近日，由安徽省计量科学研究院承担的国家重大科学仪器设备开发专项“便携关节式坐标测量机开发与应用”项目(2013YQ220893)综合验收会议在北京召开。

　　

　　坐标测量能测得物体上目标点或离散点在某一坐标系下坐标的测量称为坐标测量。坐标测量主要的技术方法有: 自由设站法、极坐标法、GPS 单点定位法、CSRTK法、散光跟踪法、激光扫描法。主要仪器设备有电子全站仪、ces 接收机、激光跟踪仪、激光扫描仪和工业三维测量中的一些测量系统等。坐标的概念源于解析几何。解析几何的基本思想是构建坐标系，将点与实数联系起来，进而可以将平面上的曲线用代数方程表示。

　　

　　以大型轴类零部件和大型箱体类零件为典型测量对象，开展自主研制的便携关节式坐标测量机在大型零部件的测量技术研究。

　　

　　安徽省计量院进行了便携关节式坐标测量机蛙跳技术研究，对大型曲轴和大型箱体进行测量并形成第三方测试报告。该子项目实现了对便携关节式坐标测量机对大型机械零部件测试应用，为便携关节式坐标测量机的应用提供技术参考。

　　

　　便携关节式坐标测量机由旋转关节和连接杆件组成，具有测量范围大、灵活、轻便、易于搬运等优点，可广泛应用于航空、航天、汽车制造、模具检测、逆向工程等领域。

　　

　　坐标测量机是最有代表性的坐标测量仪器。坐标测量机中，以测量仪器的平台为参考平面建立机械坐标系，采集被测工件表面上的被测点的坐标值，并投射到空间坐标系中，构建工件的空间模型。坐标的概念源于解析几何。解析几何的基本思想是构建坐标系，将点与实数联系起来，进而可以将平面上的曲线用代数方程表示。从这里可以看到，运用坐标法不仅可以把几何问题通过代数的方法解决，而且还把变量、函数以及数和形等重要概念密切联系了起来。坐标的概念应用到工业生产中解决了大量实际问题，而且绝大部分现代测量仪器都是在坐标测量原理的基础上建立的。

　　

　　在坐标测量技术中，我们首先需要通过机械的方法建立实际可见的坐标系，然后将测量点用坐标表示方法一一对应，再利用空间几何关系就可以获得所需的各测量值了。例如在坐标测量机中，我们以测量仪器的平台为参考平面建立机械坐标系，采集被测工件表面上的被测点的坐标值，并投射到空间坐标系中，构建工件的空间模型。

　　

　　有了工件的空间模型，坐标测量机就可以计算出所需的几何参数。坐标测量仪器在测量领域应用非常广泛，小到五金件的尺寸确定，大到整机、整车的几何量测量，都会应用到各种坐标测量仪器。

　　

　　坐标测量机的出现是工业化发展的历史必然。一方面是由于自动机床、数控机床等高效率加工的发展以及越来越多复杂形状零件加工需要有快速可靠的测量设备与之配套;另一方面是由于电子技术、计算机技术、数控技术以及精密加工技术的发展为其提供了技术基础。坐标测量机的出现使得测量仪器从手动方式向现代化自动测量的转变成为可能。

　　

　　与传统测量仪器是将被测量和机械基准进行比较测量不同的是，坐标测量机的测量实际上是基于空间点坐标的采集和计算。虽然现代的测量机比早期的功能要高级很多，但基本原理是相同的，即建一个刚性的结构，此结构有三个互相垂直的轴，每个轴向安装光栅尺，并分别定义为X、Y、Z轴。为了让每个轴能够移动，每个轴向装有空气轴承或机械轴承。

　　

　　在垂直轴上的探测系统记录测量点任一时刻的位置。探测系统一般是由测头和接触式探针构成，探针与被测工件的表面轻微接触，获得测量点的坐标。在测量过程中，坐标测量机将工件的各种几何元素的测量转化为这些几何元素上点的坐标位置，再由软件根据相应几何形状的数学模型计算出这些几何元素的尺寸、形状、相对位置等参数。

　　

　　坐标测量机作为一种精密、高效的空间长度测量仪器，它能实现许多传统测量器具所不能完成的测量工作，其效率比传统的测量器具高出十几倍甚至几十倍。而且坐标测量机很容易与CAD连接，把测量结果实时反馈给设计及生产部门，借以改进产品设计或生产流程。因此坐标测量机已经并且将继续取代许多传统的长度测量仪器。。随着越来越多制造商的加入并对测量机进行改造，悬臂测量机、桥式测量机、龙门测量机、水平臂测量机、门式测量机、活动平台测量机、固定桥式测量机和关节臂测量机都成为坐标测量机的通用构架。

　　

　　新闻来源：安徽省计量科学研究院