測量技術的發展動向
http://kadhoai.com.cn 2026-05-08 06:14:57 來源:中國五金網
提高生產效率的條件及其與測量工程的關係主要表現在三個方麵,即縮短交貨日期、提高產品質量和降低加工成本。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,介紹測量技術的發展動向。
測量技術的發展趨勢
近十餘年來,機床高速化的進展極為迅速。從測量領域來看,一部分測量儀器在高速化、自動化方麵有了明顯的進步;但dan從cong整zheng個ge行xing業ye來lai看kan,測ce量liang儀yi器qi高gao速su化hua的de進jin展zhan遠yuan遠yuan滯zhi後hou於yu機ji床chuang行xing業ye,由you此ci而er往wang往wang造zao成cheng工gong序xu之zhi間jian的de不bu平ping衡heng。提ti高gao測ce量liang效xiao率lv和he加jia強qiang與yu其qi他ta工gong序xu的de聯lian接jie,使shi貨huo物wu流liu能neng順shun暢chang進jin行xing,這zhe是shi縮suo短duan交jiao貨huo日ri期qi的de主zhu要yao課ke題ti。在zai此ci前qian提ti下xia,縱zong觀guan本ben屆jie展zhan覽lan會hui的de測ce量liang儀yi器qi產chan品pin,可ke以yi發fa現xian,許xu多duo廠chang家jia推tui出chu了le提ti高gao檢jian測ce速su度du、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,許多新技術也是圍繞這一中心開發出來的。
為了提高產品質量,各公司都在積極開發可靠性高的高精度測量技術。近年來,隨著ISO 9000s及ISO 9000標biao準zhun的de貫guan徹che,測ce量liang儀yi器qi管guan理li係xi統tong的de完wan善shan已yi迫po在zai眉mei睫jie。遺yi憾han的de是shi,在zai本ben屆jie展zhan覽lan會hui上shang,相xiang關guan的de校xiao正zheng儀yi器qi或huo標biao準zhun型xing儀yi器qi卻que並bing不bu太tai多duo。會hui上shang展zhan出chu了le一yi些xie新xin的de測ce量liang技ji術shu和he關guan鍵jian性xing的de改gai進jin技ji術shu,由you此ci,可ke以yi看kan出chu各ge公gong司si對dui技ji術shu創chuang新xin還hai是shi抱bao著zhe積ji極ji的de態tai度du。
duiyuyiqideweixiubaoyang,yonghuhezhizaoshangjunfeichangzhongshi。youxiezhanchudeceliangyiqiduianzhuangchangsuodewendutiaojian,yibingburucongqiannayangkeke,youdeyiqizeshizongheleduozhongcelianggongjudegongneng。zhexiexinchanpinbiaoming,changjiazaikaifajiangdichengbendeceliangyiqifangmian,yeshibuyiyulide。
提高效率的測量技術
非接觸式高速形狀測量技術
汽qi車che車che身shen或huo泵beng葉ye輪lun等deng大da型xing零ling件jian的de形xing狀zhuang測ce量liang,大da都dou要yao求qiu采cai用yong高gao速su獲huo取qu三san維wei位wei置zhi數shu據ju的de測ce試shi手shou段duan,迄qi今jin主zhu要yao使shi用yong帶dai有you多duo關guan節jie或huo水shui平ping懸xuan臂bi式shi接jie觸chu測ce頭tou的de三san坐zuo標biao測ce量liang機ji進jin行xing測ce量liang。但dan接jie觸chu式shi測ce量liang方fang法fa在zai測ce量liang大da型xing零ling件jian時shi,將jiang受shou到dao諸zhu多duo限xian製zhi,不bu利li於yu提ti高gao測ce量liang效xiao率lv。針zhen對dui這zhe種zhong情qing況kuang,本ben屆jie展zhan覽lan會hui上shang展zhan出chu了le多duo種zhong非fei接jie觸chu式shi測ce量liang方fang法fa,可ke對dui上shang述shu大da型xing零ling件jian進jin行xing高gao密mi度du高gao速su測ce量liang。
日(ri)本(ben)東(dong)京(jing)精(jing)密(mi)公(gong)司(si)開(kai)發(fa)了(le)一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)三(san)坐(zuo)標(biao)測(ce)量(liang)機(ji),這(zhe)是(shi)一(yi)種(zhong)可(ke)移(yi)動(dong)式(shi)三(san)維(wei)光(guang)學(xue)測(ce)量(liang)裝(zhuang)置(zhi),它(ta)利(li)用(yong)幹(gan)涉(she)條(tiao)紋(wen)圖(tu)象(xiang)和(he)三(san)角(jiao)測(ce)量(liang)方(fang)式(shi)進(jin)行(xing)非(fei)接(jie)觸(chu)測(ce)量(liang)。機(ji)內(nei)裝(zhuang)有(you)三(san)台(tai)攝(she)像(xiang)機(ji),可(ke)對(dui)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,30~40秒鍾即可計算處理完畢,測量精度為60µm。該機利用了一種新型數據處理技術,例如,按0.5mm間距測量相當於1000mm×1500mm的汽車車門的數據,包含各個測量工序在內,總共隻需40分鍾即可完成測量作業,並對數據進行解析處理。
