測量技術(shù)的發(fā)展趨勢

提高效率的測量技術(shù)

1. 非接觸式高速形狀測量技術(shù)
   
   汽車車身或泵葉輪等大型零件的形狀測量隔每，大都要求采用高速獲取三維位置數(shù)據(jù)的測試手段培穆，迄今主要使用帶有多關(guān)節(jié)或水平懸臂式接觸測頭的三坐標測量機進行測量。但接觸式測量方法在測量大型零件時贼酵，將受到諸多限制糙笛，不利于提高測量效率。針對這種情況烛愧，本屆展覽會上展出了多種非接觸式測量方法油宜，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怜姿，這是一種可移動式三維光學(xué)測量裝置慎冤，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(nèi)裝有三臺攝像機社牲，可對220mm(縱向)×330mm(橫向)視野內(nèi)的物體位置坐標進行每秒最大密度為4點/mm2的掃描粪薛，30～40秒鐘即可計算處理完畢，測量精度為60μm搏恤。該機利用了一種新型數(shù)據(jù)處理技術(shù)违寿，例如，按0.5mm間距測量相當(dāng)于1000mm×1500mm的汽車車門的數(shù)據(jù)熟空，包含各個測量工序在內(nèi)藤巢，總共只需40分鐘即可完成測量作業(yè)，并對數(shù)據(jù)進行解析處理息罗。
   
   日本東京貿(mào)易工程系統(tǒng)公司展出的Comet系統(tǒng)也是一種可移動式非接觸三坐標測量機掂咒，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(zhuǎn)轴艇，從而獲得多個等高線數(shù)據(jù)谊阐。這種測量方式不易受被測對象表面狀態(tài)的影響，可獲得較高的測量精度。
   
   上述系統(tǒng)由于可在單位表面獲取三維位置數(shù)據(jù)它蛔，因此七萧，與接觸式測量方式相比，可進行高速檢測作業(yè)首袍。另外憋勇，由于非接觸測量不會增加測量受力，因此衰呢，可對軟質(zhì)材料進行高精度測量夫凭。此類系統(tǒng)所獲得的數(shù)據(jù)，可比照CAD數(shù)據(jù)進行評價猪出，因此妇乏，各公司必須設(shè)計工藝及相關(guān)的應(yīng)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(shù)坤学，可望應(yīng)用于設(shè)計模型時的詳細數(shù)值化等逆向工程技術(shù)領(lǐng)域疯坤。
   
   OPTON公司展出一種高速Moire 3D攝像機报慕，它可高速獲取一定范圍內(nèi)的形狀數(shù)據(jù)深浮，并進行計算，實時顯示測量結(jié)果眠冈。該機可按10000coma/秒的速度測量50×50～1000×1000mm范圍內(nèi)的形狀飞苇。例如，可用于振動蜗顽、位移解析或波面的觀察布卡、在線測量等領(lǐng)域。
   
2. 測量功能的綜合化
   
   綜合化也稱復(fù)合化雇盖，它包含兩個方面的含義忿等，一是提高測量機的功能，增加檢測項目崔挖；另一方面是擴大檢測范圍贸街，一臺測量機配有多個方式不同的檢測器，可分別檢測不同的測量對象狸相。過去需使用多臺測量機才能完成的測量作業(yè)薛匪，現(xiàn)在用一臺多功能測量機即可完成，因此荡档，可大幅度提高測量作業(yè)的效率和測量精度腥默。
   
   德國Mahr公司在會上展出了一臺多功能測量機，它在圓度測量機的基礎(chǔ)上俭般，附加了坐標測量機的功能匿微。作為圓度測量機，要求具有良好的高精度回轉(zhuǎn)軸和Z軸驅(qū)動機構(gòu)雕零，然后將長行程Y軸與X軸的驅(qū)動機構(gòu)與之組合起來翎味，采用轉(zhuǎn)環(huán)式測頭簿翔，這樣該機即具有坐標測量機的功能。這種測量機可測量圓度瓢宝、圓柱度牺会、平行度等幾何誤差，也可測量直徑语验、級差等長度和角度道葬。該機的測量范圍為300(X)×600(Y)×700(Z)mm，測量長度時的精度U1=1.2+L/500μm澜驮，U2=1.5+L/300μm陷揪，U3=2.0+L/300μm。
   
   長期以來杂穷，將三坐標測量機與回轉(zhuǎn)工作臺組合在一起悍缠，才可對齒輪、曲軸耐量、凸輪軸等復(fù)雜形狀的工件進行測量飞蚓。Mahr公司的多功能測量機由于可有效利用回轉(zhuǎn)工作臺上的空間，因此易于對長尺寸的大型軸類形狀進行測量廊蜒。據(jù)稱趴拧，今后還可進一步擴展至對復(fù)雜圓柱形物體進行測量。
   
   在半導(dǎo)體山叮、電子零件或成形用微小模具著榴、塑料制品等復(fù)雜細小零件的尺寸、形狀測量方面屁倔，可采用配裝顯微鏡脑又、CCD攝像機、圖像處理設(shè)備的非接觸式坐標測量機蛹暗。日本的一些光學(xué)機器噪终、測量器、家電等生產(chǎn)廠家伺亭，在定位缅坯、聚焦、照明呀埠、棱邊檢測等技術(shù)領(lǐng)域怠播，已開發(fā)出一些各具特色的檢測制品，近年來颠请，多數(shù)制品均已普及推廣應(yīng)用块启。
   
