正确选择才能准确测量

　　三坐标测量机对于模具制造的重要意义是不言而喻的。虽然三坐标测量的精度等级很高，但是其对于环境的要求也很苛刻，而且测量相对也比较耗费时间。

　　对模具行业而言，竞争越来越激烈，快速变化的市场对于模具前期制造乃至后期试模等环节要求越来越高，希望其反映时间越来越短。因此，在保证一定测量精度的前提下，如何有效提高测量时间，对于模具制造企业而言同样至关重要。

　　极为丰富的产品和方案

　　颜磊：在模具制造领域，针对不同类型的模具，三丰（MITUTOYO）公司都有不同类型的测量产品应对。大型的模具用大型的接触式三坐标测量机来测量，而小型的精密模具就得用光学的非接触三坐标来测量。对于不同类型的模具，在使用不同的仪器进行测量时，其方案也是不一样的。在使用接触式三坐标测量机时会根据需要配置接触、扫描、光学和激光等多种测头。同样，在使用光学的非接触三坐标时也会配置接触、激光等测头，并相应的配合专门的软件，以便更快、更准确的完成对工件的测量工作。所以，不论是什么样的模具，只有根据其测量的要求选择最适合的测量仪器，并且确立了正确的测量方案后，才能够快速准确的完成测量工作。

　　马振华：成立于2002年的Creaform是世界级的创新技术公司，专门提供3D数字化解决方案。Creaform将每一个3D处理方法和技术与涵盖3D所需的、各项范围内的创新解决方案整合在了一起，3D扫描、逆向工程、检测、风格设计和分析、数字化制造等。此类产品技术突破了其他手持式扫描系统的性能及应用操作上的限制，达到更高精度水平且更高程度表现细节、更高效、更完美地执行3D扫描项目。

　　形创公司Handyscan 3D是第一款自定位的便携激光扫描仪，特别是针对设计、制造和所有类型的部件和组件的检测。Handyscan 3D的手持式自定位3D激光扫描仪主要用于3D扫描和数据获取。这些扫描仪可“读取”物体的实际外形、确定其空间位置并将该信息传递给数据获取及后处理软件。

　　翟高山：挪威迈卓诺测量系统有限公司基于摄影测量技术的光电式坐标测量系统——光笔测量仪，被广泛应用于汽车、航空等行业大型模具的检测。基于摄影测量技术，相机通过测量镶嵌在测量光笔上的多个红外发光二极管（LED）的坐标，得到测量光笔在空间的位置和姿态。由于光笔底端连接的测针经过精确校准，与光笔的几何位置关系惟一确定，被测点的三维坐标得以精确计算出来。

　　迈卓诺光笔测量仪的技术特点，很好地契合了中、大型模具的检测需求，成为大型模具的测量利器。DUO光笔测量仪具有很好的便携性，非常适合车间现场使用。由于设备主要由数码相机和碳纤维光笔组成，因此可以在0~45℃正常工作，温度变化对测量精度几乎没有影响。

　　而且，DUO光笔测量仪集大尺寸与高精度测量于一身，其技术指标能够很好地满足大型模具的高精度检测要求。作为一套基于摄影测量技术的光学坐标测量系统，光笔测量仪可以实现长达25m的大范围测量。采用专利的图象处理与相机校准技术，空间长度测量精度可达40μm。

　　此外，出色的隐藏点测量能力，也成为光笔测量仪突出的技术优势。我们知道，在进行模具检测时，不仅需要检测曲面，还需要测量一些几何元素，比如孔、槽等，而且有的几何尺寸处于比较深的隐藏位置。光笔测量仪使用测针采点，虽然它是光学测量设备，但使用起来就是一台真正意义上的三坐标测量机，对于这些几何元素的测量就比较容易。用户通过配备带有加长部分的测量光笔，结合测针和加长杆，可以轻易测量600mm或更深的隐藏位置。

　　周亮：无论是模具的设计、验证，还是调整与修复，来自海克斯康的全面计量解决方案，具备满足模具工业尺寸计量和逆向工程应用的能力。海克斯康推出的以CogniTens品牌为代表的Optigo白光测量系统，它突破了传统白光测量技术对于实验室的依赖，能够广泛应用于苛刻的车间现场，数十倍的加速和提升汽车与模具行业测量应用，在产品开发、工艺设计和产品试制阶段，提供实际模具表面的详尽说明和尺寸信息，从而尽量避免各种质量问题的发生，实现模具的快速交付。

　　Optigo是一种用于车间工程、生产和装配工艺的便携式、高性能尺寸测量平台。Optigo结构紧凑，操作简便，是一款集多种精确仪器的设备。其性能不受振动、工业照明或温度变化的影响。CogniTens的专利技术保证了该仪器的快速运行和超精性能。从样机开发到完善到最后的产品上线的各环节，Optigo均能对汽车尺寸工程学各种疑难问题做出综合的解决方案。

　　Optigo是一个多功能平台，可在汽车试产和量产阶段进行焊装夹具和模具的开发试验、零件和总成件的校准以及复杂的根源分析。在我们专有的CoreView格式中会自动生成详细的尺寸测量结果，并可以在不同的阶段直接或间接通过CogniTens尺寸域服务器进行产品开发、工程设计、质量评估和生产管理。CogniTens的专利技术可确保快速的测量过程和精确的测量结果。Optigo提供的是一个综合方案，解决从试生产到批量生产过程中所有的尺寸计量难题。

　　选对所需要的测量设备

　　颜磊：对于测量速度来说，它有两个方面的含义。一方面是测量时的速度，另一方面是测量的效率。第一个方面大家很容易理解，就是测量设备在实际测量工作中移动的速度，以及测量时信号的反馈速度，它们直接决定了测量所需要的时间。第二个方面测量的效率是指在保证测量精度的前提下，不同的测量方法所需要的不同的测量时间。

