坐標測量技術的演變與趨勢

摘 要 坐標測量技術是現(xiàn)代制造和測量水平的重要標示。回想過去數(shù)十年坐標測量技術的發(fā)展，本文首先對坐標測量技術的發(fā)展現(xiàn)狀做了分析，接著從基本趨勢、位移傳感技術和探測技術、控制技術、測量軟件等方面探究了坐標測量技術的發(fā)展趨勢。

【關鍵詞】坐標測量 演變 趨勢

坐標測量技術是量度精密制造和測量水平的關鍵技術，是當前設備智能化的發(fā)展基石。美國、日本、德國等國際上的先進工業(yè)發(fā)達國家都花費大量資金開發(fā)坐標測量技術，形成了?？怂箍怠eiss、日本三豐等國際上的知名品牌。當前，中小型的坐標測量技術以臻成熟，大型以及微型的坐標測量技術進步很快，智能坐標測量技術則已是研究熱點，坐標測量技術已變成當前先進制造和科學研究的保證。

1 坐標測量技術的發(fā)展現(xiàn)狀

伴隨科學技術的發(fā)展和社會的進步，坐標測量技術使用在機械工業(yè)制造中的應用越來越關鍵，這是因為機械工業(yè)產品對精密度的需求在持續(xù)增強，坐標測量技術匯集電子技術和計算機技術等，伴隨新型科技材料的發(fā)現(xiàn)，坐標測量技術的使用范疇和行業(yè)也在持續(xù)擴大，伴隨計算機技術的進步，坐標測量技術也獲得了發(fā)展，精準度更好，使用便捷，應用行業(yè)廣泛。

從長時間的研究趨勢探析，坐標測量技術是隨著自動化加工技藝同步成長，達到了現(xiàn)代化科技生產的需求，因此要確保坐標測量技術的持續(xù)進步，就須注意從增強坐標測量技術精準度發(fā)起，減少坐標測量技術對周邊環(huán)境的依賴，才可以獲得精確的精準度測量，對于坐標測量技術在未來數(shù)據(jù)獲取、處理層面的性能對坐標測量技術的研究方向做簡單的探析。

直角與非直角的坐標測量機同時獲得發(fā)展，直角坐標測量機重點方向在于移動橋式坐標測量機等等各類方式。而制造這些坐標測量機的企業(yè)大部分都是為國際上的知名品牌，國內的航空精密機械研究所也是獲得了相當好的成績。非直角的坐標測量機中激光跟蹤儀以及經緯儀等獲得大量應用，是移動測量和必須大尺寸測量中使用到的關鍵應用工具。

2 坐標測量技術的發(fā)展趨勢

2.1 基本趨勢

開發(fā)精準度以及性價比高都有的坐標測量技術。當測量精準度很難增強的時候，開發(fā)有著更高價格優(yōu)勢的坐標測量機是一大方向；而且，打破測量機量程以及精準度的限制，能夠達到當前大量程、精準度和超精準度生產需要。大量程坐標測量機主要是增強機械構成精準度和平穩(wěn)性；小量程坐標測量機主要是簡約構成，開發(fā)高精準度探測技術。

網(wǎng)絡化坐標測量技術必將獲得進步。坐標測量機和數(shù)字控制機床混合的閉環(huán)制造系統(tǒng)已有制成。伴隨計算機和網(wǎng)絡技術的進步，上下級多臺測量機之間能夠分享信息，以達到智能化地監(jiān)控和研究全過程制造質量趨勢，及時改進加工預案，增強制造質量并減少制造耗費。

2.2 位移傳感技術和探測技術

位移傳感器是坐標測量技術的重要部分，光學器件、laser interferometer等已經大量使用在坐標測量技術之中。伴隨坐標測量精準度的增強，需要發(fā)展怎樣降低熱量對laser interferometer精準度的干擾，增強laser interferometer的經濟性，增強光學器件等新興位移傳感器的精準度，促進這類技藝在坐標測量機中的使用。

開發(fā)非接觸式探測技術，探究非接觸式探測技術性能檢定手段，增強探測精準度。當非接觸式探測技術精準度達到測量需求時，它將大量使用在坐標測量技術中。

開發(fā)新的探測技術，研究精準度強、觸摸力低、小容量的探測器件。有關微電子機械設備體系、微接觸力技術或原子力準接觸技術是高精準度探測設備發(fā)展的一大趨勢；可以探測出零件精細度以及細紋度的探測器件將增強測量精準度，研究前景廣闊。

2.3 控制技術

開發(fā)迅速數(shù)據(jù)傳接技藝。伴隨探測技術的進步，需要控制體系能夠達到每秒上萬個點的迅速傳遞大量數(shù)值的性能，光導纖維等速率更快的傳輸手段將使用在控制系統(tǒng)上。而且，抗干擾性能更佳的多功能控制技術將獲得進步，基于功能更強的嵌入式計算機系統(tǒng)和顯示觸摸技術的操作器將獲得使用，無線傳輸技術將是研究路徑。

開發(fā)使用在車間條件的坐標測量控制技術，生產外延性、協(xié)調性、彎曲性都非常好的控制系統(tǒng)。開發(fā)與數(shù)字控制設備控制系統(tǒng)接口協(xié)調性好的坐標測量控制系統(tǒng)，增強相關設備效能。

2.4 測量軟件

研發(fā)針對車間工人的測量軟件。伴隨坐標測量機使用在車間現(xiàn)場，測量軟件將致力于達成制造工程師意愿，而不是質量工程師意愿。針對車間工人的軟件必須簡化容易明白，更容易使用。

改進基于內嵌設備的動態(tài)互補技術和熱變形互補技術，為符合極差環(huán)境下高精準度在線測量和在機測量打好基礎。

致力于軟件規(guī)范化。它的基本需要是，從計算機輔助設計圖紙發(fā)端，經過制作流程到測量數(shù)據(jù)，都基于標準化的語法，方便坐標測量機之間以及測量機和數(shù)控設備之間的信息交流、數(shù)據(jù)查詢和材料分析。

3 結語

回想過去數(shù)十年坐標測量技術的發(fā)展，可以發(fā)現(xiàn)坐標測量技術的關鍵性進步主要是測量范圍及精準度、探測技術、控制系統(tǒng)、測量軟件等等層面。坐標測量技術經過數(shù)年的探索，已獲得了非常顯著的進步，在測量范圍、精準度、控制及軟件等層面，都達到了外延性、協(xié)調性、彎曲性和抗干擾性極佳的技術體系，而更高精準度的智能化坐標測量以及遠程測量技術，必將是以后坐標測量技術發(fā)展的方向。

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作者簡介

朱婷（1981-），女，湖北省隨州市人。大學本科學歷?，F(xiàn)為武漢職業(yè)技術學院專任教師，講師。研究方向為電子信息技術。

作者單位

武漢職業(yè)技術學院 湖北省武漢市 430074