劉帥男 許傳斌 張起琳

【摘 ? 要】 ?本文根據(jù)精密儀器各個(gè)階段的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)國(guó)內(nèi)精密儀器發(fā)展的現(xiàn)狀進(jìn)行研究。基于簡(jiǎn)單的投影儀階段到高精度二維影像測(cè)量?jī)x階段與高端三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)階段，并且使用“CAD/CAM/CAT技術(shù)”。使其測(cè)量單元微小型化、智能化。

【關(guān)鍵詞】 精密儀器;CAD/CAM/CAT技術(shù);精密機(jī)械制造

Review of the development of precision instrument

Ling zhenbao Liu shuainan Xu chuanbin Zhang qilin

（College of insrumentation and Electrical Engineering， Jilin University，Changchun 130022，China）

Abstract： in this paper，according to the characteristics and application fields of each stage of precision instruments， research overall development trend for the development of precision instrument. High precision two-dimensional image measuring instrument and high-end three coordinate measuring machine based on the simple stage projector stage，and the use of "CAD/CAM/CAT" design，The measuring unit miniaturization and intelligent measurement 。

Keywords：precision instrument;CAD/CAM/CAT technology; precision machinery manufacturing

精密儀器主要研究現(xiàn)代精密儀器及智能、微小型機(jī)電系統(tǒng)?，F(xiàn)代科學(xué)儀器及設(shè)備是機(jī)、電、光、計(jì)算機(jī)、材料科學(xué)、物理、化學(xué)、生物學(xué)等先進(jìn)技術(shù)的高度綜合，它即是知識(shí)創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新的前提，也是創(chuàng)新研究的主體內(nèi)容之一。

一、精密儀器的發(fā)展過(guò)程

精密儀器的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段，分別是簡(jiǎn)單的投影儀階段，高精度二維影像測(cè)量?jī)x階段與高端三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)階段。

簡(jiǎn)單的投影儀：為了適應(yīng)市場(chǎng)的發(fā)展需求，為現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展提供檢測(cè)的依據(jù)，20世紀(jì)90年代，精密檢測(cè)儀器正式進(jìn)入了我們中國(guó)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，成為一個(gè)新興的以檢測(cè)為主的產(chǎn)業(yè)。其主要的性能指標(biāo)包括光輸出、水平掃描頻率（行頻）、垂直掃描頻率（場(chǎng)頻）、視頻帶寬、分辨率、CRT管的聚焦性能、會(huì)聚。是一種早期的光學(xué)儀器。

高精度二維影像測(cè)量?jī)x：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，簡(jiǎn)單的投影儀已經(jīng)無(wú)法滿足市場(chǎng)和行業(yè)的需求，在這種情況下，二次元影像測(cè)量?jī)x就成為了行業(yè)發(fā)展的必然產(chǎn)品。影像測(cè)量?jī)x是一種由高解析度CCD彩色攝像器、連續(xù)變倍物鏡、彩色顯示器、視頻十字線發(fā)生器、精密光學(xué)尺、多功能數(shù)據(jù)處理器、2D數(shù)據(jù)測(cè)量軟件與高精密工作臺(tái)結(jié)構(gòu)組成的高精度光學(xué)影像測(cè)量?jī)x器。采用彩色CCD攝像機(jī);由二坐標(biāo)工作臺(tái)、光柵尺與數(shù)據(jù)箱組成數(shù)字測(cè)量及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng);該儀器具有多種數(shù)據(jù)處理、顯示、輸入、輸出功能;與電腦連接后，采用專門(mén)測(cè)量軟件可對(duì)測(cè)量圖形進(jìn)行處理。如圖為高精度二維影像測(cè)量?jī)x機(jī)械結(jié)構(gòu)圖。

高精度二維影像測(cè)量?jī)x機(jī)械結(jié)構(gòu)圖

高端三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)：進(jìn)入21世紀(jì)，更多的產(chǎn)品需要提供三維檢測(cè)，才能更好的為現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展提供服務(wù)，過(guò)意國(guó)內(nèi)的精密檢測(cè)企業(yè)就在二次元影像儀的基礎(chǔ)上研發(fā)生產(chǎn)了三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)更高端的產(chǎn)品的三維檢測(cè)任務(wù)。如下表為高端三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量結(jié)果與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)對(duì)比值。

表 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)對(duì)比效率

二、精密儀器發(fā)展趨勢(shì)及展望

隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，測(cè)量?jī)x器技術(shù)面臨著新的技術(shù)要求和發(fā)展動(dòng)向。由傳統(tǒng)微米、亞微米精度向著納米量級(jí)精度方向發(fā)展;測(cè)量方式也由原接觸式測(cè)量向非接觸式測(cè)量過(guò)渡：此外，信息技術(shù)與測(cè)量技術(shù)的集成，即CAD/CAM/CAT的技術(shù)應(yīng)用也將是未來(lái)精密測(cè)量技術(shù)發(fā)展的方向。由此將精密儀器帶入另一個(gè)發(fā)展階段。

目前，二次元影像儀和三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)通過(guò)軟件技術(shù)、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)以及電子技術(shù)的高度融合，形成一整套綜合檢測(cè)設(shè)備，已廣泛運(yùn)用于各行業(yè)中，它能同時(shí)測(cè)量多種參數(shù)。今后精密儀器的發(fā)展，會(huì)跟隨著現(xiàn)在社會(huì)發(fā)展需要而不斷的發(fā)展，并與不斷產(chǎn)生的新的信息技術(shù)和其它科學(xué)技術(shù)綜合起來(lái)的新的精密儀器。

本文針對(duì)精密儀器的發(fā)展研究，從簡(jiǎn)單的投影儀到三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的發(fā)展過(guò)程，提出了對(duì)位未來(lái)精密儀器的發(fā)展展望。以計(jì)算機(jī)為代表的控制系統(tǒng)和測(cè)量機(jī)測(cè)頭的發(fā)展也是一個(gè)重要的發(fā)展方向。另外譬如DMIS的軟件技術(shù)的革新，也是對(duì)精密儀器優(yōu)化的重要步驟。

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