夏良锋
常州检验检测标准认证研究院 江苏常州 213164
摘要：精密测量作为所有先进制造发展的前提与基础，推动了生产效率、减少了生产成本，促成了社会的长效发展。在制造信息化大背景中，是先进制造的先导技术，精密测量方式和仪器设备必须走在前列或在先进制造基础上有更新的发展。坐标测量从点触发到接触扫描，又到不接触检测，其工作效率愈来愈高。应用不同类型的源头一同使用或是交叉运用是目前主要的发展走向和趋势。
关键词：精密测量；智能制造；生产现场；发展方向
引言：
现代精密测量是包括了光学、电子、图像、制造以及计算机技术的一项综合性学科，牵涉领域广泛。运用于工业制造中，可以发挥自身精密、集成、智能化的优点。三坐标测量机器是适宜上文发展趋势的代表，它涵盖了生产中全部三维复杂零件以及需要互相配合才能进行的高准确度测量。发展速度快的坐标测量技术是当代工业生产的需要，且在全球各国都有广泛应用。
一、精密坐标测量技术的发展过程
（一）精密坐标测量机的发展
目前已普遍使用的测量仪器是——坐标测量机，它是最具代表的坐标测量仪。最先出现的坐标测量仪是一台构造简单的机器，但它成为了坐标仪器的诞生，后来才逐渐完善。坐标测量机的出现是工业技术，科学发展的必然趋势。这种仪器可以完成各种复杂的测量与绘图软件连接，可及时把测量数据发送到有关部门，加快了工作效率。因制造行业对于自身出产物的要求越来越高，所以坐标测量机在这些行业中的关键性不言而喻。为满足当代生产需要，坐标测量机器制造企业应该提供准确而可靠的精密仪器，从而制造出有国际化产品。
（二）缺乏具备专业技能的精密坐标测量人才
精密测试技术归属二级学科，包括物理、数学、精密机械、自动控制等技术。从当前看，因行业原因，我国测量行业从业人员很多，但是工作人员技术水准精益程度差别大，人员流动性大，特别是高层次人才缺失尤为严重，使得我国计量测试技术和仪器设施跟先进国家比较存有很大差异。要么专职探究这一技术的人员很少，要么很多研究人员又缺少一线实践经历，不能完成测量仪器设备的深入开发和应用，国内部分高端精密仪器的使用还要依靠进口，这制约了我国此项技术的良好发展。
二、精密工程测量在各个领域中的应用与发展
（一）坐标测量机
此设备是使用率最高的高精度数控测量设备，已经在机械制造领域普及。可以测量零件尺寸、形状公差等。因此具有很好的通用性，能够测量的面积较大、且可保持很高的精度跟效率。同时跟数控加工系统构成了柔性的制造系统。坐标测量有“测量中心”的称谓。在繁杂的零件精密测量领域中，坐标测量机是主要的设备。测量机以其较高的精度在当代生产制造中起到了十分重要的作用，是自动化生产与柔性制造中的关键构成。不但可以对各类零件的几何元素、曲线与曲面加以测量，也能跟其他设备一同工作，与数控机床组合为一个系统，完成设计、制作及测量一体化。像Hexagon公司就是有名的检测机企业，国内有中航工业精密所、西安爱德华公司。而中航精密所的大型龙门测量机，如图1所示[1]。
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图1 中航工业精密所大型龙门测量机
伴随科学技术的发展以及为了适应当代生产需求，测量设备正在向着高精度、功能全及成本低的方向发展，其各个构成部分也在传统技术上得到了发展。主要的发展趋势可以从下列几个方面体现：
2.1.1测量软件
以往的产品有RationaIDMIS、Quindos。为可以将检测设备使用在生产工作中，如今需建立网络通信、反向工程等软件；让作用在不同类型零件中的专门测试软件得以再次开发与使用[2]。
2.1.2测头系统
在最新的测头技术方面，我们采取了固态传感器技术，它可以减少测量偏差，降低在使用较长测杆时因预行程变差所引起的误差。
2.1.3控制系统
在控制系统中，以往的产品多是Panlec、UCC。为增加和制造系统兼容与匹配，需要维持测量机具备开放式的掌控。使用多轴联动的掌握模式能够方便扫描，测量精度更高。
2.1.4机械结构
为提升测量机的精度和效率，在设计结构中，多使用减低运动重心和减轻部件质量的方式，以提升其动态性能和运行速率；这样不但能满足精度需要，而且适应生产节奏不断加速的效率需要。
（二）在线测量技术
伴随在线测量技术不断发展，测量的目的已不只是提供产品质量的评价方式，也兼具了设计与检测的功能，形成了加工检测一体化的“智能制造体系”[3]。测量方法离线变为在线测量，做到了“加工后可测可知”。在线测量技术在测头信号传输方法上从红外传导向着无限传输方向进发，在测量方式中从接触出发向接触扫描和非接触测量方向发展。中航工业精密所近年率先研究出了光学在线测量技术，如图2所示。
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图2 中航工业精密所光学在线测量系统
（三）其他测量技术
激光跟踪测量是指在工业测量中作用于精度高尺寸大的专门仪器。由跟踪头、反射器组件组合而成。激光跟踪测试系统工作原理为：在目标点设置一个放射器，跟踪头对目标点可以将其光束方位进行调节，并返回为检测系统所接收，从而得出空间位置点。此仪器能够完成对静止的目标进行三维高精度测量，也能够对运动物体进行跟踪测量，是大尺寸工业测量中使用最多的方法，已经得到了广泛运用；室内GPS测量是以全球卫星定位系统技术发展出来的新型技术。
三、结束语
当下，测量技术在制造业中的重要性愈发加剧，制造中的每个环节都不能脱离了测量技术的支持。当前国内测量测试技术落后于高端制造技术的发展需求。因仪器开发和生产技术难度高，投资起效慢的特点，境内很多专业仪器生产企业迫于市场压力纷纷转产，是造成差距不可避免的原因。
参考文献：
[1]房建国，胡成海，庞长涛，精密坐标测量技术的发展及应用[J]. 航空制造技术，2015，476（7）：38-41.
[2]房建国，胡成海，庞长涛，未来测量——精密坐标测量技术的发展及应用[J]. 航空制造技术，2015（7）：36-41.
[3]石照耀，张斌，林家春，坐标测量技术半世纪——演变与趋势[J]. 北京工业大学学报，2011（05）：14-22.
[4]李莉，劳奇成，李平，坐标测量新技术及发展趋势[J]. 西安工业学院学报，1998（4）：322-326.
论文作者:夏良锋
论文发表刊物:《防护工程》2019年19期
论文发表时间:2020/2/27
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