面向新世纪迅速发展的精密测量技术

1、面向新世纪迅速发展的精密测量技术当前，制造业省人化、自动化趋势进展迅猛异常，而测量作业在此过程中是不可或缺的关键环节，它与生产加工和制品运送同等重要。制造业对测量仪器的需求，在经过1998、1999年的低迷疲软之后，2000年后有了较明显的增长。当今世界，提高运营效率已成为制造业面临的重大课题，制造技术也随之掀起了不断革新的浪潮。在这种注重经营和技术创新的前提下，对测量仪器行业也提出了更高的要求，即量仪产品必须实现高速、高精度和系统化，而且必须与IT产业的发展相对应，同时应进一步加强质量管理。目前，各大公司针对测量仪器市场增长势头，正在加大资金投入，积极开发新技术、新产品。本文拟介绍近年来各公

2、司面向新世纪开发的精密测量新技术和相关产品。需求由疲软转向增长由于受到长期经济增长呆滞的影响，自1998年以来，精密测量仪器的需求一直处于不景气状态。测量仪器是一个深受机床和汽车工业动向影响的行业。以日本的情况为例，1999年日本机床的订货回升，对精密测量仪器的需求从1999年下半年起也随之增长，如卡尺、千分尺等的产量均有所回升。当然，1999年由于产品单件价格下滑等因素，测量仪器行业总的形势仍有两位数字的下降幅度。进入2000年以后，尽管增长缓慢，但从年初开始，连续9个月精密测量仪器的产值均呈正值增长。其中，传统型号的产品仍占市场的主流，但在三坐标测量机、粗糙度测量仪、圆度测量仪等方面，则对

3、高精度产品需求的增长十分突出。预计，今后对那些面向质量管理的测量辅助系统及装置需求将有更大的增长。必须注意的是，客户所要求的测量精度已由微米级向纳米级提升，而且这种提升的趋势一年比一年迅猛。如果不能适应此种需求去开发产品，则将难以扩大精密测量仪器的市场规模。当前，尤其是与半导体相关的领域，测量技术不敷应用的状况亟待改善。据日本有关的调查显示，各测量仪器相关企业2000年的产值（以1998年度为100进行比较计算）将有两位数字的增长，增长幅度可望达到10%30%其中，BLOM-LMT司的产值增长幅度估计将达80%SOL公司的产值可增长90%这些企业大都经营国外测量机产品，他们的增长幅度明显高于日

4、本国内企业。日本测量仪器企业中，以东京精密公司的增长幅度最高，估计2000年将增长60%销售的产品中，70%Z上为半导体制造行业所需的测量仪器。努力增强产品开发能力面对需求增长的良好势头，各公司正在加大资金投入，努力增强开发新产品的能力。如以机床行业为最大用户的索尼精密工程公司，在其下属的伊势原事业所内建立了“校正中心”，从2000年10月开始承接检测测量仪器偏移及修理校正的委托业务，并和专门生产电动测微仪的索尼？?勺？公司合作，通过索尼公司内部的协作，对机械式和电动式测微仪进行委托校正服务，预计2001年的营业收入将达1亿日元。三丰公司为了增强产品开发能力，已于2000年4月在川崎市高津区建

5、立了由总公司直接管辖的“川崎研究开发中心”，该中心将对三丰集团的研究开发力量进行统一调配，使公司分散在国内外的研究所、开发部门相互联接为一个整体，从而大大增强了开发能力。现已开发出非接触式测量机和新型卡尺、千分尺等。该中心的运作方式大体如下：首先将三丰集团分散于国内外的研究部、研究所联为一体，再按其特点分别从事关键技术、新产品、新技术的开发工作，最后由中心汇总至生产之中。东京精密公司则非常重视那些具有特殊技能的专业技术人员，在法定的工作年限内（通常为60岁），让他们担任重要的管理职务，并委任他们为公司的“常务理事”。对于这些具有技术专长的人员，工作年限可以延长到65岁；同时，还采取减少集体股份

6、和增加个人持股等措施，以适应围绕企业周边的环境变化，提高经营业务的透明度。另一个值得注意的动向是外国公司设在日本的法人企业正在竭力扩大其日本市场的占有份额。如BLUM-LM公司是德国测量机企业BLUM-NOVOTEST在日本建立的法人企业，该公司成立于1999年2月，德国BLU泌司以此为桥梁，大力向包括日本在内的亚洲地区开展了营销活动。BLUM-LMT司主要销售利用激光测量尺寸、形状的各种测量系统，如该公司的激光可控式微型工具测量装置，采用非接触方式随机测量切削工具的长度、直径、振摆、磨损及折断等情况，可有效提高加工精度和生产效率。该公司的接触式传感器Z-NANO一种高精度检测装置，传感器配有

7、三维测头，检测时测头只需以极小的压力接触被测对象，检测信号的传输则采用光学原理，为非接触传输。Z-NANO勺测量精度很高，测头的重复精度达0.5仙miBLUM-LM公司在提供检测仪器的同时，还提供相应的技术服务。MARPOSS司近12年来，特别注重元件的商品供应，他们看准了其他公司在制作测量仪器时急需大量的零部件，因此加大了元件的供应批量。另外，该公司的电动测微仪超小型测头系列可进行1仙m以下的精密测量。德国最大的测量机制造企业玛勒公司最初是向日本推销卡尺之类的小型测量工具，随后才销售三坐标测量机等大型测量设备。玛勒公司除了完善新的小型测量机专销网点外，还开展了网上销售业务，他们试图通过多种销

8、售渠道扩大市场占有份额。该公司以日本总代理TECHN精密公司为核心，先后在东京、大阪、名古屋、九州等地区建立和完善了代销网点，同时，配合网上销售，已经建立起一个小型测量装置的专门销售体制。非接触、高效率是测量技术的重要发展方向近来来，精密测量技术的发展迅速，成果喜人。例如在线测量技术，已可进行加工状态的实时显示，根据对加工状态的监控，可及时检测是否出现异常状况，从而可大幅度提高生产效率。另外，对于机床控制装置，则要求高精度化、低成本和小型化。其中，最重要的是高精度化，因为诸如汽车发动机等均要求其组成零部件必须具有非常高的精度，以便减少噪声、防止环境污染和节省能耗，这些都是时代对制造业提出的紧迫

9、要求。在高精度加工和质量管理过程中，通常均需使用三坐标测量机、圆度形状测量机、表面粗糙度测量机、各种长度及角度测量装置等设备。光学测量机是以光学系统等硬件为主要功能部件的制品，因此，随着光机电一体化、系统化的进展，光学测量技术有了迅速的发展，相应的测量机产品大量涌现，测量软件的开发也日益受到重视。近年来，利用光学原理开发的非接触测量机及各种装置非常多。如MARPOSS司的非接触式工具测量系统MidaLaser就是利用激光测头的新型测量机，该机可在CNO床保持运转的情况下，自动对所用工具进行非接触测量，并可根据测量所得数值，对工具进行自动定位。索尼精密工程公司的非接触形状测量机YP20/21也是利用半导体激光高速高精度自动聚焦传感器的形状测量机，所用刻度尺均系标准元件。传感器和载物台均由微型计算机控制，具有优异的操作性能和数据处理功能。YK