日本東京貿易工程係統公司展出的Cometxitongyeshiyizhongkeyidongshifeijiechusanzuobiaoceliangji,gaijisuiranyeliyongsanjiaoceliangyuanli,danquekeshizuoweiceliangzhibiaodeguangzhatiaowenhuizhuan,congerhuodeduogedenggaoxianshuju。zhezhongceliangfangshibuyishoubeiceduixiangbiaomianzhuangtaideyingxiang,kehuodejiaogaodeceliangjingdu。
shangshuxitongyouyukezaidanweibiaomianhuoqusanweiweizhishuju,yinci,yujiechushiceliangfangshixiangbi,kejinxinggaosujiancezuoye。lingwai,youyufeijiechuceliangbuhuizengjiaceliangshouli,yinci,keduiruanzhicailiaojinxinggaojingduceliang。cileixitongsuohuodedeshuju,kebizhaoCAD數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)評(ping)價(jia),因(yin)此(ci),各(ge)公(gong)司(si)必(bi)須(xu)設(she)計(ji)工(gong)藝(yi)及(ji)相(xiang)關(guan)的(de)應(ying)用(yong)實(shi)例(li)向(xiang)用(yong)戶(hu)公(gong)開(kai)說(shuo)明(ming)。這(zhe)種(zhong)可(ke)進(jin)行(xing)高(gao)密(mi)度(du)高(gao)速(su)測(ce)量(liang)的(de)技(ji)術(shu),可(ke)望(wang)應(ying)用(yong)於(yu)設(she)計(ji)模(mo)型(xing)時(shi)的(de)詳(xiang)細(xi)數(shu)值(zhi)化(hua)等(deng)逆(ni)向(xiang)工(gong)程(cheng)技(ji)術(shu)領(ling)域(yu)。
OPTON公司展出一種高速Moire 3D攝像機,它可高速獲取一定範圍內的形狀數據,並進行計算,實時顯示測量結果。該機可按10000coma/秒的速度測量50×50~1000×1000mm範圍內的形狀。例如,可用於振動、位移解析或波麵的觀察、在線測量等領域。
測量功能的綜合化
綜合化也稱複合化,它包含兩個方麵的含義,一是提高測量機的功能,增加檢測項目;另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)是(shi)擴(kuo)大(da)檢(jian)測(ce)範(fan)圍(wei),一(yi)台(tai)測(ce)量(liang)機(ji)配(pei)有(you)多(duo)個(ge)方(fang)式(shi)不(bu)同(tong)的(de)檢(jian)測(ce)器(qi),可(ke)分(fen)別(bie)檢(jian)測(ce)不(bu)同(tong)的(de)測(ce)量(liang)對(dui)象(xiang)。過(guo)去(qu)需(xu)使(shi)用(yong)多(duo)台(tai)測(ce)量(liang)機(ji)才(cai)能(neng)完(wan)成(cheng)的(de)測(ce)量(liang)作(zuo)業(ye),現(xian)在(zai)用(yong)一(yi)台(tai)多(duo)功(gong)能(neng)測(ce)量(liang)機(ji)即(ji)可(ke)完(wan)成(cheng),因(yin)此(ci),可(ke)大(da)幅(fu)度(du)提(ti)高(gao)測(ce)量(liang)作(zuo)業(ye)的(de)效(xiao)率(lv)和(he)測(ce)量(liang)精(jing)度(du)。
德國Mahrgongsizaihuishangzhanchuleyitaiduogongnengceliangji,tazaiyuanduceliangjidejichushang,fujialezuobiaoceliangjidegongneng。zuoweiyuanduceliangji,yaoqiujuyoulianghaodegaojingduhuizhuanzhouheZ軸驅動機構,然後將長行程Y軸與X軸的驅動機構與之組合起來,采用轉環式測頭,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、圓柱度、平行度等幾何誤差,也可測量直徑、級差等長度和角度。該機的測量範圍為300(X)×600(Y)×700(Z)mm,測量長度時的精度U1=1.2+L/500µm,U2=1.5+L/300µm,U3=2.0+L/300µm。