　　在一个模具的测量过程当中，很多重要的尺寸，如定位尺寸、空间相对位置和特殊的尺寸等都需要用不同的测量仪器来完成，只有在测量模具型腔的表面形状时才可能会使用到激光扫描类的产品。因此，不能简单地说“激光扫描类的非接触测量产品的速度快”，也不要认为激光扫描类的测量仪器什么工作都可以完成，应该是不同的测量需求需要不同的测量仪器。

　　马振华：从测量、扫描的技术要求和发展状况来看，非接触式测量成为一种必然趋势。现在大家了解到的两代产品，一种是固定式的可用于扫描、测量的三坐标；另一种是便携式的激光扫描臂。这两种测量设备都是非常高效的产品，与传统的测量检测手段相比在技术上是个极大的飞跃。作为便携式扫描设备，如何缩短数据采集及数据后续处理时间，是大家关注的焦点所在。

　　很多人都会问这样一个问题，是不是新一代产品可以取代老一代产品，这样的认识是个误区。其实每一代产品都有其各自的优势，固定式的三坐标精度高，但对应用环境有严格的要求；激光测量臂相对于固定式来说，在便携性和环境适应性方面有优势，但扫描范围局限在臂摇动时所能涉及到的范围；Handyscan更便携且测量范围无局限，人手能到之处即能扫描到，真正实现无死角测量。且扫描时候可以移动待测物体，可在同一坐标下实现组合扫描。

　　翟高山：为了更好地满足客户的需求，更加快速、精确地完成大型模具的检测，迈卓诺在DUO光笔测量仪的基础上，最新发布了集采点检测与点云扫描于一身的“All-In-One（全合一）”测量解决方案NaviSCAN。它是迈卓诺DUO光笔测量仪与白光扫描测量系统的有机组合。拥有了NaviSCAN，就同时拥有了大尺寸、高精度的坐标测量机和扫描仪两套设备。其技术原理简单来说是这样的，在白光扫描测头上集成了一套碳纤维网格结构，被称作“Navi Target”，网格结构上每个球窝接头的各个方向均镶嵌了发光二极管（LED）。利用迈卓诺摄影测量系统的多点同步测量的功能，通过测量多个LED的空间坐标，得到网格结构的6D参数（空间的位置和姿态），从而实现对白光扫描测头的空间精确定位。扫描测头每次拍摄可以得到1m2的“扫描块“，通过迈卓诺摄影测量系统的精确定位，多次拍摄得到的“扫描块”可以无缝、精确地“缝合”到一起，从而实现对大型曲面的精确扫描。扫描结果可以直接与零件的CAD数学模型进行比对，从而实现快速、精确的曲面检测。当然，除了正向检测，扫描得到的点云也可以用作逆向工程等。NaviSCAN扫描系统非常适合大型曲面的检测，能够有效提高大型曲面的扫描精度。

　　兼容性决定衔接与对比质量

　　颜磊：在取得测量结果后，继续要做的工作是将测量结果与设计图纸进行比较，找出不符合设计要求的地方进行修正。现在图纸也有很多种，平面图纸、2D或3D CAD图纸。一般的测量软件都能做到提前将图纸标明的公差要求输入程序，在测量完成后直接输出测量结果，并在其中标出不符合部位；对于2D或3D CAD设计图，需要通过测量仪器得到很多工件上的特征点，或表面上所有点的数据与CAD设计图上相应点的数据进行比较，从而显示出各部位实际状况与设计要求的偏离趋势。

　　那么，仪器配置的计算机的性能、CAD图纸与测量软件的语言格式的兼容性、测量软件的性能等都会直接影响到以上的工作。

　　马振华：Handyscan手持式3D扫描仪拥有自主知识产权的数据采集软件，非常容易学习和使用。它以标准格式文件，可跳过点云模式直接生成stl三角网格文件，此文件易于导入检测软件加以快速编辑和后续处理。Stl文件可以用多种CAD/后处理软件（CATIA V5、Geomagic、Polyworks、PRELUDE V5 Inspect和Rapidform等软件）进行处理和设计，由于其文件格式紧凑，相比点云输出格式，可大大简化文件导入后续软件进行后续处理的时间，兼容性强大，通用的设计软件都可使用。

　　更加小型化、专能化和低成本化

　　颜磊：对于测量方面，我认为包括模具领域的机械加工行业在内将来都会朝着小型化、专能化和低成本化的方向发展。因为，机械加工企业在降低成本的压力下会将加工能力更加合理的配置，同时将检测设备配置到相应的工位或几道工序间，以最大程度的减少能源、物料和人力资源的消耗，从而更有效的减少废品的产生，达到降低成本的目的。

　　翟高山：随着现代制造业的快速发展，用户对质量控制提出了更高的要求。对于一些大型和重型制造行业，如大型模具制造企业，由于其产品一般大而重，客户希望将质量问题在车间现场实时、在线解决。

　　我们知道，目前模具检测的设备主要是传统的固定式三坐标测量机。但是，对于汽车、航空和船舶制造行业的大型模具，如果用传统的三坐标测量机进行检测，需要把模具运送到有温控措施的测量间，长时间恒温后再进行测量，测量完毕还要运回车间现场。这样，既大大影响生产效率，又额外花费很多的人力、物力和财力。而且，传统的坐标测量机都受到有限的测量范围的限制，超大型的坐标测量机又非常昂贵。这就需要一种能够适用于车间现场的高性价比的大尺寸、高精度测量系统。

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