三坐標(biāo)測量機(jī)的測量原理是什么？2020三坐標(biāo)測量機(jī)發(fā)展前景趨勢及現(xiàn)狀分析

• 2020年5月27日 GuoMeng來源：互聯(lián)網(wǎng) 342 15
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隨著工業(yè)測量、實(shí)驗(yàn)室儀器等細(xì)分領(lǐng)域的增長，特別是國內(nèi)品牌，在投資的不斷增長和環(huán)保問題的驅(qū)動(dòng)，三坐標(biāo)測量機(jī)行業(yè)將進(jìn)入一個(gè)持續(xù)發(fā)展周期。

隨著工業(yè)測量、實(shí)驗(yàn)室儀器等細(xì)分領(lǐng)域的增長，特別是國內(nèi)品牌，在投資的不斷增長和環(huán)保問題的驅(qū)動(dòng)，三坐標(biāo)測量機(jī)行業(yè)將進(jìn)入一個(gè)持續(xù)發(fā)展周期。當(dāng)前，國內(nèi)三坐標(biāo)測量機(jī)產(chǎn)能在400臺(tái)/年以上的企業(yè)主要有?？怂箍怠⒌聡趟綵EISS、溫澤Wenzel、東京精密、日本三豐、青島弗爾迪等。進(jìn)口三坐標(biāo)測量機(jī)價(jià)格與國產(chǎn)三坐標(biāo)測量機(jī)相比較，價(jià)格較高，幅度在20%-70%。這對于一些中小型企業(yè)來說，高昂的價(jià)格成為選擇進(jìn)口品牌主要的障礙。

三坐標(biāo)測量機(jī)的測量原理是什么

簡單地說,三坐標(biāo)測量機(jī)就是在三個(gè)相互垂直的方向上有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、測長元件、數(shù)顯裝置,有一個(gè)能夠放置工件的工作臺(tái)(大型和巨型不一定有),測頭可以以手動(dòng)或機(jī)動(dòng)方式輕快地移動(dòng)到被測點(diǎn)上,由讀數(shù)設(shè)備和數(shù)顯裝置把被測點(diǎn)的坐標(biāo)值顯示出來的一種測量設(shè)備。顯然這是最簡單、最原始的測量機(jī)。有了這種測量機(jī)后,在測量容積里任意一點(diǎn)的坐標(biāo)值都可通過讀數(shù)裝置和數(shù)顯裝置顯示出來。測量機(jī)的采點(diǎn)發(fā)訊裝置是測頭,在沿X,Y,Z三個(gè)軸的方向裝有光柵尺和讀數(shù)頭。其測量過程就是當(dāng)測頭接觸工件并發(fā)出采點(diǎn)信號(hào)時(shí),由控制系統(tǒng)去采集當(dāng)前機(jī)床三軸坐標(biāo)相對于機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)值,再由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

2020三坐標(biāo)測量機(jī)發(fā)展前景趨勢及現(xiàn)狀分析

從國內(nèi)三坐標(biāo)測量機(jī)領(lǐng)域?qū)＠暾埩颗琶岸纳暾埲朔植紒砜矗渲谐藝鴥?nèi)申請人以外，還有多家國外企業(yè)，且前三名中就有德國卡爾蔡司和瑞典?？怂箍祪杉覈馄髽I(yè)，特別卡爾蔡司公司的申請量在該領(lǐng)域位居第一。可見，三坐標(biāo)測量機(jī)領(lǐng)域的前景可觀，中國的市場和競爭都很大，使得很多國外企業(yè)非常注重在中國的專利布局。但同時(shí)也表明，中國雖然在該領(lǐng)域較國外起步晚近20年，但發(fā)展迅速，已經(jīng)具備與國外老牌企業(yè)競爭的實(shí)力，且發(fā)展勢頭正勁，前景廣闊。

