三维测量技术在高端精密制造中的应用

科技创新是新时代的重要发展动力。三维测量技术以精密机械为基础，综合应用了电子技术、计算机技术、光学技术和数控技术等先进技术，可以对机械、汽车、航空、家具、工具原型等测量出高精度的几何零部件以及测量复杂形状的机械零部件，给各行业的工作带来了很大的便利性。

一、三维尺寸测量——三坐标测量机
出于现代化制造业、汽车、机床及模具等行业大规模生产的需要，固定的、专用的或手动的测量工具限制着大批量制造和复杂零件加工业的发展。这就要求着现代化计量检测应当是高效、通用化的。

三坐标测量机全自主研发测头&测座、控制器、软件，高精度（达到μm级）；高效率（是传统测量手段的百倍）；可代替多种长度计量仪器，可测量形状复杂的机械零件的尺寸、形位公差、自由曲面等。

目前，移动式桥式结构是中小型三坐标测量机的主要结构。这种结构具有良好的开放性和视野，使得上下部件易于操作，运动速度快，精度高。配备高精度的导轨、测头和控制系统，并结合计算机程序来自动控制检测流程，从而计算输出测量结果，支持测头更换架以及影像相机，同时支持精密转台等，能够对各种零件和部件的尺寸、形状及相互位置关系进行检测，也可以对软材质或复杂零件进行光学扫描测量。

优点
1.三坐标测量技术解决了复杂形状表面轮廓尺寸的测量问题，例如箱体零件的孔径和孔位、叶片和齿轮、汽车和飞机等的外形尺寸检测等。
2.提高了三维测量的准确性。
3.三坐标测量机的使用不仅能够提升测量效率，还可以与数控机床和加工中心组合成生产加工线或柔性制造系统，推动生产自动化。
4.随着自动化程度的不断发展，三坐标测量机的测量效率大大提高，从而降低了生产成本。

二、大型三维空间测量——激光跟踪仪
越来越多的工件需要进行空间三维测量，而传统的测量方法不能满足生产的需求。

激光跟踪仪系统由计算机、跟踪测量站、目标镜组成，将水平和垂直两个方向的角度测量与距离测量结合在一起，构成一个球坐标测量系统；通过目标镜完成空间几何元素测点信息的获取，并通过三维数据分析软件完成对空间几何元素尺寸、尺寸公差与形位公差、空间曲面与曲线的分析计算工作，满足高端精密制造的大尺寸三维空间测量需求。

激光跟踪仪支持：隐藏点测量、6D姿态测量、转站测量、组网测量等，在测量半径范围内（测量半径可达80m），可用于测量：
1.长度
2.圆度
3.角度
4.直线度
5.平面度
6.垂直度
7.水平度
8.同轴度
9.平行度
10.圆柱度
11.位置度
12.运行轨迹
13.其他形位公差
14.工业机器人空间精度标定
15.工业机器人国际性能14项（包含位姿准确度和位姿重复性、轨迹准确度及轨迹重复性、速度准确度及重复性、动态特性漂移等14项测试项目）

激光跟踪仪具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便等特点，是工业测量系统中一种高精度的大尺寸测量仪器。服务于航空、航天、船舶、新能源、汽车、高铁、建筑等行业，赋能大型装备精密制造。

仪器创新对我国科技进步具有重要意义。现代化仪器仪表的发展趋势在于持续创新，以实现小型化、轻量化、降低生产成本并更加方便使用和维修。还有一个重要的趋势是利用微型计算机来提高仪器仪表的性能，增强仪器的自动化程度，提升智能化水平，并提高数据处理能力。