高精密测量设备在模具行业的未来趋势

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【编者按】随着模具制造业的发展，模具测量技术的发展也相形相随。不同的测量技术和不同的测量设备根据模具制造的不同特点应运而生。从模具设计初期所涉及到的数字化测绘，到模具加工工序测量、修模测量，到模具验收测量和后期的模具修复测量;从电子类小尺寸模具到汽车类中大型模具和航空航天行业的大型模具测量，高精密测量设备无处不在。

据国际模具及五金塑胶产业供应商协会负责人罗百辉介绍，目前在模具质量检测中用到的测量设备不仅包括了经典的固定式高精密三坐标测量机，同时因为模具制造的特点，各种适合现场在线应用的测量设备，如便携式关节臂测量机、高效白光测量机、大尺寸激光跟踪仪等测量设备也纷纷粉墨登场，并通过接触和非接触式测量、影像与激光扫描以及照相测量等探测技术满足模具产品的检测需求。

一个典型的模具企业，除了模具的生产与制造之外，还会涉及到一些检具、夹具以及普通机加件的制造。在这种情况下，精度高、功能强、通用性好的固定式测量机就成为大多数模具企业质量检测环节首选的经典测量设备。模具测量涉及的范围非常广，包括模型测绘、模具设计、模具加工、模具验收、模具修复后检测、模具成型产品批量检测等众多领域。每个领域都需要高精度的尺寸测量，包括距离、角度、高度、圆孔直径，圆弧半径、曲面等几何量，也包括圆度、直线度、平面度、垂直度、平行度、同轴度等形位公差。

各个领域测量的要求也各不相同，最典型的是模型测绘和模具成型产品的批量检测：模型测绘涉及到尺寸的全面测量，对测量效率要求不高，对仪器的功能要求很高;模具成型产品的批量检测则对测量效率要求非常高。而对模具的测量要求通常包括控制型面的指定点位测量、装配和定位孔的直径和位置测量等，往往也会要求测量型、面型线的轮廓度。此时，固定式测量机的高精度、自动化和点对点的接触式测量能力显得极为适用。若要求将模具工件直接与其CAD模型上的曲面进行点云匹配比对或进行模具件的测绘，固定式测量机还可以借助接触式连续扫描测头或非接触式激光扫描测头，实现高效率、高密度的点云扫描测量。这里需要注意的是，因为测量结构和测量原理的不同，接触式测量的精度通常要优于非接触式测量的精度。罗百辉指出，近年来快速响应以及快速的实现调整，是模具企业较为迫切的发展需求。通过快速的模具制造和交付，能够缩短产品上市周期，为企业赢得宝贵的竞争先机，同时大型模具需求不断扩大，随之而来的在线测量以及模具、夹具和检具的现场调整需求，使得便携式测量系统应运而生。

关节臂坐标测量机因为其便携性和柔性的特点，逐渐成长为模具加工行业重点应用的测量设备之一。该设备可以用于车间内的在线测量，不受环境的影响，安装起来方便快捷，甚至可以直接安装到大型机床内部对未下线的模具进行在机测量;同时测量臂用碳素材料制成，非常轻巧。工作时，由操作员手持测量臂对工件进行测量或测绘，测量方向完全可以像人的手臂一样随时任意调整，很大程度上避免了测量死角的存在。因此，便携式关节臂测量机是测绘或测量模具效率最高的测量设备之一，尤其适合非批量单件测量或测绘任务。

随着测量技术的不断创新与发展，先进的测量技术不仅体现在测量室和制造现场，同时还被创新性的应用在机床与加工设备上。这就是我们所谈到的在机测量系统。在机测量技术作为一个有效的过程控制手段，为机床加工操作人员提供了实时的加工质量反馈，避免不必要的加工错误的同时，又显着提升模具尤其是大型模具的制造效率。在机测量系统包括工件在机测量系统和刀具在机测量系统。

影像测量仪是一种新兴的精密几何量测量仪器。随着技术的发展，已经成为精密几何量测量最常用的测量仪器之一。影像测量仪利用影像测头采集工件的影像，通过数位图像处理技术提取各种复杂形状工件表面的座标点，再利用座标变换和资料处理技术转换成座标测量空间中的各种几何要素，从而计算得到被测工件的实际尺寸、形状和相互位置关系。

经过不断的发展，影像测量仪的应用范围不断扩大，可以对各种复杂的工件轮廓和表面形状进行精密测量。现在，影像测量仪的测量物件包括电子零配件、精密模具、冲压件、PCB板、螺纹、齿轮、成形刀具等各类工件，逐渐进入到电子、机械、仪表、钟表、轻工、国防军工、航太航空等行业，成为高等院校、研究所、计量技术机构的实验室、计量室以及生产车间常用的精密测量仪器。

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