長期以來,將三坐標測量機與回轉工作台組合在一起,才可對齒輪、曲軸、凸輪軸等複雜形狀的工件進行測量。Mahr公gong司si的de多duo功gong能neng測ce量liang機ji由you於yu可ke有you效xiao利li用yong回hui轉zhuan工gong作zuo台tai上shang的de空kong間jian,因yin此ci易yi於yu對dui長chang尺chi寸cun的de大da型xing軸zhou類lei形xing狀zhuang進jin行xing測ce量liang。據ju稱cheng,今jin後hou還hai可ke進jin一yi步bu擴kuo展zhan至zhi對dui複fu雜za圓yuan柱zhu形xing物wu體ti進jin行xing測ce量liang。
在半導體、電子零件或成形用微小模具、塑料製品等複雜細小零件的尺寸、形狀測量方麵,可采用配裝顯微鏡、CCD攝像機、圖像處理設備的非接觸式坐標測量機。日本的一些光學機器、測量器、家電等生產廠家,在定位、聚焦、照明、棱邊檢測等技術領域,已開發出一些各具特色的檢測製品,近年來,多數製品均已普及推廣應用。
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,共展出三台實物,據樣本介紹,共有10餘yu個ge機ji種zhong類lei型xing。如ru日ri本ben三san豐feng公gong司si展zhan出chu了le快kuai速su成cheng像xiang的de圖tu像xiang測ce量liang機ji。這zhe些xie機ji種zhong的de接jie觸chu式shi測ce頭tou傳chuan感gan器qi可ke對dui攝she像xiang機ji難nan以yi攝she取qu的de錯cuo綜zong複fu雜za部bu分fen的de尺chi寸cun或huo深shen孔kong的de任ren意yi高gao度du尺chi寸cun等deng進jin行xing三san維wei測ce量liang。由you此ci可ke見jian,與yu利li用yong光guang學xue原yuan理li的de非fei接jie觸chu方fang式shi相xiang結jie合he,可ke使shi坐zuo標biao測ce量liang機ji具ju有you更geng為wei廣guang闊kuo的de應ying用yong領ling域yu。
為用戶提供方便的產品
英國泰勒—huobuxungongsizhanchuleliangzhongbiaomiancucaoduceliangji,zheshiyizhongbianxieshiceliangji,xingtixiaoqiao,bianyuzaijiagongxianchanghuoshiwaishiyong,yekemanzuzaixianceliangdexuyao。gaijideceliangbufenhekongzhibufenshifenkaide,liyonghongwaixianjinxingxinxichuanshu,butongguodianlanjikejinxingyuanchengyaokongcaozuo。zhezhongyiqiyongyunaxierenshounanyidadaodebuweihuozaibuanquanhuanjingneijinxingceliang,jiweifangbian。zaikuodaceliangjideshiyongfanwei,tigaocaozuoxingnengfangmian,huobuxungongsidechanpinzuochuleyouyidetansuo。
布拉紋公司展出一台三坐標測量機,牌號為GAGE 2000R,它(ta)采(cai)用(yong)卡(ka)尺(chi)和(he)千(qian)分(fen)尺(chi)等(deng)簡(jian)單(dan)操(cao)作(zuo)原(yuan)理(li),撳(qin)動(dong)按(an)鈕(niu)即(ji)可(ke)進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)。測(ce)量(liang)結(jie)構(gou)可(ke)按(an)卡(ka)尺(chi)測(ce)量(liang)的(de)圖(tu)像(xiang)或(huo)千(qian)分(fen)尺(chi)指(zhi)針(zhen)的(de)圖(tu)像(xiang),顯(xian)示(shi)在(zai)操(cao)作(zuo)屏(ping)幕(mu)上(shang),非(fei)常(chang)便(bian)於(yu)用(yong)戶(hu)操(cao)作(zuo)和(he)對(dui)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)判(pan)斷(duan)。
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(bo)阿(e)脫(tuo)公(gong)司(si)在(zai)會(hui)上(shang)展(zhan)出(chu)了(le)一(yi)台(tai)多(duo)傳(chuan)感(gan)器(qi)三(san)坐(zuo)標(biao)測(ce)量(liang)機(ji),該(gai)機(ji)采(cai)用(yong)了(le)新(xin)的(de)測(ce)量(liang)原(yuan)理(li),機(ji)上(shang)配(pei)裝(zhuang)了(le)稱(cheng)作(zuo)光(guang)纖(xian)測(ce)頭(tou)的(de)微(wei)小(xiao)球(qiu)體(ti),微(wei)小(xiao)球(qiu)體(ti)作(zuo)為(wei)接(jie)觸(chu)式(shi)測(ce)頭(tou)使(shi)用(yong);tongshi,youyutatongxianweijingtuxiangchulidefeijiechushiceliangzhuangzhixianglianjie,yinci,keduiweixiaokongdebiancaochicunxingzhuangjinxinggaojingduceliang。