從當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)投資環(huán)境來看，為盤活存量企業(yè)，吸引增量企業(yè)，國內(nèi)工業(yè)產(chǎn)業(yè)園依據(jù)新的入駐標(biāo)準(zhǔn)廠房條件，優(yōu)先入駐儀器儀表產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)的智能制造、先進(jìn)裝備制造業(yè)項(xiàng)目，及帶有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、專利與自主品牌的儀器儀表項(xiàng)目;培育支持國家級(jí)、省級(jí)高新技術(shù)項(xiàng)目和研發(fā)、檢測等生產(chǎn)服務(wù)配套項(xiàng)目入駐;大力支持稅收貢獻(xiàn)大的企業(yè)等項(xiàng)目入駐。并針對符合條件的項(xiàng)目，實(shí)行階梯式租金、減免當(dāng)年廠房租金百分比等入園優(yōu)惠政策。

據(jù)中研普華研究報(bào)告《2020-2025年中國三坐標(biāo)測量機(jī)市場研究及未來潛力咨詢報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示

2019-2025年中國三坐標(biāo)測量機(jī)行業(yè)發(fā)展趨勢及投資風(fēng)險(xiǎn)分析

三坐標(biāo)測量機(jī)行業(yè)發(fā)展規(guī)模預(yù)測

圖表：2019-2025年中國三坐標(biāo)測量機(jī)行業(yè)發(fā)展規(guī)模預(yù)測

數(shù)據(jù)來源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì)

三坐標(biāo)測量機(jī)行業(yè)未來發(fā)展預(yù)測分析

一、發(fā)展方向分析

科技與生產(chǎn)的發(fā)展對三坐標(biāo)測量機(jī)不斷提出新的、更高的要求。

1、提高測量精度

為了提高測量機(jī)的測量精度,需要采取一系列綜合性措施：

(1)提高標(biāo)尺精度

隨著廉價(jià)、便于使用的半導(dǎo)體激光器的發(fā)展，激光干涉標(biāo)尺將在測量機(jī)中得到較多應(yīng)用。特別是對于大型三坐標(biāo)測量機(jī)，這種“無形”標(biāo)尺更有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。在采用激光干涉標(biāo)尺時(shí)，一是不要讓激光產(chǎn)生的熱影響測量機(jī)的精度，激光器常放在隔熱艙外;二是要注意折射率的補(bǔ)償。

(2)提高結(jié)構(gòu)精度

其中包括測量機(jī)主機(jī)、分度臺(tái)、測頭及其附件的精度。這里尤為重要的是提高它的重復(fù)精度。系統(tǒng)誤差可以通過軟件補(bǔ)償?shù)姆椒▉頊p小其影響。

(3)減小環(huán)境因素帶來的影響

特別要注意避免復(fù)雜力變形與熱變形，這要從結(jié)構(gòu)和環(huán)境控制兩方面采取措施。

(4)適當(dāng)?shù)牟蓸硬呗?/p>

采樣策略對被測參數(shù)的測量不確定度有很大影響。應(yīng)當(dāng)說，目前對采樣策略的研究還很不夠。測量機(jī)應(yīng)具有智能功能，能針對被測參數(shù)及精度要求，實(shí)現(xiàn)最佳采樣策略。

2、提高效率

生產(chǎn)節(jié)奏不斷加快，要求測量機(jī)在保證測量精度的同時(shí)，還要有較高的效率。為了提高測量機(jī)的效率，需從以下各個(gè)方面采取措施。

(1)改進(jìn)測量機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),減輕運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量

包括采用密度與楊氏模數(shù)之比低的材料、簿壁空心結(jié)構(gòu)等。鋁、陶瓷、人工合成材料在測量機(jī)中獲得了越來越多的應(yīng)用。

(2)提高控制系統(tǒng)性能

使測量機(jī)能以較高速度運(yùn)動(dòng) ,同時(shí)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) ,準(zhǔn)確定位 ,不產(chǎn)生振蕩、過沖等現(xiàn)象。

(3)采用飛測與掃描測量方式

在觸測情況下,由于工件與測頭的接觸速度不能太大 ,這就給探測速度帶來很大限制。掃描測量方式雖比點(diǎn)位測觸測頭 ,特別是在測量機(jī)連續(xù)運(yùn)動(dòng)過程中實(shí)現(xiàn)“飛測” ,可避免頻繁加速、減速、碰撞等 ,可大大提高效率。

