數(shù)字化精密測量儀器的新動向——進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場，非接觸掃描測量倍受重視

    三坐標(biāo)測量機作為精密測量儀器的基本型主導(dǎo)產(chǎn)品，繼續(xù)在機械制造業(yè)中得到重視和發(fā)展。以三坐標(biāo)測量機為代表的精密測量儀器進(jìn)入車間、服務(wù)于生產(chǎn)現(xiàn)場是發(fā)展的一個重要趨勢。例如，LEITZ公司的精密三坐標(biāo)測量機在車間用于測量大型齒輪就是一例。將數(shù)字化測量系統(tǒng)集成到數(shù)控加工機床上是另一個發(fā)展趨勢。例如，秦川機床廠的CNC成型齒輪磨床集成了在機齒輪測量系統(tǒng)。與光學(xué)/激光非接觸式掃描測量技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)多功能、多種傳感器的集成和融合，使坐標(biāo)測量技術(shù)的應(yīng)用更加豐富，更適用于生產(chǎn)現(xiàn)場。

    ① 汽車大型覆蓋件的非接觸掃描測量精確而快速

    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)測量機實現(xiàn)了對汽車大型覆蓋件的快速精密檢測。德國ZEISS公司和瑞典HEXAGON集團(tuán)等世界著名三坐標(biāo)測量機制造廠在該領(lǐng)域進(jìn)行了開發(fā)。瑞典HEXAGON集團(tuán)所屬DEA公司的PRIMA C1系列水平臂測量機在CW43L型連續(xù)伺服關(guān)節(jié)測座上，可配備觸發(fā)式測頭、連續(xù)掃描測頭、光學(xué)或激光掃描測頭等多種測頭，以適應(yīng)不同測量環(huán)境和任務(wù)的要求。德國ZEISS公司的PROR Premium坐標(biāo)測量機配備有EagleEye導(dǎo)航系統(tǒng)和可控測座，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，對工件的幾何參數(shù)、表面和邊緣的特征點、間隙和貼合性等實施高速精密測量。

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

    美國CIMCORE公司推出了配備有先進(jìn)激光掃描測量系統(tǒng)的關(guān)節(jié)臂測量機。該儀器采用碳纖維材料制造，重量輕而剛性好，其中INFINITE系列的還具有無線通訊功能。儀器采用PC-DMIS軟件，測量功能強。配上管件測量系統(tǒng)附件，還可實現(xiàn)對管件的長度、彎曲度、回彈等多種數(shù)據(jù)的測量和比較。測量范圍為1.2m的儀器點測重復(fù)精度達(dá)0.010mm，空間精度達(dá)0.015mm。用于反求工程時，不僅測量速度快，而且可實現(xiàn)測量過程的實時顯示和補漏測量數(shù)據(jù)的無縫拼接。該儀器可用于三坐標(biāo)測量、三維造型、產(chǎn)品測繪、反求工程、現(xiàn)場測量以及模具設(shè)計制造等涉及到設(shè)計、制造、過程檢測、在線檢測以及產(chǎn)品最終檢測等測量工作。美國FARO技術(shù)公司的FaroARM系列便攜式三坐標(biāo)測量臂具備類似的技術(shù)指標(biāo)和性能。我國西安愛德華測量機公司2005年也公開展示了自主開發(fā)的柔性關(guān)節(jié)臂測量機的樣機。

    ③ 軸類零件光電非接觸測量儀器發(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量技術(shù)的發(fā)展。瑞士TESA公司的TESA Scan系列軸類零件快速掃描測量儀采用2個線陣CCD組件，通過工件的回轉(zhuǎn)和軸向移動對工件進(jìn)行投影掃描，可實現(xiàn)對軸類零件位置誤差和形狀誤差的精確檢測、對截面形狀和輪廓度的評估比較以及統(tǒng)計質(zhì)量分析，還能對零件的局部（如過渡曲線、微小溝槽等）進(jìn)行放大測量。由于工件立柱可以傾斜，因而能對螺紋、蝸桿、絲桿等進(jìn)行全參數(shù)精度的精確測量，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，精度2+（0.01D）µm，重復(fù)性0.001mm。德國SCHNEIDER的WMM系列軸類及工具測量儀操作簡單、測量速度高，特別適用于車間檢查站。儀器采用高分辨力的Matrix攝像頭，可以快速獲取測量數(shù)據(jù)。儀器數(shù)顯分辨力為0.0001mm，長度測量不確定度為E2=（2.0+L/200）µm（L單位為mm）。

    ④ 中小尺寸平面類精密零件的二維、三維非接觸測量儀器應(yīng)用廣泛

    帶CCD數(shù)字?jǐn)z像頭、激光測頭、觸發(fā)測頭的多傳感測頭光學(xué)坐標(biāo)測量儀器得到了快速發(fā)展。除德國MAHR公司的MARVISION系列三維光學(xué)坐標(biāo)測量機、瑞士TESA公司的三坐標(biāo)成像測量系統(tǒng)TESA VISIO、德國SCHNEIDER公司的SKM系列3D多測頭坐標(biāo)測量機等典型產(chǎn)品外，美國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視像測量系統(tǒng)系列產(chǎn)品中的SV350-pro型測量機采用了自制的超高精度、高分辨力、低膨脹玻璃光柵基準(zhǔn)尺，儀器分辨力0.01µm，X、Y軸測量精度為（0.3+L/1000）µm，Z軸測量精度為（1+2L/1000）µm。三豐公司的Hyper MF型測量顯微鏡的X、Y軸測量精度超過日本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的0級，達(dá)±(0.9+3L/1000)µm，儀器分辨力0.01µm，是用于精密模具、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）精密檢測的理想選擇。國內(nèi)西安愛德華、東莞萬濠、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。貴陽新天光電公司近年注重新品開發(fā)，2004年成功推出了JX13C圖像處理萬能工具顯微鏡，采用金屬光柵和高分辨力的CCD攝像頭，儀器測量精度達(dá)到（1.0+L/100）µm，采用半導(dǎo)體激光導(dǎo)向快速確定測量位置。JX15A/B型視頻測量顯微鏡同樣采用了CCD數(shù)字成像技術(shù)，將采集到的被測工件圖像送入計算機進(jìn)行處理，進(jìn)行相應(yīng)幾何精度的檢測，產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)和水平上了一個檔次。深圳智泰公司VMT系列的3D影像量測儀，在CCD視覺測量系統(tǒng)上配備上高精度觸發(fā)式測頭，實現(xiàn)了多功能測量。測厚儀| 測速儀| 轉(zhuǎn)速表| 壓力表| 壓力計| 真空表| 硬度計| 探傷儀| 電子稱| 熱像儀|