普及高速测量

质量与效率一直是衡量各种机器性能、生产过程优劣的两项主要指标。传统的概念是为了保证测量精度，测量速度不宜过高。随着生产节奏不断加 快，用户在要求测量机保证测量精度的同时，会对CMM的测量速度提出越来越高的要求：

1.1：测量机的结构设计改进及材料的变化，结构优化以提高刚性，减轻运动部件的质量：使用轻质材料来降低运动惯性，即由普通使用的花岗石等传统材料转变为密度与杨氏模数之比低的材料、薄壁空心结构等。铝、陶瓷、人工合成材料在测量机中获得了越来越多的应用。

1.2：高速的动态性能要求提高动态补偿能力，动态误差与测量机的结构参数和运动规程有关。在研究这些特性的基础上，既可以改进测量机的结构设计，提高控制系统性能，又可以进行动态误差补偿，在实现高速测量的同时保证高精度。

1.3：采用非接触式测头测量方式，在触测情况下，由于工件与测头的接触速度不能太大，这就给测量速度带来了很大的限 制。扫描测量方式虽比点位测量方式效率高得多，但仍受触测的限 制。采用非接触测头，可避免频繁加速、减速、碰撞等，大大提高测量速度。特别从对可靠性与安 全保护提出更高要求看，非接触测头也有很大的优越性。

1.4：脱机编程技术成为一种趋势，所谓脱机编程技术，就是在CAD技术的辅助下，在不上测量机的情况下，在三维图形的环境下完成对测量程序的编制工作。这样不但能有 效地提高测量机的实际使用效率，也提高了测量程序的编制效率。脱机编程技术的应用使我们能完全与生产准备及生产过程同步进行测量的准备工作，从而更可以节约宝贵的CMM机器占用时间。

2 新材料和新技术的应用 为确保可靠高速的测量功能，国外十分重视研究机体原材料的选用，在传统的铸铁、铸钢基础上，增加了合金、石材、陶瓷等新材料世界上的主要三坐标测量机制造厂商，大都采用了重量轻、刚性好、导热性强的合金材料，来制造测量机上的运动机构部件。铝合金、陶瓷材料以及各种合成材料在三坐标测量机中得到了越来越广泛的应用。

3 控制系统的改进  在现代制造系统中，测量的目的越来越不能仅仅局限于成品验收检验，而是向整个制造系统提供有关制造过程的信息，为控制提供依据。从这一要求出发，必 须要求测量机具有开 放式控制系统，具有更大的柔性。为此，要尽可能利用发展迅速的新的电子工业技术，尤其是计算机，设计新的高性能/价 格比系统。

 4 测量机测头的发展

三坐标测量机除了机械本体外，测头是测量机达到高精度的关键，也是坐标测量机的核心。与其他各项技术指标相比，提高测头的性能指标难度较大。

此外，测量机测头的另一个重要趋势是，非接触测头将得到广泛的应用。在微电子工业中有许多二维图案，如大规模集成电路等，它们是用接触测头无法测量的。近年来国外光学三坐标测量机发展十分迅速。

光学三坐标测量机的核心就是非接触测量。

与发展非接触测头的同时，具有高精度、较大量程、能用于扫描测量的光学测头，以及能伸入小孔、用于测量微型零件的专门测头也将获得发展。不同类型的测头同时使用或交替使用，也是一个重要发展方向。

5 软件技术的革新

测量机的功能主要由软件决定。三坐标测量机的操作、使用的方便性，也首先取决于软件，测量机每一项新技术的发展，都必 须有相应配套的软件技术跟上。

为了将三坐标测量机纳入生产线，需要发展与网络通信、建模、CAD、实现反向工程的软件；按样条函数、NURBS等进行拟合、建模以及各种仿真软件也在不断发展。此外，加 快普及使用通用测量软件DMIS以方便与CAD/CAM的数据交换：同时完善应用于不同类型工件之专用测量软件的开发和使用，形成基于同一种平台开发的测量软件族也成为软件革新的一种必然趋势。

可以说测量机软件是三坐标测量机中发展较为迅速的一项技术。软件的发展将使三坐标测量机向智能化的方向发展，它至少将包括能进行自动编程、按测量任务对测量机进行优化、故障自动诊断等方面的内容。