當(dāng)前，制造業(yè)省人化、自動(dòng)化趨勢(shì)進(jìn)展迅猛異常，而測(cè)量作業(yè)在此過(guò)程中是不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它與生產(chǎn)加工和制品運(yùn)送同等重要。制造業(yè)對(duì)測(cè)量?jī)x器的需求，在經(jīng)過(guò)1998、1999年的低迷疲軟之后，2000年后有了較明顯的增長(zhǎng)。當(dāng)今世界，提高運(yùn)營(yíng)效率已成為制造業(yè)面臨的重大課題，制造技術(shù)也隨之掀起了不斷革新的浪潮。在這種注重經(jīng)營(yíng)和技術(shù)創(chuàng)新的前提下，對(duì)測(cè)香蕉篩量?jī)x器行業(yè)也提出了更高的要求，即量?jī)x產(chǎn)品必須實(shí)現(xiàn)高速、高精度和系統(tǒng)化，而且必須與IT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展相對(duì)應(yīng)，同時(shí)應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)質(zhì)量管理。目前，各大公司針對(duì)測(cè)量?jī)x器市場(chǎng)增長(zhǎng)勢(shì)頭，正在加大資金投入，積極開發(fā)新技術(shù)、新產(chǎn)品。本文擬介紹近年來(lái)各公司面向新世紀(jì)開發(fā)的精密測(cè)量新技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品。

需星型給料機(jī)求由疲軟轉(zhuǎn)向增長(zhǎng)

由于受到長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)呆滯的影響，自1998年以來(lái)，精密測(cè)量?jī)x器的需求一直處于不景氣狀態(tài)。測(cè)量?jī)x器是一個(gè)深受機(jī)床和汽車工業(yè)動(dòng)向影響的行業(yè)。以日本的情況為例，1999年日本機(jī)床的訂貨回升，對(duì)精密測(cè)量?jī)x器的需求從1999年下半年起也隨之增長(zhǎng)，如卡尺、千分尺等的產(chǎn)量均有所回升。當(dāng)然，1999年由于產(chǎn)品單件價(jià)格下滑等因素，測(cè)量?jī)x器行業(yè)總的形自定中心振動(dòng)篩勢(shì)仍有兩位數(shù)字的下降幅度。
進(jìn)入2000年以后，盡管增長(zhǎng)緩慢，但從年初開始，連續(xù)9個(gè)月精密測(cè)量?jī)x器的產(chǎn)值均呈正值增長(zhǎng)。其中，傳統(tǒng)型號(hào)的產(chǎn)品仍占市場(chǎng)的主流，但在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、粗糙度測(cè)量?jī)x、圓度測(cè)量斗式輸送機(jī)儀等方面，則對(duì)高精度產(chǎn)品需求的增長(zhǎng)十分突出。預(yù)計(jì)，今后對(duì)那些面向質(zhì)量管理的測(cè)量輔助系統(tǒng)及裝置需求將有更大的增長(zhǎng)。
必須注意的是，客戶所要求的測(cè)量精度已由微米級(jí)向納米級(jí)提升，而且這種提升的趨勢(shì)一年比一年迅猛。如果不能適應(yīng)此種需求GD系列圓形振動(dòng)分級(jí)篩去開發(fā)產(chǎn)品，則將難以擴(kuò)大精密測(cè)量?jī)x器的市場(chǎng)規(guī)模。當(dāng)前，尤其是與半導(dǎo)體相關(guān)的領(lǐng)域，測(cè)量技術(shù)不敷應(yīng)用的狀況亟待改善。
據(jù)日本有關(guān)的調(diào)查顯示，各測(cè)量?jī)x器相關(guān)企業(yè)2000年的產(chǎn)值(以1998年度為100進(jìn)行比較計(jì)算復(fù)合破碎機(jī))將有兩位數(shù)字的增長(zhǎng)，增長(zhǎng)幅度可望達(dá)到10%～30%。其中，BLOM-LMT公司的產(chǎn)值增長(zhǎng)幅度估計(jì)將達(dá)80%，SOL公司的產(chǎn)值可增長(zhǎng)90%。這些企業(yè)大都經(jīng)營(yíng)國(guó)外測(cè)量機(jī)產(chǎn)品，他們的增長(zhǎng)幅度明顯高于日本國(guó)內(nèi)企業(yè)。日本測(cè)量?jī)x器企業(yè)中，以東京精密公司的增長(zhǎng)幅度最高，估計(jì)2000年將增長(zhǎng)60%，銷售的產(chǎn)品中，70%以上為半導(dǎo)體制造行業(yè)所需的測(cè)量?jī)x器。