3、發(fā)展探測技術(shù),完善測量機(jī)配置

探測技術(shù)三坐標(biāo)測量機(jī)中占有重要位置。從原理上說只要測頭能探及，三坐標(biāo)測量機(jī)就能測量。三坐標(biāo)測量機(jī)的測量效率也首先取決于探測速度。為了完善測量機(jī)功能，還必須發(fā)展各種附件。

探測技術(shù)發(fā)展的第一個(gè)重要趨勢是,非接觸測頭將得到廣泛的應(yīng)用。非接觸測頭具有許多優(yōu)點(diǎn)：

①允許高的探測速度，還可以用攝像頭或莫爾條紋形成的等高線等，對一個(gè)面進(jìn)行測量;

②它與工件不接觸，沒有測量力,從而可以測量各種柔軟的、易于變形、劃傷的工件;

③它可以形成很小的光斑，對一些接觸測端不易伸入的部位或細(xì)節(jié)進(jìn)行測量;

④在不少情況下，它具有較大的量程。

與發(fā)展非接觸測頭的同時(shí)，具有高精度、較大量程能用于掃描測量的模擬測頭，以及能伸入小孔、用于測量微型零件的專門測頭也將獲得發(fā)展。

4、采用新材料,運(yùn)用新技術(shù)

近年來，鋁合金、陶瓷以及各種合成材料在三坐標(biāo)測量機(jī)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。鋁合金特別適合于制作高速運(yùn)行的三坐標(biāo)測量機(jī)。它導(dǎo)熱好，不易產(chǎn)生復(fù)雜熱變形。盡管它線膨脹系數(shù)較大，但簡單熱變形比較容易補(bǔ)償。它耐磨性差，可在其表面涂覆一層耐磨的陶瓷材料，德國Zeiss公司的 CARAT 技術(shù)就是一例。

為了克服陶瓷導(dǎo)熱性能差、難以加工的缺點(diǎn)，正在開發(fā)各種人工合成陶瓷?？梢园葱枰龀筛鞣N所需形狀。還可以通過適當(dāng)?shù)牟牧稀霸O(shè)計(jì)”，使它具有所需的性能。

5、發(fā)展軟件技術(shù),發(fā)展智能測量機(jī)

測量機(jī)的功能主要由軟件決定。三坐標(biāo)測量機(jī)的操作、使用的方便性，也首先取決于軟件。測量機(jī)軟件所覆蓋的范圍越來越大。它不僅包括坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換、測端半徑補(bǔ)償、控制軟件,數(shù)據(jù)處理軟件，還包括誤差補(bǔ)償軟件， CAD、CAM 軟件與網(wǎng)絡(luò)通信軟件等。從每一類軟件的內(nèi)容看 ，也越來越豐富。

測量機(jī)每一項(xiàng)新技術(shù)的發(fā)展，都必須有相應(yīng)配套的軟件技術(shù)跟上。為了將三坐標(biāo)測量機(jī)納入生產(chǎn)線，需要發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)通信、建模、CAD、實(shí)現(xiàn)反向工程的軟件。為了發(fā)展非正交坐標(biāo)系三坐標(biāo)測量機(jī)，也要發(fā)展一系列新的三坐標(biāo)測量機(jī)軟件。測量機(jī)軟件是三坐標(biāo)測量機(jī)中發(fā)展最為迅速的一項(xiàng)技術(shù)。軟件的發(fā)展將使三坐標(biāo)測量機(jī)向智能化的方向邁進(jìn)。

對我國三坐標(biāo)測量機(jī)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與前景、市場競爭格局與形勢、贏利水平與企業(yè)發(fā)展、投資策略與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、發(fā)展趨勢與規(guī)劃建議等進(jìn)行深入研究，并重點(diǎn)分析了三坐標(biāo)測量機(jī)行業(yè)的前景與風(fēng)險(xiǎn)。欲了解關(guān)于中國三坐標(biāo)測量機(jī)行業(yè)具體詳情可以點(diǎn)擊查看中研普華研究報(bào)告《2020-2025年中國三坐標(biāo)測量機(jī)市場研究及未來潛力咨詢報(bào)告》。

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