用光學原理的非接觸方式相結合足曹，可使坐標測量機具有更為廣闊的應用領域。

為用戶提供方便的產品

　　英國泰勒—霍布遜公司展出了兩種表面粗糙度測量機葵伟，這是一種便攜式測量機林品，形體小巧，便于在加工現場或室外使用夕谬，也可滿足在線測量的需要增队。該機的測量部分和控制部分是分開的，利用紅外線進行信息傳輸哲银，不通過電纜即可進行遠程遙控操作扛吞。這種儀器用于那些人手難以達到的部位或在不安全環(huán)境內進行測量，極為方便荆责。在擴大測量機的使用范圍滥比，提高操作性能方面，霍布遜公司的產品作出了有益的探索做院。

　　布拉紋公司展出一臺三坐標測量機盲泛，牌號為GAGE 2000R，它采用卡尺和千分尺等簡單操作原理键耕，撳動按鈕即可進行測量寺滚。測量結構可按卡尺測量的圖像或千分尺指針的圖像，顯示在操作屏幕上屈雄，非常便于用戶操作和對測量結果進行分析判斷村视。
不斷提高測量儀器的質量

提高測量水平與新型關鍵技術

　　伯阿脫公司在會上展出了一臺多傳感器三坐標測量機，該機采用了新的測量原理酒奶，機上配裝了稱作光纖測頭的微小球體蚁孔，微小球體作為接觸式測頭使用；同時纪孔，由于它同顯微鏡圖象處理的非接觸式測量裝置相連接眠亿，因此衷屋，可對微小孔的邊槽尺寸形狀進行高精度測量。利用此種新型測頭可對φ50～100μm的微小孔進行精密測量陵租。微小球體端部的最小半徑為12.5μm泉蠢，球體與光纖連接在一起，既可作為測頭使用育床，同時還可充作照明裝置诡语。這種光纖測頭具有良好的撓曲特性，讓其接觸微小孔內璧松浆，通過光纖照明的球體位置窑竖，可由CCD傳感器檢測出來，進行圖象處理后旧晴，即可計算出小孔的尺寸适固、形狀。過去遮尚，測量微小盲孔或深孔中間部位的尺寸誊涯、形狀，通常都采用CCD傳感器或激光傳感器蒜撮，由于系垂直照明暴构，光亮度有限，檢測時不能獲得足夠的光量段磨，因此深孔中間部位的測量十分困難取逾。伯阿脫公司的新型技術克服了迄今測量深孔尺寸、形狀的難點苹支，非常便于在生產現場對微小零件進行多種測量和檢查砾隅。

　　Zygo公司展出了一臺非接觸式三坐標表面形狀測量機，型號為New Bure 5000债蜜，其縱向分辨率為0.1nm晴埂，可高速測量精密加工零件的微細形狀。最大測量范圍為5.2mm×7.0mm寻定，縱向最大測量范圍為5mm儒洛。與裝有掃描測頭顯微鏡等高分辨率的測量機相比，Zygo公司的新產品可在縱向和橫向的極廣范圍內進行三維測量特姐。該測量機利用了具有白色光干涉條紋的相位調制干涉方式和獨家開發(fā)的高速解析軟件等新技術晶丘，其縱向掃描速度為10.5μm/s冬蝶，其特點是分辨率高裁鸦，可進行較廣范圍的高速測量作業(yè)。

　　西鐵城鐘表公司與另一公司合作開發(fā)出一種利用并行機構的復合式載物臺瘟气，具有六自由度定位功能肮脱，深受觀眾注目档改。該機采用公司自制球軸承，載物臺堅固耐用夜痊，位置及置放形式易于控制谅囚。其行程如下：X、Y為25mm淆捆，Z為10mm雄防，定位精度0.3μm。

　　上述各種測量機的復雜運動均能平穩(wěn)進行暑懊，并可保證良好的測量精度康局，對工作臺結構也進行了大量改進，這些都是提高測量精度的基礎性關鍵技術蜒金。這些新的基礎技術使上述測量機有望廣泛應用于復雜曲面的加工過程或微小零件及成組工程等的測量領域蟆盐。

控制工藝過程的測量技術

　　英國Renishaw公司展出了新開發(fā)的NCI非接觸工具測量系統，主要用于機床上工具的調整和運轉狀況監(jiān)視遭殉。該系統應用了可視激光石挂，便于對工具位置進行隨機測量，可縮短定位時間和防止因工具不當而產生的加工失誤险污，使加工效率和加工質量得到進一步提高痹愚。

　　日本三豐公司展出了新開發(fā)的Measur Link系列，這是一種測量數據網絡系統罗心，可以實時匯總和解析測量工序所獲取的產品質量相關數據里伯，生產線和管理部門利用該系統提供的數據，進行質量管理渤闷。三豐公司為此開發(fā)了一系列相關軟件疾瓮，供用戶選用。例如飒箭，其中有一種供測量部門應用的工藝管理程序狼电，它可將各種測量儀器獲取的測量數據送至微機終端，并繪制成管理圖或示意圖弦蹂，實時顯示出來哥钉，便于早期發(fā)現異常現象瀑红，可有效防止加工不良情況的出現峦铲。

　　隨著信息技術的迅猛發(fā)展，許多企業(yè)都已大量采用微機和不斷完善企業(yè)內部的網絡系統贼扩。因此筑轻，利用綜合顯示生產現場狀況的監(jiān)控系統，充分利用信息資源璧酣，嚴密監(jiān)控加工質量具雹，是各公司今后需要不斷努力的技術攻關方向之一滥庭。
努力降低測量成本

　　長期以來，測量衔系、檢查工作大都要求設置恒溫室胞讯，以提高測量的可靠性；恒溫室溫度的調節(jié)范圍越狹小砾褂，維護控制費用也越高炸涝。因此，用戶希望購買那種在廣泛的溫度范圍內仍能充分發(fā)揮其性能的測量儀器馍资，以降低測量成本燥撞。

　　三豐公司展出一臺新開發(fā)的柔性測量機QM-Measure，這是一種臺式三坐標測量機的簡化型機種迷帜，可用于生產現場進行檢測作業(yè)物舒。該機綜合了各種表類量具的功能，可收到長期降低測量成本的效果戏锹。該機附有溫度補償功能冠胯，可在15～30℃的溫度條件下使用。

　　蔡司和東京精密公司聯合開發(fā)的PRISMO測量機锦针，也是一種用于生產現場的CNC三坐標測量機荠察，保證測量精度的溫度條件為16～30℃。這種測量機的指示誤差為E=20+L/300μm奈搜，測量誤差為R=1.8μm悉盆，是一種高精度測量機種。

　　上述測量機的使用形式盡管各有不同馋吗，但它們卻可從必須嚴格控制溫度的恒溫室中移至生產現場進行測量焕盟，測量精度也可得到有效保證，這一點在精密測量行業(yè)有著重要的開創(chuàng)意義福咙，而且對用戶也是極為有利的铣飘。

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