坐标测量机在航空领域的应用调查报告

　　随着坐标测量技术的发展，不断有新型的坐标测量设备面世。它具有通用性强、精度高、效率高、与CAD 结合紧密等特点，因而在航空、航天、汽车、机床和模具工业的测量中发挥了重要作用，同时制造业的迅猛发展也对坐标测量设备不断提出新的要求。为更好地满足航空工业发展需要，《航空制造技术》以“坐标测量机在航空领域的应用”为主题展开调查，力求通过我们的调查为坐标测量设备供应商和航空领域用户搭建交流平台，了解坐标测量设备的应用现状、用户的需求以及推广应用中存在的问题，以便更好地为坐标测量设备供应商的产品研发、推广提供参考，为用户选购设备提供帮助。本次调查采用问卷形式，面向航空企业、坐标测量机供应商和科研机构3 个方面展开。航空企业，主要针对具有很强制造能力的知名企业，如成飞、上飞、西飞、沈飞、洪都、石飞等；坐标测量设备供应商包括海克斯康、蔡司、法如、马尔、温泽、形创、三丰、迈卓诺、哈量、西安爱德华、青岛前哨英柯发测量设备有限公司等；科研机构包括国家重点研究院所，如航空精密机械研究所、中国测试技术研究院，以及北航、西工大等知名院校的重点实验室。  
 
　　调查对象分布

　　本次调查中，航空制造企业、坐标测量机供应商和科研机构3 个方面的调查对象所占比例如图1 所示。

　　坐标测量机供应商

　　国内市场的主要供应商中，国外品牌主要有海克斯康、蔡司、马尔、英国L K、法如、三丰、迈卓诺、西安爱德华、温泽等，国内主要品牌有航空303 所、北京机床研究所、哈尔滨量具刃具厂、昆明机床厂和新天光仪器厂等。国内外品牌在三坐标测量机市场上扮演着不同的角色，各有特点。通过对航空企业用户调查发现，国外品牌准备或者已经进入航空领域的不在少数，但是从市场份额上看，已经开始呈现海克斯康和蔡司两大阵营，目前占据着国内市场主要份额，且在高端市场占有明显优势。除技术方面的优势外，本土化运营、并购重组等发展策略也是它们成功的重要因素。另外，国内品牌在技术上也显示了上升的趋势，例如航空精密机械研究所的超大型三坐标测量机，填补了国内生产大型测量机的空白，打破了国外厂商的垄断，同时它也标志着国内生产技术已经达到当代国际先进水平，并且已经在航空企业得到了应用。据调查，只要我国研制出的新产品能够批量生产，国外进口的该类产品价格就会下降30% ～60%，所以国内品牌的发展会为航空企业节约很多成本，对我国民族工业的发展具有很重要的意义。

　　通过对航空企业用户以及业内专家的调查，我们了解到国内外品牌之间还存在一定的差距。主要表现在：系列品种较少，“三化（标准化、通用化、系列化）”程度低；新产品开发周期长，主要原因是元件和材料配套难；机加工周期长；产品的稳定性较差，特别是电控系统，可靠性较差，故障率较高，寿命相对较低；此外，软件功能相对较少，特别是专用软件更少；与计算机工作站和数控机床联网问题，仅有极少数测量机刚刚起步，大多数还没开始这项工作，有待进一步开发研究。有关专家认为，国内相关企业和行业管理部门如果能把握住三坐标测量机发展的市场机遇和航空行业的特点，提高产品的可靠性，减少故障率，提高使用寿命，特别是在熟悉行业情况和抓住专业应用方向的基础上发展自己的特色，相信会有所作为。

　　坐标测量机在航空领域的应用

　　在航空制造领域，三坐标测量机已成为飞机零件最主要的测量手段，在航空制造领域各种外形复杂、精度要求高、大尺寸零件的制造过程和最终验收中都起着保证质量的关键作用。如发动机关键部件叶片、机匣和整体叶盘等的检测，提高了关键零部件的研制效率，同时又大大降低了废品率。在某些航空企业，激光跟踪仪在工装型架定位和安装等方面的应用已经得到了普及；产品零件的测量应用了龙门式坐标测量机和激光跟踪仪；飞机结构部件的测量也在逐渐推广。坐标测量设备的使用会逐渐在检测领域占据主导地位。

　　在本次调查中，记者了解到，航空用户在选择坐标测量设备时，比较关注设备的稳定性、性价比、可靠性/ 稳定性、高精度、高效率、便携式、灵活性、售后服务和技术支持等方面。调查中统计的选购坐标测量设备的影响因素及其所占比例见图2。

　　由图2 可以看出，质量与效率一直是影响用户选购设备的主要因素。可靠性和稳定性是用户选择设备时看重的首要因素，可靠性和稳定性的不足是某些国产坐标测量机发展的瓶颈。同时，高精度的要求显示了航空用户特别重视精度要求的特点。值得一提的另外一个指标就是高效率，随着制造业生产的需求增长，对测量设备效率的要求也越来越高，高效率不但包括测量的高速，同时也要求测量的准确度等。另外，目前坐标测量机在价格上还是比较昂贵的，性价比也是用户选购设备的重要影响因素，所以对于设备厂商来说，为用户提供最适合的解决方案，给设备一个最合理的定价，是设备得到用户青睐的重要因素。随着坐标测量机在航空领域应用范围的扩大，越来越多的加工场合要用到坐标测量机，这样对设备的灵活性、环境适应性就提出了新的要求，所以用户对便携式设备的需求也就越来越高。随着坐标测量机在航空企业中不断推广应用，传统测量设备在许多测量领域逐渐被代替，如何为用户提供及时、有效的售后服务和技术支持，解决用户使用新设备过程中的问题，是赢得用户信赖的重要环节。

　　坐标测量技术未来发展趋势

　　航空制造业的迅猛发展，对坐标测量设备不断提出新的要求。通过本次对厂商、用户、专家的各方调查，我们将坐标测量技术的发展趋势概括为以下几个方面：

　　（1）高速化。随着生产节奏的不断加快，用户在要求坐标测量机保证测量精度的同时，还对测量机的测量速度提出越来越高的要求。最终像常规量具一样，被测产品能直观、便捷且精确地完成测量。这一要求会对坐标测量机提出结构、材料、动态性能等方面的革新。

　　（2）便携式、非接触。便携式、非接触测量可以更方便地将设备用于不同环境中，像常规量具一样，在工作现场的任何地方方便地进行产品的测量。今后技术的发展趋势永远会以用户为中心，使设备适应各种应用环境。

　　（3）开放式的控制系统。在现代制造系统中，测量的目的越来越不能仅仅局限于成品验收检验，而是向整个制造系统提供有关制造过程的信息，为控制提供依据。从这一要求出发，必须要求测量机具有开放式控制系统，以提高测量的柔性和适应范围。

　　（4）在线测量。目前，全球的制造商更加关注在线测量，因为在加工中心上实现实时测量能够大幅提升生产效率。在线测量把测量放入产品的生产过程中去，而不仅仅在末端测量。及早地发现过程中存在的问题并及时解决，使损失降到最低程度，可以大大提高企业的利润。这种测量技术也会促进测量软件的发展，例如，用于数控加工中心的在线测量软件允许用户非常容易地产生真正的计量检测程序，用来完成设备设置、过程检测或者在机检测任务。

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