三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的選用及經(jīng)濟(jì)效益淺談

目前，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的市場(chǎng)需求大、產(chǎn)品種類多。各廠家為滿足用戶需要，贏得量好信譽(yù)，不斷推出精度高、性能好、使用方便、易于操作、又可滿足用戶一些特殊檢測(cè)任務(wù)的測(cè)量機(jī)。尤其是軟件開發(fā)越來越快，測(cè)量機(jī)自動(dòng)化程度越來越高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。但從坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的使用角度上看，如何選用適合的測(cè)量機(jī)以滿足檢測(cè)要求，又能達(dá)到最佳的性能價(jià)格比，并產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)效益，是廣大用戶關(guān)心的重要課題。下面介紹三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的選用原則。
一、合理的測(cè)量精度 
坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是檢測(cè)工件尺寸與形位誤差的儀器，首要的是精度指標(biāo)應(yīng)滿足用戶要求。選用時(shí)，一般可根據(jù)被測(cè)工件要求的檢測(cè)精度與測(cè)量機(jī)給定的測(cè)量不確定度相對(duì)比，看測(cè)量機(jī)精度是否符合要求。
精度比對(duì)不是一個(gè)簡(jiǎn)單的比較過程。測(cè)量機(jī)的技術(shù)規(guī)范中一般只給出單軸測(cè)長(zhǎng)和空間測(cè)長(zhǎng)的兩個(gè)不確定度公式及重復(fù)精度值。但在具體測(cè)件時(shí)需要將被測(cè)參數(shù)的測(cè)量不確定度限制在一定范圍內(nèi)。一般測(cè)量時(shí)，要測(cè)量很多測(cè)點(diǎn)。在形位測(cè)量時(shí)，更有大量測(cè)點(diǎn)參與并帶來測(cè)量誤差，精確計(jì)算是很難的。因此從經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，在一般測(cè)量中，測(cè)量不確定度應(yīng)為被測(cè)工件尺寸公差帶的1/5～1/3。例如某一被測(cè)箱體上二孔的孔距為500mm，公差帶為15um，則所選用的測(cè)量機(jī)在500mm長(zhǎng)度上的測(cè)量不確定度應(yīng)不大于3um～5um。對(duì)于精密測(cè)量及復(fù)雜的形位測(cè)量要求還高，一般應(yīng)為被測(cè)尺寸公差帶的1/10～1/5。重要的是重復(fù)精度必須滿足要求，因?yàn)橄到y(tǒng)誤差還可以通過一定方法補(bǔ)償，而重復(fù)精度應(yīng)由測(cè)量機(jī)本身保證。
總之，用戶應(yīng)選用精度（包括重復(fù)精度）高一些的測(cè)量機(jī)。這不僅由于測(cè)量復(fù)雜件時(shí)，測(cè)點(diǎn)可能帶入的誤差比預(yù)想的要大（由于測(cè)頭測(cè)桿變化或加長(zhǎng)會(huì)引入更大的誤差），而且測(cè)量機(jī)的精度會(huì)隨使用次數(shù)增多而有所下降。
二、合乎要求的測(cè)量范圍
測(cè)量范圍的選擇時(shí)選擇測(cè)量機(jī)時(shí)的最基本參數(shù)。因?yàn)樵跍y(cè)量范圍內(nèi)才能獲得精確的測(cè)量值，超出了范圍，測(cè)量就難于進(jìn)行。選擇測(cè)量范圍時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面。
1.工件的所需測(cè)量的部分，不一定是整個(gè)工件。如要測(cè)的部分集中在工件的某個(gè)局部，除了測(cè)量機(jī)的測(cè)量范圍能覆蓋被測(cè)參數(shù)之外，還要考慮整個(gè)工件能在測(cè)量機(jī)上安置，要求工件重量對(duì)測(cè)量精度不帶來顯著影響。為了把工件放入測(cè)量機(jī)中，應(yīng)根據(jù)工件大小選擇測(cè)量機(jī)。
