浅谈坐标测量机选型

浅谈坐标测量机选型

随着全球制造业的发展，坐标测量机作为测量工件尺寸及形位误差的仪器，已然普及到诸多行业，为满足广泛的产业需求，测量机度、种类、率、便捷性、自动化、功能及一体化程度日趋提升及发展，但如何选择适合用户自身发展所需之坐标测量机仍是一关键课题。

笔者结合国内外实践经验，从测量机类型、度、率及功能等方面浅谈坐标测量机的选用方法，以供广大量友参考。

- 用户测量要求

【1】先应根据图纸及工件特点考虑合乎要求的测量范围，作为选择测量机的基本参数，缘于在测量范围内方可实现确测量，对于待测几何特征集中于工件局部的情况，不仅需要求测量机的测量范围可包容此类特性参数，整体工件能否放置于测量机之内亦非常关键，因此，用户应根据实际需要考虑测量机的测量范围及大工件尺寸指标。

同时，接长测杆等因素不容忽视，例如对于固定式测头，评估测量范围时应根据测量要求加上其星形探针组各向探针及接长杆长度，因此，X、Y、Z向测量范围应综合考虑工件被测的大尺寸结合探针长度（单边或双边）、探针更换架及装夹位置等要素。

【2】根据图纸公差要求评估合理的测量度，将测量机给定之测量误差与被测特性的公差进行比对，以初步判断测量机度是否符合要求。对于密测量其测量误差通常为被测工件尺寸公差带的10%至20%以内 (即1/10至1/5)，例如两点间距为600mm,公差带为20um,则所选用的测量机在此长度上的测量误差应不大于2至4 um,于某些条件下例如对于小公差不排除放宽至更大百分比之可能。

通常而言尺寸、距离及位置等特性可据长度测量示值误差MPE_E0进行评估，但于具体工件测量时，尤其体现于形位及轮廓测量时，往往涉及大量测点甚至连续扫描，需综合考虑其形状测量误差MPE_RONt或扫描误差MPE_THP,鉴于实际应用往往不局限于单探针，将涉及多探针形状、尺寸及位置误差（PFTM、PSTM、PLTM），因此，用户应综合考虑测量机各度性能指标以期选择更适合的产品。

- 合适的测量机类型及软硬件配置

【1】从工件尺寸角度考虑，通常对于中等尺寸部件，多见固定平台移动桥式测量机；对于小型工件，则移动平台式测量机（包括接触式、视像式、复合式）得以广泛应用；对于大型工件，多采用大桥式或龙门式结构。

【2】从测量机结构性能方面考虑，其结构设计、布局及材料等，与测量机重复性、动态特性及长期稳定性密切相关，高速及高度测量机机身多采用陶瓷等高科技材料配以零膨胀玻璃陶瓷光栅尺，以提高其动态特性、静态刚度及热稳定性。

【3】从研发或生产工艺角度考虑，需根据需要于计量实验室及车间现场布置合适的测量机，对于需非破坏性检测的工件，于满足可穿透条件下，例如针对注塑或铝压铸制品，可考虑基于X射线断层扫描技术的CT测量机，以期符合内外尺寸量测要求，在条件允许的前提下，尽可能采用工序集中的原则，例如配备多测头平台技术的坐标测量机或复合式扫描测量机，以缩短测量链，提高整体测量率。

【4】从实际应用角度考虑，配备接触式（固定式/旋转式+扫描/点触式）或非接触式测头(视像/激光/白光等)，对于尺寸角度及形位公差等常规要求，配备通用测量软件平台，对于特殊应用，可配置曲线曲面，齿轮测量，叶片评定，数据管理及统计分析等软件或功能选项。

【5】从工件几何特征方面考虑，大体可分为回转体类（包括轴类、盘类）、板类、壳体类及型腔模具类、箱体类、复合类及异形类零件等。通常对于回转体类或需采用回转测量的密部件，多选用配备转台系统的测量机，对于壳体及箱体类工件则多考虑配备固定式测头系统的测量机，部分复合类及异形类零件甚至需考虑配备多种测头系统以满足的检测要求。随着行业对于测量率、度及功能等方面的日益关注，配备连续扫描测头的CNC测量机仍是全球测量机产业主流发展方向。

- 演示及验证

【1】 鉴于具体要求多样化，用户通常可与测量机厂商预约并携带标注若干关键尺寸特性的图纸、三维CAD模型、工件及夹具（如有）等进行终的机型、度及相关功能配置的确认。

【2】 通过演示可了解及验证方案及配置的合理性，软件及功能操作便捷性，测量报告可视化，更可进一步了解测量机实际的综合度甚至重复性能，常规测量误差尚可通过一定方法进行补偿，而重复度通常由测量机自身保证，对于部分高要求或特定应用，更可能涉及cg、cgk、GR&R等检测能力验证。

【3】测量机益之关键在于使用率，因此，演示过程可更好地了解符合要求的测量率，有别于技术规格中的运行速度及加速度指标，可综合了解于保证用户要求的度性能条件下，包括高速连续扫描采样及飞行扫描等可大幅缩短检测时间的功能特点，综合评估若干典型特性的整体检测时间，以满足生产节拍要求。