努力皮帶提升機(jī)增強(qiáng)產(chǎn)品開發(fā)能力

煤礦輸送機(jī)面對(duì)需求增長(zhǎng)的良好勢(shì)頭，各公司正在加大資金投入，努力增強(qiáng)開發(fā)新產(chǎn)品的能力。如以機(jī)床行業(yè)為最大用戶的索尼精密工程公司，在其下屬的伊勢(shì)原事業(yè)所內(nèi)建立了“校正中心”，從2000年10月開始承接檢測(cè)測(cè)量?jī)x器偏移及修理校正的委托業(yè)務(wù)，并和專門生產(chǎn)電動(dòng)測(cè)微儀的索尼テヶトロニヶス公司合作，通過(guò)索尼公司內(nèi)部的協(xié)作，對(duì)機(jī)械式和電動(dòng)式測(cè)微儀進(jìn)行委托校正服務(wù)，預(yù)計(jì)2001年的營(yíng)業(yè)收入將達(dá)1億日元。

三豐公司為了增強(qiáng)產(chǎn)品開發(fā)能力，已于2000年4月在川崎市高津區(qū)建立了由總公司直接管轄的“川崎研究開發(fā)中心”，該中心將對(duì)三豐集團(tuán)的研究開發(fā)力量進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配，使公司分散在國(guó)內(nèi)外的研究所、開發(fā)部門相互聯(lián)接為一個(gè)整體，從而大大增強(qiáng)了開發(fā)能力?，F(xiàn)已開發(fā)出非接觸式測(cè)量機(jī)和新型卡尺、千分尺等。該中心的運(yùn)作方式大體如下：首先將三豐集團(tuán)分散于國(guó)內(nèi)外的研究部、研究所聯(lián)為一體，再按其特點(diǎn)分石料粉碎機(jī)別從事關(guān)鍵技術(shù)、新產(chǎn)品、新技術(shù)的開發(fā)工作，最后由中心匯總至生產(chǎn)之中。
東京精密公司則非常重視那些具有特殊技能的專業(yè)技術(shù)人員，在法定的工作年限內(nèi)(通常為60歲)，讓他們擔(dān)任重要的管理職務(wù)，并委任他們?yōu)楣镜摹俺?wù)理事”。對(duì)于這些具有技術(shù)專長(zhǎng)的人員，工作年限可以延長(zhǎng)到65歲；同時(shí)，還采取減少集體股份和增加個(gè)人持股等措圓振動(dòng)篩施，以適應(yīng)圍繞企業(yè)周邊的環(huán)境變化，提高經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)的透明度。
