數字化精密測量儀器的新動向

數字化精密測量儀器的新動向——進入生產現場，非接觸掃描測量倍受重視

    三坐標測量機作為精密測量儀器的基本型主導產品，繼續(xù)在機械制造業(yè)中得到重視和發(fā)展。以三坐標測量機為代表的精密測量儀器進入車間、服務于生產現場是發(fā)展的一個重要趨勢。例如，LEITZ公司的精密三坐標測量機在車間用于測量大型齒輪就是一例。將數字化測量系統(tǒng)集成到數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/激光非接觸式掃描測量技術相結合，實現多功能、多種傳感器的集成和融合，使坐標測量技術的應用更加豐富，更適用于生產現場。

    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/激光式非接觸掃描傳感器的水平臂三坐標測量機實現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集團等世界著名三坐標測量機制造廠在該領域進行了開發(fā)。瑞典HEXAGON集團所屬DEA公司的PRIMA C1系列水平臂測量機在CW43L型連續(xù)伺服關節(jié)測座上，可配備觸發(fā)式測頭、連續(xù)掃描測頭、光學或激光掃描測頭等多種測頭，以適應不同測量環(huán)境和任務的要求。德國ZEISS公司的PROR Premium坐標測量機配備有EagleEye導航系統(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量過程控制中，對工件的幾何參數、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)的便攜式柔性關節(jié)臂測量機功能增強

    美國CIMCORE公司推出了配備有先進激光掃描測量系統(tǒng)的關節(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，還可實現對管件的長度、彎曲度、回彈等多種數據的測量和比較。測量范圍為1.2m的儀器點測重復精度達0.010mm，空間精度達0.015mm。用于反求工程時，不僅測量速度快，而且可實現測量過程的實時顯示和補漏測量數據的無縫拼接。該儀器可用于三坐標測量、三維造型、產品測繪、反求工程、現場測量以及模具設計制造等涉及到設計、制造、過程檢測、在線檢測以及產品最終檢測等測量工作。美國FARO技術公司的FaroARM系列便攜式三坐標測量臂具備類似的技術指標和性能。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)的需求大大推進了軸類精密零件非接觸測量技術的發(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，通過工件的回轉和軸向移動對工件進行投影掃描，可實現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)計質量分析，還能對零件的局部（如過渡曲線、微小溝槽等）進行放大測量。由于工件立柱可以傾斜，因而能對螺紋、蝸桿、絲桿等進行全參數精度的精確測量，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據。儀器數顯分辨力為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用廣泛

    帶CCD數字攝像頭、激光測頭、觸發(fā)測頭的多傳感測頭光學坐標測量儀器得到了快速發(fā)展。除德國MAHR公司的MARVISION系列三維光學坐標測量機、瑞士TESA公司的三坐標成像測量系統(tǒng)TESA VISIO、德國SCHNEIDER公司的SKM系列3D多測頭坐標測量機等典型產品外，美國OGP公司等著名廠商也有相應產品展示。日本三豐公司CNC視像測量系統(tǒng)系列產品中的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準規(guī)定的0級，達±(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，儀器測量精度達到（1.0+L/100）µm，采用半導體激光導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數字成像技術，將采集到的被測工件圖像送入計算機進行處理，進行相應幾何精度的檢測，產品技術指標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，實現了多功能測量。測厚儀| 測速儀| 轉速表| 壓力表| 壓力計| 真空表| 硬度計| 探傷儀| 電子稱| 熱像儀|