测量仪器技术的发展新动向和趋势

　　提高生产效率的条件及其与测量工程的关系主要表现在三个方面，即缩短交货日期、提高产品质量和降低加工成本。本文即以此为切入点，结合第20届日本国际机床展览会上的量仪展品，介绍测量技术的发展动向。   

   　 测量技术的发展趋势  

   　 近十余年来，机床高速化的进展极为迅速。从测量领域来看，一部分测量仪器在高速化、自动化方面有了明显的进步；但从整个行业来看，测量仪器高速化的进展远远滞后于机床行业，由此而往往造成工序之间的不平衡。提高测量效率和加强与其他工序的联接，使货物流能顺畅进行，这是缩短交货日期的主要课题。在此前提下，纵观本届展览会的测量仪器产品，可以发现，许多厂家推出了提高检测速度、提高操作性能和功能多样化的不同产品，它们的共同特点都是着重提高测量效率，许多新技术也是围绕这一中心开发出来的。  

   　 为了提高产品质量，各公司都在积极开发可靠性高的高精度测量技术。近年来，随着ISO9000s及ISO9000标准的贯彻，测量仪器管理系统的完善已迫在眉睫。遗憾的是，在本届展览会上，相关的校正仪器或标准型仪器却并不太多。会上展出了一些新的测量技术和关键性的改进技术，由此，可以看出各公司对技术创新还是抱着积极的态度。对于仪器的维修保养，用户和制造商均非常重视。有些展出的测量仪器对安装场所的温度条件，已并不如从前那样苛刻，有的仪器则是综合了多种测量工具的功能。这些新产品表明，厂家在开发降低成本的测量仪器方面，也是不遗余力的。 

  
   　 提高效率的测量技术  

    　非接触式高速形状测量技术  

   　 汽车车身或泵叶轮等大型零件的形状测量，大都要求采用高速获取三维位置数据的测试手段，迄今主要使用带有多关节或水平悬臂式接触测头的三坐标测量机进行测量。但接触式测量方法在测量大型零件时，将受到诸多限制，不利于提高测量效率。针对这种情况，本届展览会上展出了多种非接触式测量方法，可对上述大型零件进行高密度高速测量。 

  
    　日本东京精密公司开发了一种新型三坐标测量机，这是一种可移动式三维光学测量装置，它利用干涉条纹图象和三角测量方式进行非接触测量。机内装有三台摄像机，可对220mm(纵向)×330mm(横向)视野内的物体位置坐标进行每秒最大密度为4点/mm2的扫描，30～40秒钟即可计算处理完毕，测量精度为60?m。该机利用了一种新型数据处理技术，例如，按0.5mm间距测量相当于1000mm×1500mm的汽车车门的数据，包含各个测量工序在内，总共只需40分钟即可完成测量作业，并对数据进行解析处理。

   
    　日本东京贸易工程系统公司展出的Comet系统也是一种可移动式非接触三坐标测量机，该机虽然也利用三角测量原理，但却可使作为测量指标的光栅条纹回转，从而获得多个等高线数据。这种测量方式不易受被测对象表面状态的影响，可获得较高的测量精度。 

  
　　上述系统由于可在单位表面获取三维位置数据，因此，与接触式测量方式相比，可进行高速检测作业。另外，由于非接触测量不会增加测量受力，因此，可对软质材料进行高精度测量。此类系统所获得的数据，可比照CAD数据进行评价，因此，各公司必须设计工艺及相关的应用实例向用户公开说明。

　　这种可进行高密度高速测量的技术，可望应用于设计模型时的详细数值化等逆向工程技术领域。

  
　　OPTON公司展出一种高速Moire3D摄像机，它可高速获取一定范围内的形状数据，并进行计算，实时显示测量结果。该机可按10000coma/秒的速度测量50×50～1000×1000mm范围内的形状。例如，可用于振动、位移解析或波面的观察、在线测量等领域。 

    　测量功能的综合化 

    　综合化也称复合化，它包含两个方面的含义，一是提高测量机的功能，增加检测项目；另一方面是扩大检测范围，一台测量机配有多个方式不同的检测器，可分别检测不同的测量对象。过去需使用多台测量机才能完成的测量作业，现在用一台多功能测量机即可完成，因此，可大幅度提高测量作业的效率和测量精度。

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