2.Z軸與Z向空間高度的關(guān)系。Z軸行程是Z軸的測(cè)量范圍，而Z向空間高度是工件能放得下的高度。
3.接長(zhǎng)桿的問題。有的測(cè)頭上有星形探針，這些探針在測(cè)量時(shí)往往要求超出工件的被測(cè)部分。一般工件尺寸為l時(shí)，要求測(cè)量范圍L=l+2C，C為探針的長(zhǎng)度。因此測(cè)量范圍等于工件被測(cè)的最大尺寸再加上兩倍的探針長(zhǎng)度。
三、合適的測(cè)量機(jī)類型
測(cè)量機(jī)按自動(dòng)化程度分為手動(dòng)（或機(jī)動(dòng)）與CNC自控兩大類。選用時(shí)，應(yīng)根據(jù)檢測(cè)對(duì)象的批量大小、自動(dòng)化程度、操作人員技術(shù)水平及資金投入大小去權(quán)衡。當(dāng)然CNC測(cè)量機(jī)水平高、測(cè)速快，但測(cè)量的準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)、技術(shù)要求高、資金投入大。故應(yīng)從經(jīng)濟(jì)效益的角度進(jìn)行比較判定。
一般說，對(duì)于中等尺寸的工件，多采用移動(dòng)橋式；對(duì)于小型工件，多采用懸臂式、儀器臺(tái)式與移動(dòng)橋式等；對(duì)于大型工件，則多采用龍門式；對(duì)于需回轉(zhuǎn)測(cè)量的工件，可選用帶分度臺(tái)的測(cè)量機(jī)。
四、豐富的測(cè)量軟件
對(duì)復(fù)雜的測(cè)量對(duì)象進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量機(jī)應(yīng)有豐富的測(cè)量軟件支持，以完成測(cè)量任務(wù)。如缺少某些軟件，可根據(jù)被測(cè)對(duì)象向生產(chǎn)廠家索取。如果廠方提供了編程方法（多數(shù)廠家不提供），也可自行開發(fā)。
五、符合要求的測(cè)量效率
測(cè)量機(jī)運(yùn)行速度與采樣速度既是測(cè)量機(jī)效率高低的重要指標(biāo)，又與自動(dòng)化生產(chǎn)的要求密切相關(guān)。用于生產(chǎn)線或柔性加工線上的測(cè)量機(jī)，檢測(cè)的時(shí)間必須滿足生產(chǎn)節(jié)拍的要求。
六、功能齊全的測(cè)量頭
測(cè)量頭是測(cè)量機(jī)上重要的傳感器件。它不僅直接影響測(cè)量精度，而且是決定測(cè)量機(jī)功能和測(cè)量效率的重要因素。
七、滿意的經(jīng)濟(jì)效益
作為檢測(cè)儀器，測(cè)量機(jī)的經(jīng)濟(jì)效益是投資購(gòu)買的一項(xiàng)重要指標(biāo)。雖然它不像生產(chǎn)機(jī)床那樣便于計(jì)算，也不如機(jī)床那樣可以較快地收回成本并創(chuàng)造效益，但作為保證生產(chǎn)質(zhì)量的手段和環(huán)節(jié)，檢測(cè)儀器有著特殊的重要性。
測(cè)量機(jī)的使用費(fèi)用，主要取決于測(cè)量機(jī)的折舊費(fèi)K、檢測(cè)人員的工資G、測(cè)量所用的時(shí)間T及輔助材料和設(shè)備等雜費(fèi)Q，即測(cè)量總費(fèi)用：
M=T（K+G）+Q
測(cè)量機(jī)效益的關(guān)鍵在于使用時(shí)間T。因此在考慮測(cè)量機(jī)資金的投入時(shí)，關(guān)鍵在于了解它的使用效率。如果使用效率高，則經(jīng)濟(jì)效益亦高。如果使用效率不很高，而又易于在當(dāng)?shù)亟鉀Q測(cè)量問題，則應(yīng)委托或協(xié)作檢測(cè)。只付檢測(cè)費(fèi)，比購(gòu)置一臺(tái)測(cè)量機(jī)更經(jīng)濟(jì)。當(dāng)然有的場(chǎng)所，測(cè)量對(duì)象極為精密，不適宜搬動(dòng)，有的系軍工保密件等，此時(shí)配置一臺(tái)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)具有特殊性，也是必須的。