另一個(gè)值得注意的動(dòng)向是外國(guó)公司設(shè)在日本的法人企業(yè)正在竭力擴(kuò)大其日本市場(chǎng)的占有份額。如BLUM-LMT公司是德國(guó)測(cè)量機(jī)企業(yè)BLUM-NOVOTEST公司在日本振動(dòng)篩粉機(jī)建立的法人企業(yè)，該公司成立于1999年2月，德國(guó)BLUM公司以此為橋梁，大力向包括日本在內(nèi)的亞洲地區(qū)開展了營(yíng)銷活動(dòng)。BLUM-LMT公司主要銷售利用激光測(cè)量尺寸、形狀的各種測(cè)量系統(tǒng)，如該公司的激光可控式微型工具測(cè)量裝置，采用非接觸方式隨機(jī)測(cè)量切削工具的長(zhǎng)度、直徑、振擺、磨損及折斷等情況，可有效提高加工精度和生產(chǎn)效率。該公司的接觸式傳感器Z-NANO是一種高精度檢測(cè)裝置，傳感器配有三維測(cè)頭，檢測(cè)時(shí)測(cè)頭只需以極小的壓力接觸被測(cè)對(duì)象，檢測(cè)信號(hào)的傳輸則采用光學(xué)原理，為非接觸傳輸。Z-NANO的測(cè)量精度很高，測(cè)頭的重復(fù)精度達(dá)0.5μｍ。BLUM-LMT公司在提供檢測(cè)儀器的同時(shí)，還提供相應(yīng)的技術(shù)服務(wù)。
鏈斗輸送機(jī)MARPOSS公司近1～2年來(lái)，特別注重元件的商品供應(yīng)，他們看準(zhǔn)了其他公司在制作測(cè)量?jī)x器時(shí)急需大量的零部件，因此加大了元件的供應(yīng)批量。另外，該公司的電動(dòng)測(cè)微儀超小型測(cè)頭系列可進(jìn)行1μｍ以下的精密測(cè)量。
德國(guó)最大的測(cè)量機(jī)制造企業(yè)瑪勒公司最初是向日本推銷卡尺之類的小型測(cè)量工具，隨后才銷售三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等大型測(cè)量設(shè)備?，斃展境送晟菩碌男⌒蜏y(cè)量機(jī)專銷網(wǎng)點(diǎn)外，還開展了網(wǎng)上銷售業(yè)務(wù)，他們?cè)噲D通過(guò)多種銷售渠道擴(kuò)大市場(chǎng)占有份額。該公司以日本總代理TECHNO精密公司管式輸送機(jī)為核心，先后在東京、大阪、名古屋、九州等地區(qū)建立和完善了代銷網(wǎng)點(diǎn)，同時(shí)，配合網(wǎng)上銷售，已經(jīng)建立起一個(gè)小型測(cè)量裝置的專門銷售體制。

