在科學技術高度發展的今天,現代精密測量技術對一個國家的發展起著十分重要的作用。如果沒有先進的測量技術與測量手段,就很難設計和制造出綜合性能和單相性能均優良的產品,更談不發展現代高新尖端技術,因此世界各個工業發達國家都很重視和發展現代精密測量技術。
精密坐標測量
精密測量技術
現代精密測量技術是一門集光學、電子、傳感器、圖像、制造及計算機技術為一體的綜合性交叉學科,涉及廣泛的學科領域,它的發展需要眾多相關學科的支持。
在現代工業制造技術和科學研究中,測量儀器具有精密化、集成化、智慧化的發展趨勢。三坐標測量機(CMM)是適應上述發展趨勢的典型代表,它幾乎可以對生產中的所有三維復雜零件尺寸、形狀和相互位置進行高準確度測量。發展高速坐標測量機是現代工業生產的要求。同時,作為下世紀的重點發展目標,各國在微/納米測量技術領域開展了廣泛的應用研究。
三坐標測量機
三坐標測量機作為幾何尺寸數字化檢測設備在機械制造領域得到推廣使用。
1、誤差自補償技術
德國CarlZeiss公司最近開發的CNC小型坐標測量機采用熱不靈敏陶瓷技術,使坐標測量機的測量精度在17.8~25.6℃范圍不受溫度變化的影響。國內自行開發的數控測量機軟件系統PMIS包括多項系統誤差補償、系統參數識別和優化技。
CNC小型坐標測量機
2、豐富的軟件技術
CarlZeiss公司開發的坐標測量機軟件STRATA-UX,其測量數據可以從CMM直接傳送到隨機配備的統計軟件中去,對測量系統給出的檢驗數據進行實時分析與管理,根據要求對其進行評估。依據此數據庫,可自動生成各種統計報表,包括X-BAR&R及X_BAR&S圖表、頻率直方圖、運行圖、目標圖等。
美國公司的Cameleon測量系統所配支持軟件可提供包括齒輪、板材、凸輪及凸輪軸共計50多個測量模塊。
日本Mistutor公司研制開發了一種圖形顯示及繪圖程序,用于輔助操作者進行實際值與要求測量值之間的比較,具有多種輸出方式。
STRATA-UX系統處理簡圖
3、非接觸測量
基于三角測量原理的非接觸激光光學探頭應用于CMM上代替接觸式探頭。通過探頭的掃描可以準確獲得表面粗糙度信息,進行表面輪廓的三維立體測量及用于模具特征線的識別。
該方法克服了接觸測量的局限性。將激光雙三角測量法應用于大范圍內測量,對復雜曲面輪廓進行測量,其精度可高于1μm。英國IMS公司生產的IMP型坐標測量機可以配用其它廠商提供的接觸式或非接觸式探頭。
IMP型坐標測量機
微/納米級精密測量技術
科學技術向微小領域發展,由毫米級、微米級繼而涉足到納米級,即微/納米技術。
納米級加工技術可分為加工精度和加工尺度兩方面。加工精度由本世紀初的最高精度微米級發展到現有的幾個納米數量級。金剛石車床加工的超精密衍射光柵精度已達1nm,已經可以制作10nm以下的線、柱、槽。