liyongcizhongxinxingcetoukeduiφ50~100µm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(qiu)體(ti)與(yu)光(guang)纖(xian)連(lian)接(jie)在(zai)一(yi)起(qi),既(ji)可(ke)作(zuo)為(wei)測(ce)頭(tou)使(shi)用(yong),同(tong)時(shi)還(hai)可(ke)充(chong)作(zuo)照(zhao)明(ming)裝(zhuang)置(zhi)。這(zhe)種(zhong)光(guang)纖(xian)測(ce)頭(tou)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)撓(nao)曲(qu)特(te)性(xing),讓(rang)其(qi)接(jie)觸(chu)微(wei)小(xiao)孔(kong)內(nei)璧(bi),通(tong)過(guo)光(guang)纖(xian)照(zhao)明(ming)的(de)球(qiu)體(ti)位(wei)置(zhi),可(ke)由(you)CCD傳感器檢測出來,進行圖象處理後,即可計算出小孔的尺寸、形狀。過去,測量微小盲孔或深孔中間部位的尺寸、形狀,通常都采用CCDchuanganqihuojiguangchuanganqi,youyuxichuizhizhaoming,guangliangduyouxian,jianceshibunenghuodezugoudeguangliang,yincishenkongzhongjianbuweideceliangshifenkunnan。boetuogongsidexinxingjishukefuleqijinceliangshenkongchicun、形狀的難點,非常便於在生產現場對微小零件進行多種測量和檢查。
Zygo公司展出了一台非接觸式三坐標表麵形狀測量機,型號為New Bure 5000,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。最大測量範圍為5.2mm×7.0mm,縱向最大測量範圍為5mm。與裝有掃描測頭顯微鏡等高分辨率的測量機相比,Zygo公(gong)司(si)的(de)新(xin)產(chan)品(pin)可(ke)在(zai)縱(zong)向(xiang)和(he)橫(heng)向(xiang)的(de)極(ji)廣(guang)範(fan)圍(wei)內(nei)進(jin)行(xing)三(san)維(wei)測(ce)量(liang)。該(gai)測(ce)量(liang)機(ji)利(li)用(yong)了(le)具(ju)有(you)白(bai)色(se)光(guang)幹(gan)涉(she)條(tiao)紋(wen)的(de)相(xiang)位(wei)調(tiao)製(zhi)幹(gan)涉(she)方(fang)式(shi)和(he)獨(du)家(jia)開(kai)發(fa)的(de)高(gao)速(su)解(jie)析(xi)軟(ruan)件(jian)等(deng)新(xin)技(ji)術(shu),其(qi)縱(zong)向(xiang)掃(sao)描(miao)速(su)度(du)為(wei)10.5µm/s,其特點是分辨率高,可進行較廣範圍的高速測量作業。
xitiechengzhongbiaogongsiyulingyigongsihezuokaifachuyizhongliyongbingxingjigoudefuheshizaiwutai,juyouliuziyoududingweigongneng,shenshouguanzhongzhumu。gaijicaiyonggongsizizhiqiuzhoucheng,zaiwutaijiangunaiyong,weizhijizhifangxingshiyiyukongzhi。qixingchengruxia:X、Y為25mm,Z為10mm,定位精度0.3µm。
上(shang)述(shu)各(ge)種(zhong)測(ce)量(liang)機(ji)的(de)複(fu)雜(za)運(yun)動(dong)均(jun)能(neng)平(ping)穩(wen)進(jin)行(xing),並(bing)可(ke)保(bao)證(zheng)良(liang)好(hao)的(de)測(ce)量(liang)精(jing)度(du),對(dui)工(gong)作(zuo)台(tai)結(jie)構(gou)也(ye)進(jin)行(xing)了(le)大(da)量(liang)改(gai)進(jin),這(zhe)些(xie)都(dou)是(shi)提(ti)高(gao)測(ce)量(liang)精(jing)度(du)的(de)基(ji)礎(chu)性(xing)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)。這(zhe)些(xie)新(xin)的(de)基(ji)礎(chu)技(ji)術(shu)使(shi)上(shang)述(shu)測(ce)量(liang)機(ji)有(you)望(wang)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)複(fu)雜(za)曲(qu)麵(mian)的(de)加(jia)工(gong)過(guo)程(cheng)或(huo)微(wei)小(xiao)零(ling)件(jian)及(ji)成(cheng)組(zu)工(gong)程(cheng)等(deng)的(de)測(ce)量(liang)領(ling)域(yu)。
控製工藝過程的測量技術
