三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的論述及發(fā)展前景

劉曉青

摘 要：三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的問(wèn)世，不僅解決了復(fù)雜零件研制急需先進(jìn)檢測(cè)儀器和檢測(cè)技術(shù)的難題，而且還迎合了產(chǎn)品更新節(jié)奏的加快，對(duì)產(chǎn)品檢測(cè)速度的要求，因此三坐標(biāo)在測(cè)量領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，體現(xiàn)出它的重要性和廣闊的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：三坐標(biāo)；現(xiàn)狀；趨勢(shì)；不足；前景

目前三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x主要用于機(jī)械、航空航天、汽車零部件、五金、模具等行業(yè)的輪廓和表面形狀尺寸、角度及位置、齒輪、凸輪、蝸輪、蝸桿、葉片、曲線、曲面測(cè)量，也可以對(duì)工件的尺寸、形狀和形位公差進(jìn)行精密檢測(cè)，從而完成零件檢測(cè)、外形測(cè)量、過(guò)程控制等任務(wù)。在實(shí)際的生產(chǎn)、加工、檢驗(yàn)方面起著舉足輕重的作用。世界上第一臺(tái)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是在1959年英國(guó)誕生的。如今據(jù)統(tǒng)計(jì)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的年銷售增長(zhǎng)率在7%-10%。目前，國(guó)內(nèi)外三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)正迅速發(fā)展，品種規(guī)格已達(dá)300種以上。而三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的意義在于針對(duì)工件需求進(jìn)行空間測(cè)量，彌補(bǔ)傳統(tǒng)測(cè)量方法以滿足生產(chǎn)需要；順應(yīng)自動(dòng)加工線優(yōu)勢(shì)，加快了對(duì)復(fù)雜工件的檢測(cè)；方便快捷的對(duì)大批量工件進(jìn)行高精度，低誤差，高效率的檢測(cè)，并且可反向工程，為加工工件提供了準(zhǔn)確快捷的數(shù)據(jù)。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 可定義為“一種具有可作三個(gè)方向移動(dòng)的探測(cè)器，可在三個(gè)相互垂直的導(dǎo)軌上移動(dòng)，此探測(cè)器以接觸或非接觸等方式傳送訊號(hào)，三個(gè)軸的位移測(cè)量系統(tǒng) （ 如光學(xué)尺 ） 經(jīng)數(shù)據(jù)處理器或計(jì)算機(jī)等計(jì)算出工件的各點(diǎn)坐標(biāo)（X、Y、Z）及各項(xiàng)功能測(cè)量的儀器”。 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 的探測(cè)頭可以在空間沿X、Y、Z三個(gè)軸向移動(dòng)，其它位置以直角標(biāo)或極坐標(biāo)表示，測(cè)量工件時(shí)立方體的五個(gè)面皆可測(cè)量，無(wú)需變換工件位置，如果加裝了適當(dāng)夾具和特殊測(cè)頭，則第六面也可進(jìn)行測(cè)量。它可以在工件的任何位置，設(shè)定工作坐標(biāo)系原點(diǎn)，并且以間接主算法計(jì)算出測(cè)量結(jié)果， 三坐標(biāo)的測(cè)量方式是以電腦數(shù)據(jù)處理機(jī)，快速準(zhǔn)確的計(jì)算出測(cè)量值，配合教導(dǎo)程式使坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)理工作自動(dòng)化，它取代了傳統(tǒng)測(cè)量方式，不僅提高了檢驗(yàn)準(zhǔn)確度，而且對(duì)于高精度產(chǎn)品可以百分之百檢驗(yàn)，可以勝任檢測(cè)困難度高的復(fù)雜工件的測(cè)量，保證精確的數(shù)值，大幅度減小了檢驗(yàn)的時(shí)間、費(fèi)用和人力，增加了測(cè)量效率。

三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的測(cè)量功能應(yīng)包括尺寸精度、定位精度、幾何精度及輪廓精度等。我國(guó)是20世紀(jì)70年代才開始引進(jìn)、研制三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的，現(xiàn)如今國(guó)內(nèi)主要的生產(chǎn)廠家中有西安愛(ài)德華測(cè)量設(shè)備股份有限公司、青島?？怂箍禍y(cè)量技術(shù)有限公司、北京303所、智泰集團(tuán)等，但是同國(guó)外相比還是有一定差距，主要體現(xiàn)在：三坐標(biāo)系列品種較少，新產(chǎn)品開發(fā)周期長(zhǎng)，原件和材料配套難，生產(chǎn)成本高；電控系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性較差；多數(shù)廠家沒(méi)有獨(dú)立自主的技術(shù)，大多數(shù)高精度零件全憑進(jìn)口；軟件創(chuàng)新開發(fā)和更新力度不夠等問(wèn)題。