非接觸、高效率是測(cè)振動(dòng)電機(jī)量技術(shù)的重要發(fā)展方向

近來(lái)來(lái)，精密測(cè)量技術(shù)的發(fā)展迅速，成果喜人。例如在線測(cè)量技術(shù)，已可進(jìn)行加工狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示，根據(jù)對(duì)加工狀態(tài)的監(jiān)控，可及時(shí)檢測(cè)是否出現(xiàn)異常狀況，從而可大幅度提高生產(chǎn)效率。另外，對(duì)于機(jī)床控制裝置，則要求高精度化、低成本和小型化。其中，最重要的是高精度化，因?yàn)橹T如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等均要求其組成零部件螺旋輸送機(jī)必須具有非常高的精度，以便減少噪聲、防止環(huán)境污染和節(jié)省能耗，這些都是時(shí)代對(duì)制造業(yè)提出的緊迫要求。
在高精度加工和質(zhì)量管理過(guò)程中，通常均需使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、圓度形狀測(cè)量機(jī)、表面粗糙度測(cè)量機(jī)、各種長(zhǎng)度及角度測(cè)量裝置等設(shè)備。光學(xué)測(cè)量機(jī)是以光學(xué)系統(tǒng)等硬件為主要功能部件的制品，因此，隨著光機(jī)電一體化、系統(tǒng)化的進(jìn)展，光學(xué)測(cè)量技術(shù)有了迅速的發(fā)展，相應(yīng)的測(cè)量機(jī)產(chǎn)品大量涌現(xiàn)，測(cè)量軟件的開發(fā)也日益受到重視。
近年來(lái)，利用光學(xué)原理開發(fā)的非接觸測(cè)量機(jī)及各種裝置非常多。如MARPOSS公司的非接觸式工具測(cè)量系統(tǒng)Mida Laser就是利用激光測(cè)頭的新型測(cè)量機(jī)，該機(jī)可在CNC機(jī)床保持運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，自動(dòng)對(duì)所用工具進(jìn)行非接觸測(cè)量，并可根據(jù)測(cè)量所得數(shù)值，對(duì)工具進(jìn)行自動(dòng)定位。索尼精密工程公司的非接觸形狀測(cè)量機(jī)YP20/21也是利用半導(dǎo)體激光高速高精度自動(dòng)聚焦傳感器的形狀測(cè)量機(jī)，所用刻度尺均系標(biāo)準(zhǔn)元件。傳感器和載物臺(tái)均由微型計(jì)算機(jī)控制，具有優(yōu)異的操作性能和數(shù)據(jù)處理功能。YKT公司銷售的非接觸三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)Zip250是一種高剛性、高速、高精度的新型測(cè)量機(jī)。該機(jī)載物臺(tái)的承載重量為25kg，刻度尺的分辨率(X、Y、Z軸)均為0.00025mm。機(jī)上配裝了帶數(shù)碼法蘭盤的CCD攝像機(jī)和最新DSP轉(zhuǎn)換器，因此，可進(jìn)行高速圖像處理測(cè)量，同時(shí)，也可與接觸式測(cè)頭并用進(jìn)行相關(guān)測(cè)量。
隨著非接觸、高效率測(cè)量機(jī)的大量出現(xiàn)，專家們預(yù)計(jì)，21世紀(jì)測(cè)量技術(shù)的發(fā)展方向大致如下：
(1)測(cè)量精度由μｍ級(jí)向nm級(jí)發(fā)展，進(jìn)一步提高測(cè)量分辨率；
(2)由點(diǎn)測(cè)量向面測(cè)量過(guò)渡，提高整體測(cè)量精度(即由長(zhǎng)度的精密測(cè)量擴(kuò)展至形狀的精密測(cè)量)；
(3)隨著圖像處理等新技術(shù)的應(yīng)用，遙感技術(shù)在精密測(cè)量工程中將得到推廣和普及；
(4)隨著標(biāo)準(zhǔn)化體制的確立和測(cè)量不確定度的數(shù)值化，將有效提高測(cè)量的可靠性。
總之，測(cè)量技術(shù)必須實(shí)現(xiàn)高精度化，同時(shí)也要求實(shí)現(xiàn)高速化和高效率化，因此，非接觸測(cè)量和高效率測(cè)量也就必然成為新世紀(jì)精密測(cè)量技術(shù)的重要發(fā)展方向。

不斷開發(fā)高性能產(chǎn)品

需求形勢(shì)的好轉(zhuǎn)，進(jìn)一步激發(fā)了生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品的積極性。近年來(lái)，各公司不斷推出高性能的測(cè)量機(jī)產(chǎn)品。在高分辨率方面，前述索尼公司的YP20/21最為突出，該機(jī)是一種超高精度非接觸式形狀測(cè)量機(jī)，其Z軸的分辨率高達(dá)10nm，重復(fù)精度為±30nm。該公司還生產(chǎn)一種小型激光刻度尺BS77，其分辨率在10nm以下。

