三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）使加工車(chē)間能夠?qū)τ脩?hù)要求日益嚴(yán)格的零件公差進(jìn)行檢測(cè)。但是，用CMM進(jìn)行精密測(cè)量所耗費(fèi)的時(shí)間和精力（取決于CMM的服役年限和復(fù)雜程度）往往可能成為生產(chǎn)流程中的一個(gè)瓶頸。通過(guò)有選擇地對(duì)CMM進(jìn)行升級(jí)改造和采用多功能CMM技術(shù)，有助于提高CMM的測(cè)量速度和檢測(cè)柔性。

CMM的升級(jí)改造

　 對(duì)CMM進(jìn)行升級(jí)改造時(shí)，首先必須考慮的問(wèn)題是CMM的機(jī)械性能。為此，需要檢查CMM的使用狀態(tài)，如果機(jī)械部分狀況良好，能夠校準(zhǔn)和保持精度，那么就適合對(duì)其進(jìn)行升級(jí)。如果機(jī)械系統(tǒng)已經(jīng)損壞，喪失了精度，就沒(méi)有必要對(duì)其進(jìn)行升級(jí)改造。

　如果一臺(tái)CMM機(jī)械性能完好，比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的升級(jí)方式就是更新其測(cè)量軟件。軟件升級(jí)是CMM改造的工作重點(diǎn)。一個(gè)典型實(shí)例是升級(jí)改造一臺(tái)已使用了15年，硬件狀態(tài)良好但軟件運(yùn)行平臺(tái)仍為DOS操作系統(tǒng)的CMM。用基于Windows操作系統(tǒng)的新型測(cè)量軟件（如Zeiss公司的Calypso軟件包）對(duì)其進(jìn)行更新升級(jí)后，就能輸入CAD文件，選擇測(cè)量范圍，并自

　 如果一個(gè)加工車(chē)間有多臺(tái)不同品牌的CMM，可以將它們升級(jí)到同一個(gè)測(cè)量軟件包，這樣操作人員就可以方便地在多臺(tái)CMM之間輪換操作。軟件的標(biāo)準(zhǔn)化還有利于新購(gòu)置CMM設(shè)備，因?yàn)榭梢詫y(cè)量軟件直接移植到新增的CMM上。

　完成軟件升級(jí)后，下一個(gè)步驟是升級(jí)更新CMM控制器。通過(guò)更換新型控制器，可以顯著提高數(shù)據(jù)采集的速度和精度，還能為CMM提供信息采集、隨機(jī)診斷等功能和預(yù)檢修程序。

　完成軟件和控制器升級(jí)后，更新測(cè)頭技術(shù)也可以顯著改善CMM的性能。CMM的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)頭為觸發(fā)式測(cè)頭，它的探針與被測(cè)工件接觸一次，就激活一次發(fā)訊開(kāi)關(guān)，記錄一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)?，F(xiàn)在許多觸發(fā)式測(cè)頭的性能不斷提高和完善，如接觸式掃描測(cè)頭可在觸測(cè)點(diǎn)與工件保持接觸并提供模擬量反饋，連續(xù)而快速地記錄大量數(shù)據(jù)點(diǎn)。

　新的測(cè)量軟件、控制器和測(cè)頭技術(shù)相結(jié)合，可以大大提高CMM的檢測(cè)速度。例如，Zeiss公司為高性能級(jí)CMM新機(jī)型配備的Vast Navigator組合套件中就包括了*的邏輯控制器、測(cè)頭和測(cè)量軟件，可對(duì)被測(cè)工件進(jìn)行快速掃描和數(shù)據(jù)采集。過(guò)去對(duì)V6發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸體進(jìn)行一次全面檢測(cè)需要22分鐘，而采用Navigator套件（即使不對(duì)測(cè)量程序作任何改編）可使檢測(cè)速度提高30％。

傳感技術(shù)的改進(jìn)

　傳感器技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展包括在不接觸工件的情況下采集其尺寸數(shù)據(jù)的能力。如采用激光測(cè)頭進(jìn)行探測(cè)時(shí)，將一束相干光投射到被測(cè)工件表面，通過(guò)對(duì)反射光信號(hào)進(jìn)行分析，即可記錄到單點(diǎn)或多點(diǎn)尺寸數(shù)據(jù)（如同采用接觸式掃描測(cè)頭時(shí)一樣）。視頻傳感系統(tǒng)則采用一臺(tái)攝像機(jī)和一套照明系統(tǒng)，可以同時(shí)記錄大量數(shù)據(jù)點(diǎn)，能夠測(cè)量工件的邊緣，還能記錄接觸式測(cè)頭難以檢測(cè)的微小形貌。

　非接觸式傳感器用于測(cè)量具有延展性的軟材料和小尺寸工件形貌。采用非接觸激光掃描測(cè)頭能夠快速完成大尺度、中等精度的檢測(cè)工作（如汽車(chē)外儀表板安裝尺寸的檢測(cè)）。而用接觸式掃描測(cè)頭檢測(cè)薄壁金屬工件則可能因測(cè)力過(guò)大而損壞工件，檢測(cè)此類(lèi)工件的精度要求可能比檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸體的典型精度要求（＜2μm）要低10～20倍。

　新型掃描測(cè)頭能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)測(cè)頭測(cè)量功能的不足。傳統(tǒng)的觸發(fā)測(cè)頭只能用于單個(gè)點(diǎn)的尺寸/位置測(cè)量，而掃描測(cè)頭具有多點(diǎn)快速測(cè)量功能，是工件形貌測(cè)量的。例如，Renishow公司新開(kāi)發(fā)的掃描測(cè)頭（見(jiàn)圖2）的掃描速度比傳統(tǒng)測(cè)頭大幅度提高，同時(shí)又保留了觸發(fā)測(cè)頭的單個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)快速測(cè)量功能。

　 提高掃描測(cè)頭的掃描測(cè)量速度意義重大。但在以前，當(dāng)試圖提高掃描速度時(shí)，測(cè)量機(jī)的動(dòng)量和慣性會(huì)導(dǎo)致測(cè)量精度降低。當(dāng)測(cè)量機(jī)驅(qū)動(dòng)測(cè)頭快速掃過(guò)工件和改變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生不斷變化的動(dòng)態(tài)誤差，從而將掃描速度限制在20mm/sec.以下。為了將動(dòng)態(tài)誤差的影響降至zui小，Renishow公司開(kāi)發(fā)了新的軟件和硬件，其中包括2軸萬(wàn)向定位測(cè)頭。zui近，該公司推出了一套由Renscan5測(cè)量機(jī)5軸控制技術(shù)、Revo高速掃描測(cè)頭、激光校準(zhǔn)測(cè)頭和UCC2通用型CMM控制器等組成的掃描測(cè)量系統(tǒng)。采用該成套技術(shù)的CMM能以500mm/sec.的掃描速度對(duì)高精度工件參數(shù)進(jìn)行可覆蓋更大數(shù)據(jù)范圍的高速測(cè)