坐標測量技術的演變與趨勢

摘 要 坐標測量技術是現代制造和測量水平的重要標示。回想過去數十年坐標測量技術的發展，本文首先對坐標測量技術的發展現狀做了分析，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展基石。美國、日本、德國等國際上的先進工業發達國家都花費大量資金開發坐標測量技術，形成了海克斯康、Zeiss、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 坐標測量技術的發展現狀

伴隨科學技術的發展和社會的進步，坐標測量技術使用在機械工業制造中的應用越來越關鍵，這是因為機械工業產品對精密度的需求在持續增強，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現，坐標測量技術的使用范疇和行業也在持續擴大，伴隨計算機技術的進步，坐標測量技術也獲得了發展，精準度更好，使用便捷，應用行業廣泛。

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，達到了現代化科技生產的需求，因此要確保坐標測量技術的持續進步，就須注意從增強坐標測量技術精準度發起，減少坐標測量技術對周邊環境的依賴，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據獲取、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 坐標測量技術的發展趨勢

2.1 基本趨勢

開發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，開發有著更高價格優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性；小量程坐標測量機主要是簡約構成，開發高精準度探測技術。

網絡化坐標測量技術必將獲得進步。坐標測量機和數字控制機床混合的閉環制造系統已有制成。伴隨計算機和網絡技術的進步，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

開發迅速數據傳接技藝。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。

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

2.4 測量軟件

研發針對車間工人的測量軟件。伴隨坐標測量機使用在車間現場，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互補技術和熱變形互補技術，為符合極差環境下高精準度在線測量和在機測量打好基礎。

致力于軟件規范化。它的基本需要是，從計算機輔助設計圖紙發端，經過制作流程到測量數據，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控設備之間的信息交流、數據查詢和材料分析。

3 結語

回想過去數十年坐標測量技術的發展，可以發現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、測量軟件等等層面。坐標測量技術經過數年的探索，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展的方向。

參考文獻

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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。現為武漢職業技術學院專任教師，講師。研究方向為電子信息技術。

作者單位

武漢職業技術學院 湖北省武漢市 430074