在形狀精密測(cè)量方面，最近市場(chǎng)上出現(xiàn)了配裝高速高密度掃描測(cè)頭的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，如東京精密公司開發(fā)的CONTURA三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)就匯集了最新掃描技術(shù)，可進(jìn)行高密度數(shù)據(jù)采集(200點(diǎn)/秒)。該機(jī)安裝了高速掃描測(cè)頭VASTXT，最大掃描速度為70mm/秒，測(cè)量范圍(X、Y、Z)=700mm×1000mm×600mm。該公司開發(fā)的圓度、圓柱形狀測(cè)量機(jī)RONDCOM65A，據(jù)稱可測(cè)量目前世界上可達(dá)到的最高回轉(zhuǎn)精度0.01μｍ，測(cè)量機(jī)上也配有最新的解析程序TIMS，可實(shí)現(xiàn)高速高效率精密測(cè)量作業(yè)，最大測(cè)量直徑為φ420mm，左右送進(jìn)范圍為220mm，上下送進(jìn)范圍為500mm。
英國(guó)Taylor Hobson公司開發(fā)出一種分離式表面形狀及粗糙度測(cè)量機(jī)，操作、顯示均采用紅外線信號(hào)，因此，可對(duì)驅(qū)動(dòng)測(cè)量部分進(jìn)行遙控。驅(qū)動(dòng)測(cè)量部分采用2μｍ測(cè)頭，測(cè)量范圍為1mm，分辨率為16nm。另外，該公司還開發(fā)出Tarlyrond 265/290系列圓度及圓柱度測(cè)量機(jī)，該機(jī)測(cè)量范圍廣，可對(duì)小至幾mm的微型零件，大至75kg的大型零件，進(jìn)行全自動(dòng)測(cè)量。該機(jī)配有自動(dòng)定心及矯正裝置，立柱可上下移動(dòng)，杠桿可前后移動(dòng)，可對(duì)工件的內(nèi)圓、外徑、端面進(jìn)行全自動(dòng)測(cè)量。Tarlyrond測(cè)量機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)不同需要，選擇不同的配置組合。該機(jī)的測(cè)量范圍為φ350～500mm，測(cè)量圓度精度為±(0.04μｍ+0.3μｍ/m)。
Brown & Sharpe 公司開發(fā)的PMM-C700測(cè)量機(jī)采用不移動(dòng)橋架的結(jié)構(gòu)，從而可長(zhǎng)期保證橋架移動(dòng)型結(jié)構(gòu)難以達(dá)到的高精度和高穩(wěn)定性。該機(jī)的最小分辨率為0.005μｍ，可對(duì)凸輪軸、渦輪葉片等復(fù)雜形狀的機(jī)械零件進(jìn)行高速高精度測(cè)量。
齒輪形狀曲線復(fù)雜，測(cè)量起來(lái)極為困難。日本大阪精密機(jī)械公司開發(fā)出一種準(zhǔn)雙曲面齒輪測(cè)量機(jī)，型號(hào)為HyB-35，該機(jī)不僅可進(jìn)行三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)那樣的晶格結(jié)點(diǎn)測(cè)量，而且可在線性方面對(duì)輪齒的棱邊進(jìn)行測(cè)量，從而捕捉到導(dǎo)致出現(xiàn)噪聲和振動(dòng)的微細(xì)形狀誤差，以進(jìn)一步提高齒輪精度。

