经过近50年的发展历程,三坐标测量机已经趋向于高速度、高精度、新材料等趋势。计算机技术、传感技术和精密机械在工业生产的应用,推进了三坐标仪的快速发展。三坐标测量广泛应用于机械、汽车、航空、军工、模具等行业,完成零件检测 、外形测量、过程控制等任务。现代工业生产的超精加工、科学研究对三坐标检测技术又提出了新的要求。
一、高精度、高效率
目前,超高精度的测量机已经达到1um以内,但是对于超精加工机床、钻石切削加工、航空航天等领域来说,纳米级别的精度才符合其生产需要,这一精度还远低于它们的精度要求。
同时,三坐标测量技术不局限在检验测量环节中,对于高端客户,他们希望三坐标测量能够在其检测生产线中高效地检验零部件的规格参数。因此,各大三坐标生产厂商也在努力研发其生产工艺,以适应各种超精加工机床、工程项目、科学研究等对于高精度,高效率的要求。
二、发展测量技术、完善测量仪配置
从原理上说只要测头能探及,三坐标测量机就能测量。每一个客户需要测量的部件不同,三坐标仪的测头以及测量程序就会有很大的差异。为了满足客户的特殊测量要求,测量机的配置和解决方案都必须与时俱进,快速发展。
非接触式测量是测量技术发展的一大趋势。现在很多三坐标厂商已经研发出影像测量仪、激光扫描仪、复合型测量仪,甚至是便携式测量仪、关节臂式测量机等新型产品。这在一定程度上满足了某些客户的测量要求。
为了增强三坐标测量机功能,还将发展计算机数控的分度台与回转台。配置一维或二维分度 台(能绕两个相互垂直轴回转的分度台),使三坐标测量机变为四坐标或五坐标测量机。精密 回转台还使三坐标测量机具有圆度测量功能。
三、测量软件人性化,研发智能测量机
三坐标测量机的每一项新技术的发展,都必须有相应配套的软件技术跟上。目前市场上的测量软件较多,常见的测量软件有,法国的Metrology,英国的Powerinspect,美国的PC-DIMS。目前PC-DIMS测量软件已经将CAD引入到测量技术中,图形化的界面显示,温度补偿,反向工程都比较容易实现。但是由于各个生产厂商对软件系统的定制,没有统一的界面和功能,给三坐标检测人员的学习和操作带来一定的困难。另外,为了将三坐标测量机纳入生产线,需要专业人员研发与网络通信、建模、CAD、实现反向工程等相配套的软硬件设施。
可以说测量机软件是三坐标测量机中发展最为迅速的一项技术。软件的发展将使三坐标测量机向智能化的方向迈进。很难对智能三坐标测量机下一个定义,因为它在不断地发展,但它 至少应包含下述内容:
(1)能进行自动编程。三坐标测量机软件的发展使编程日益简化,但总还需要编程。自学习编程首先需要人工操作一遍。
(2)按测量任务对测量机进行优化。智能测量机能够按照测量任务,提示工件最佳安装位置,并针对被测参数进行优化。
(3)在测量前对测量不确定度作出评定并按此确定采样策略与测量速度。
(4)故障自动诊断。故障自动诊断不仅包括在发生使测量机无法正常工 作的故障,而且包括出现其它一些不正常现象,例如室温偏高,测得数据明显不合理(如超差太大)时发出提示。