對(duì)于三坐標(biāo)的成本及保養(yǎng)問(wèn)題也是一些企業(yè)望而遠(yuǎn)之的原因。例如：第一個(gè)是測(cè)量機(jī)用于確定尺寸的光柵尺，為了確保較好的導(dǎo)電性與穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，其材質(zhì)選用了純度為99.9%的黃金作為光柵尺，在日常的操作與保養(yǎng)時(shí)不能對(duì)其有一點(diǎn)傷害，否則就要更換整條光柵尺；第二便是側(cè)頭部位的測(cè)針，通常我們選用針頭為紅寶石材質(zhì)的測(cè)針，測(cè)針的規(guī)格有多種，以直徑為例，越小測(cè)量精度越高價(jià)格也就隨之增加，在對(duì)一些未知工件進(jìn)行測(cè)量時(shí)極易撞彎撞斷。又加上三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)環(huán)境的要求也很苛刻，溫度和濕度必須在一定的范圍內(nèi)才可測(cè)量出最精確值，日常的保養(yǎng)也很繁瑣。生產(chǎn)與使用成本如此之高，對(duì)于多數(shù)私有制經(jīng)濟(jì)的企業(yè)來(lái)說(shuō)是不小的開支。由于先進(jìn)的制造技術(shù)與各種工程項(xiàng)目對(duì)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)不斷提出新的、更高的要求，從目前國(guó)內(nèi)外三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)發(fā)展情況來(lái)看，在今后一段時(shí)期內(nèi)，它的主要發(fā)展趨勢(shì)包括：快速的普及和高速測(cè)量；對(duì)新材料和新技術(shù)以對(duì)具體應(yīng)用；加強(qiáng)對(duì)控制系統(tǒng)的改進(jìn)；致力于測(cè)量機(jī)測(cè)頭與高科技進(jìn)行融合，研發(fā)出多功能高精度低成本的測(cè)量機(jī)；進(jìn)一步增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)與軟件技術(shù)的革新，使三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可以擺脫環(huán)境等因素的制約，達(dá)到隨到隨用的效果。還有這些諸如：僅適合體積在一定范圍內(nèi)的工件測(cè)量，還需要人工手動(dòng)操作進(jìn)行編程，難以用于現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)量，電氣系統(tǒng)還需進(jìn)一步完善、提高效率和安全可靠性等一系列問(wèn)題。

雖然三坐標(biāo)存在一些小問(wèn)題，但是這不足以影響到它的使用價(jià)值和潛在的市場(chǎng)前景。對(duì)于三坐標(biāo)的發(fā)展前景，最為要緊的便是一些高精度的零件完全依賴于進(jìn)口，使得我們的生產(chǎn)力和技術(shù)水平都受到了國(guó)外的制約。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，對(duì)于高精度水平的產(chǎn)品越來(lái)越受青睞，然而保證高精度產(chǎn)品的質(zhì)量尺寸必須需要高精度的檢驗(yàn)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行測(cè)量，所以三坐標(biāo)的應(yīng)用前景非常廣闊，如果我們可以在現(xiàn)有的水平上開拓創(chuàng)新，生產(chǎn)出正真屬于我們自己的儀器，并且又完善了三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x不足的地方，再創(chuàng)造出更多更實(shí)用更便捷的功能，那么必將是中國(guó)技術(shù)水平和測(cè)量史上的又一次全新革命，也是眾多私有制企業(yè)可以大規(guī)模裝配三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的福音！

三坐標(biāo)作為目前世界上最為先進(jìn)和高精度的測(cè)量?jī)x器，不僅滿足了生產(chǎn)上的需求，同時(shí)還促進(jìn)了這一行業(yè)的發(fā)展。通過(guò)實(shí)際走訪調(diào)查我們了解到，大中型企業(yè)為保證產(chǎn)品精度與訂單數(shù)量必然會(huì)購(gòu)買三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x，如此大的市場(chǎng)缺口必定造成了操作與維修服務(wù)人才的緊缺。所以說(shuō)不管是企業(yè)的操作崗位還是市場(chǎng)上銷售崗位或者是維修服務(wù)崗位都將成為新生的蓬勃發(fā)展的行業(yè)！

一個(gè)生產(chǎn)力與技術(shù)不獨(dú)立的國(guó)家是會(huì)被制約被淘汰的，所以在此我由衷希望可以有越來(lái)越多的人加入到這個(gè)領(lǐng)域里，用自己的智慧和力量為我國(guó)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的發(fā)展史添上濃墨重彩的一筆，為我國(guó)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)與檢測(cè)技術(shù)全面自主獨(dú)立，不再受他國(guó)的制約，為社會(huì)生產(chǎn)力邁向更高更好的未來(lái)而努力！

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[4]三坐標(biāo)測(cè)量機(jī).好搜百科.