分辨率達(dá)到0.1μｍ的刻度尺

索尼精密工程公司開發(fā)出一種非接觸圖像測(cè)量機(jī)，型號(hào)為YF10。這是一種利用圖像處理技術(shù)的精密測(cè)量機(jī)，機(jī)上配置了數(shù)字?jǐn)z像裝置，采用了全軸分辨率為0.1μｍ的刻度尺；此外，該機(jī)還采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，可進(jìn)行高精度測(cè)量。
三豐公司開發(fā)出一種快速成像接觸測(cè)量系統(tǒng)，可使過(guò)去利用CCD的圖像測(cè)量機(jī)功能更加完善，操作更為簡(jiǎn)便。利用此種新型接觸測(cè)頭，也可進(jìn)行非接觸測(cè)量。
東京精密公司開發(fā)的便攜式三維測(cè)量系統(tǒng)Optigo，是一種高效高速測(cè)量三維曲面的新型測(cè)量裝置，該裝置配有新設(shè)計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，可對(duì)汽車的門窗，阻尼器等大型零件進(jìn)行高速非接觸測(cè)量。
在通常情況下，作為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用的測(cè)量機(jī)具，必須保證在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中具有良好的操作性能，而且必須力求節(jié)省所占用的空間。如三豐公司開發(fā)出一種柔性測(cè)量裝置QM-Measure，這是專門為在加工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量復(fù)雜形狀而研制的袖珍型三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，價(jià)格低廉。西鐵城公司開發(fā)出一種電動(dòng)測(cè)微儀用的小型上置式DTM-C系列，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)設(shè)備機(jī)械小型化和高精度化，進(jìn)深達(dá)7cm，而體積卻減小了2/3，非常便于安裝在其他生產(chǎn)設(shè)備上使用，該裝置的最小分辨率為0.1μｍ。
RENISHAW公司專門為加工中心和車床開發(fā)了一種非接觸式工具檢測(cè)系統(tǒng)NC1，這是一種高速非接觸式測(cè)量系統(tǒng)，能快速進(jìn)行工具長(zhǎng)度、直徑的測(cè)量，該系統(tǒng)的特點(diǎn)是可在激光束的任意位置上對(duì)工具進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量范圍0.2～0.8mm，分辨率為1μｍ。NC1系統(tǒng)采用了新型激光技術(shù)，既可保證測(cè)頭的精度特性，又便于安裝，且無(wú)需作特別的維護(hù)。該系統(tǒng)在正常情況下，其使用壽命可達(dá)100萬(wàn)次測(cè)量。
在超精密及半導(dǎo)體零件的檢測(cè)等方面，要求測(cè)距僅約1nｍ。以往nm級(jí)精度的測(cè)量大都依靠激光干涉儀，激光干涉儀是利用光的波長(zhǎng)作為測(cè)量基準(zhǔn)，光線隨著通過(guò)的媒體折射率的不同而變化，因此，進(jìn)行高精度測(cè)量時(shí)，還必須進(jìn)行精密的補(bǔ)償。HEIDENHAIN公司開發(fā)出一種高精度高分辨率測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)LIP382/372，可取代以往的激光干涉儀。該系統(tǒng)的測(cè)量基準(zhǔn)是固定的，因此，不易受氣壓、溫度等空氣變化的影響。LIP的刻度尺是在Zerodur玻璃陶瓷上采用TITANID格柵，可以刻出非常細(xì)小的刻度；刻度尺的縱向距離可保持0.5μｍ精度，其重復(fù)精度極高，只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的補(bǔ)償，在小于1mm距離內(nèi)的測(cè)量精度可達(dá)數(shù)nm，而且其信號(hào)非常穩(wěn)定。
綜觀當(dāng)前精密測(cè)量技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，有如下一些特點(diǎn)：普遍追求高速、高精度、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化；為了便于在線測(cè)量，各公司正在大力開發(fā)小型化的精密測(cè)量裝置；為了增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，生產(chǎn)廠家均在努力加強(qiáng)質(zhì)量管理，降低生產(chǎn)成本。隨著全球IT產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，精密測(cè)量領(lǐng)域也不斷開發(fā)出適應(yīng)IT特點(diǎn)的測(cè)量機(jī)產(chǎn)品?？梢灶A(yù)計(jì)，面對(duì)新世紀(jì)的需求，精密測(cè)量技術(shù)將進(jìn)一步集約化，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更為緊湊，操作性能進(jìn)一步提高，自動(dòng)化水平也必將提升到新的檔次。當(dāng)然，各廠家高性能產(chǎn)品之間的競(jìng)爭(zhēng)也必然更加激烈，誰(shuí)搶先擁有高精尖的測(cè)量技術(shù)，擁有先進(jìn)的管理系統(tǒng)，誰(shuí)就將在競(jìng)爭(zhēng)中穩(wěn)操勝券。