英國Renishaw公司展出了新開發的NCI非(fei)接(jie)觸(chu)工(gong)具(ju)測(ce)量(liang)係(xi)統(tong),主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)機(ji)床(chuang)上(shang)工(gong)具(ju)的(de)調(tiao)整(zheng)和(he)運(yun)轉(zhuan)狀(zhuang)況(kuang)監(jian)視(shi)。該(gai)係(xi)統(tong)應(ying)用(yong)了(le)可(ke)視(shi)激(ji)光(guang),便(bian)於(yu)對(dui)工(gong)具(ju)位(wei)置(zhi)進(jin)行(xing)隨(sui)機(ji)測(ce)量(liang),可(ke)縮(suo)短(duan)定(ding)位(wei)時(shi)間(jian)和(he)防(fang)止(zhi)因(yin)工(gong)具(ju)不(bu)當(dang)而(er)產(chan)生(sheng)的(de)加(jia)工(gong)失(shi)誤(wu),使(shi)加(jia)工(gong)效(xiao)率(lv)和(he)加(jia)工(gong)質(zhi)量(liang)得(de)到(dao)進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高(gao)。
日本三豐公司展出了新開發的Measur Linkxilie,zheshiyizhongceliangshujuwangluoxitong,keyishishihuizonghejiexicelianggongxusuohuoqudechanpinzhiliangxiangguanshuju,shengchanxianheguanlibumenliyonggaixitongtigongdeshuju,jinxingzhiliangguanli。sanfenggongsiweicikaifaleyixiliexiangguanruanjian,gongyonghuxuanyong。liru,qizhongyouyizhonggongceliangbumenyingyongdegongyiguanlichengxu,takejianggezhongceliangyiqihuoqudeceliangshujusongzhiweijizhongduan,binghuizhichengguanlituhuoshiyitu,shishixianshichulai,bianyuzaoqifaxianyichangxianxiang,keyouxiaofangzhijiagongbuliangqingkuangdechuxian。
隨sui著zhe信xin息xi技ji術shu的de迅xun猛meng發fa展zhan,許xu多duo企qi業ye都dou已yi大da量liang采cai用yong微wei機ji和he不bu斷duan完wan善shan企qi業ye內nei部bu的de網wang絡luo係xi統tong。因yin此ci,利li用yong綜zong合he顯xian示shi生sheng產chan現xian場chang狀zhuang況kuang的de監jian控kong係xi統tong,充chong分fen利li用yong信xin息xi資zi源yuan,嚴yan密mi監jian控kong加jia工gong質zhi量liang,是shi各ge公gong司si今jin後hou需xu要yao不bu斷duan努nu力li的de技ji術shu攻gong關guan方fang向xiang之zhi一yi。
努力降低測量成本
長期以來,測量、檢查工作大都要求設置恒溫室,以提高測量的可靠性;hengwenshiwendudetiaojiefanweiyuexiaxiao,weihukongzhifeiyongyeyuegao。yinci,yonghuxiwanggoumainazhongzaiguangfandewendufanweineirengnengchongfenfahuiqixingnengdeceliangyiqi,yijiangdiceliangchengben。
三豐公司展出一台新開發的柔性測量機QM-Measure,這zhe是shi一yi種zhong台tai式shi三san坐zuo標biao測ce量liang機ji的de簡jian化hua型xing機ji種zhong,可ke用yong於yu生sheng產chan現xian場chang進jin行xing檢jian測ce作zuo業ye。該gai機ji綜zong合he了le各ge種zhong表biao類lei量liang具ju的de功gong能neng,可ke收shou到dao長chang期qi降jiang低di測ce量liang成cheng本ben的de效xiao果guo。該gai機ji附fu有you溫wen度du補bu償chang功gong能neng,可ke在zai15~30℃的溫度條件下使用。
蔡司和東京精密公司聯合開發的PRISMO測量機,也是一種用於生產現場的CNC三坐標測量機,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,測量誤差為R=1.8µm,是一種高精度測量機種。
shangshuceliangjideshiyongxingshijinguangeyoubutong,dantamenquekecongbixuyangekongzhiwendudehengwenshizhongyizhishengchanxianchangjinxingceliang,celiangjingduyekededaoyouxiaobaozheng,zheyidianzaijingmiceliangxingyeyouzhezhongyaodekaichuangyiyi,erqieduiyonghuyeshijiweiyoulide。