   在本屆展覽會上，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魔踱，共展出三臺實物揪孕，據(jù)樣本介紹，共有10余個機種類型桶求。如日本三豐公司展出了快速成像的圖像測量機梧杯。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(fù)雜部分的尺寸或深孔的任意高度尺寸等進行三維測量。由此可見薯演，與利用光學(xué)原理的非接觸方式相結(jié)合撞芍，可使坐標測量機具有更為廣闊的應(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量機跨扮，這是一種便攜式測量機序无，形體小巧，便于在加工現(xiàn)場或室外使用衡创，也可滿足在線測量的需要帝嗡。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璃氢，不通過電纜即可進行遠程遙控操作哟玷。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(nèi)進行測量，極為方便拔莱。在擴大測量機的使用范圍碗降，提高操作性能方面，霍布遜公司的產(chǎn)品作出了有益的探索塘秦。
   
   布拉紋公司展出一臺三坐標測量機，牌號為GAGE 2000R劲吐，它采用卡尺和千分尺等簡單操作原理钩厕，撳動按鈕即可進行測量。測量結(jié)構(gòu)可按卡尺測量的圖像或千分尺指針的圖像拣九，顯示在操作屏幕上舌恒，非常便于用戶操作和對測量結(jié)果進行分析判斷。

不斷提高測量儀器的質(zhì)量

1. 提高測量水平與新型關(guān)鍵技術(shù)
   
   伯阿脫公司在會上展出了一臺多傳感器三坐標測量機含薄，該機采用了新的測量原理瞒籍，機上配裝了稱作光纖測頭的微小球體，微小球體作為接觸式測頭使用谓牢；同時奇忆，由于它同顯微鏡圖象處理的非接觸式測量裝置相連接，因此巩烤，可對微小孔的邊槽尺寸形狀進行高精度測量享处。利用此種新型測頭可對φ50～100μm的微小孔進行精密測量。微小球體端部的最小半徑為12.5μm，球體與光纖連接在一起喝撒，既可作為測頭使用你踩，同時還可充作照明裝置。這種光纖測頭具有良好的撓曲特性讳苦，讓其接觸微小孔內(nèi)璧带膜，通過光纖照明的球體位置，可由CCD傳感器檢測出來鸳谜，進行圖象處理后钱慢，即可計算出小孔的尺寸、形狀卿堂。過去束莫，測量微小盲孔或深孔中間部位的尺寸、形狀草描，通常都采用CCD傳感器或激光傳感器览绿，由于系垂直照明，光亮度有限穗慕，檢測時不能獲得足夠的光量饿敲，因此深孔中間部位的測量十分困難。伯阿脫公司的新型技術(shù)克服了迄今測量深孔尺寸逛绵、形狀的難點怀各，非常便于在生產(chǎn)現(xiàn)場對微小零件進行多種測量和檢查。
   
   Zygo公司展出了一臺非接觸式三坐標表面形狀測量機简揍，型號為New Bure 5000士挽，其縱向分辨率為0.1nm，可高速測量精密加工零件的微細形狀碑裤。最大測量范圍為5.2mm×7.0mm您脂，縱向最大測量范圍為5mm。與裝有掃描測頭顯微鏡等高分辨率的測量機相比电动，Zygo公司的新產(chǎn)品可在縱向和橫向的極廣范圍內(nèi)進行三維測量蛀田。該測量機利用了具有白色光干涉條紋的相位調(diào)制干涉方式和獨家開發(fā)的高速解析軟件等新技術(shù)，其縱向掃描速度為10.5μm/s褂洽，其特點是分辨率高乖阐，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(gòu)的復(fù)合式載物臺痛祈，具有六自由度定位功能亦誊，深受觀眾注目。該機采用公司自制球軸承蔚便，載物臺堅固耐用毙玻，位置及置放形式易于控制豌蟋。其行程如下：X、Y為25mm桑滩，Z為10mm梧疲，定位精度0.3μm。
   
   上述各種測量機的復(fù)雜運動均能平穩(wěn)進行运准，并可保證良好的測量精度幌氮，對工作臺結(jié)構(gòu)也進行了大量改進，這些都是提高測量精度的基礎(chǔ)性關(guān)鍵技術(shù)胁澳。這些新的基礎(chǔ)技術(shù)使上述測量機有望廣泛應(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量領(lǐng)域该互。
   
2. 控制工藝過程的測量技術(shù)
   
   英國Renishaw公司展出了新開發(fā)的NCI非接觸工具測量系統(tǒng)，主要用于機床上工具的調(diào)整和運轉(zhuǎn)狀況監(jiān)視韭畸。該系統(tǒng)應(yīng)用了可視激光宇智，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(dāng)而產(chǎn)生的加工失誤胰丁，使加工效率和加工質(zhì)量得到進一步提高随橘。
   
   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(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)熔又，可以實時匯總和解析測量工序所獲取的產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)數(shù)據(jù)协伴，生產(chǎn)線和管理部門利用該系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)，進行質(zhì)量管理非宝。三豐公司為此開發(fā)了一系列相關(guān)軟件杨趣，供用戶選用。例如券转，其中有一種供測量部門應(yīng)用的工藝管理程序凡搪，它可將各種測量儀器獲取的測量數(shù)據(jù)送至微機終端，并繪制成管理圖或示意圖恤朝，實時顯示出來仓泣，便于早期發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象棕虫，可有效防止加工不良情況的出現(xiàn)。
   
   隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展玄冬，許多企業(yè)都已大量采用微機和不斷完善企業(yè)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)第哲。因此，利用綜合顯示生產(chǎn)現(xiàn)場狀況的監(jiān)控系統(tǒng)颜懊，充分利用信息資源财岔，嚴密監(jiān)控加工質(zhì)量，是各公司今后需要不斷努力的技術(shù)攻關(guān)方向之一河爹。

努力降低測量成本