桥式测量机

随着三坐标测量机软件技术的发展和广泛应用，三坐标测量机操作技巧的研究引起越来越多量友的关注。在《测量机实用操作技巧》系列讲座中，有着30多年三坐标应用经验的邢建忠老师结合其多年来对测量机应用理论和实际操作的研究，着重从三坐标操作方法上为大家介绍箱体类高精密检测应用中的一些理念和技巧。具体内容涉及测头校验、零件找正、特征元素测量、形位公差评价及柴油机零部件检测等全方位的测量技巧 该讲座《测量机实用操作技巧(二)》将重点介绍特征元素的测量技巧。敬请关注!　　会议时间：2010-7-8　　会议地址：http://www.hexagonmetrology.com.cn/channel/index-s.aspx

近年来，我国高端制造业蓬勃发展，对高精度测量设备的需求持续攀升，极大地推动了以三坐标测量机为代表的精密测量仪器市场的迅猛增长。全球知名品牌和国产新兴势力纷纷加入这场激烈的竞争，竞相展示各自的技术实力和创新能力。随着国产替代需求的日益增长，中国三坐标测量机企业正迎来前所未有的发展机遇。为深入了解中国三坐标测量机产业的发展态势，仪器信息网成立25周年之际，特别策划了“万里行”系列走访活动。该活动深入中国三坐标测量机代表性企业，与行业专家共同开展实地走访，探寻产业发展的最新进展和亮点，为发展新阶段赋能。走访第一站，由上海大学李明教授，仪器信息网产业研究部主任武自伟、营销服务中心经理韩永风、测量仪器编辑牛亚伟等组成的走访项目组，走进了苏州英示测量科技有限公司（以下简称“英示”）。英示总经理沃林等高层领导热情接待了走访团队，并与项目组进行了深入交流与探讨。合影留念一、行舟竞渡，走国产化发展之路长期以来，三坐标测量机这一高精度测量仪器的技术和市场主导权一直掌握在少数国外知名企业手中。这种局面使得国际市场上的三坐标测量机产品不仅价格高昂，而且技术更新和服务支持也往往受限于这些厂商的节奏。对于国内企业来说，由于技术门槛高、研发投入大、市场渠道不畅等多重因素的限制，在三坐标测量机领域的参与度一直较低。为了打破这一局面，国内企业开始逐渐加大在三坐标测量机领域的投入和研发力度。交流现场，沃林总经理表示，英示坚持自主创新，积极攻克国外三坐标测量机卡脖子技术，并详细介绍了英示三坐标测量机的竞争优势。此系列产品采用了经典的桥式结构，整体式工作台，确保了结构的稳定性和测量的准确性；配备了高精度空气轴承，能够极大地减少摩擦，确保测量过程中的平稳性和精准度；独特的Z轴防扭矩设计，更是巧妙地减小了旋转误差，使得测量结果更加准确可靠。此外，现场三坐标测量机专为车间现场设计，无需压缩空气，即可在复杂的生产环境中进行快速、准确的测量。英示三坐标测量机沃林总经理进一步补充道，三坐标测量机仅是英示众多产品中的一类。在当前行业高度竞争的背景下，英示凭借近万种产品，构筑起一座精准测量的堡垒。产品覆盖机加工行业的每一个角落，包括测量几何尺寸和形位公差、硬度测量、金相分析、工件表面和内部检查、推拉力和扭力测试、环境试验等。如今，英示的综合目录已成为行业客户的参考工具书。随着制造业智能化和数字化转型的浪潮，英示更是走在前列。作为国内唯一能够全面实现数字化的测量品牌，英示不仅提供标准产品，更能根据客户需求定制在线自动化检测系统。此外，英示的部分产品已成功入选国防科工局和工信部联合编制的《国产清单》，打破了国外品牌长期以来的垄断地位，为测量设备的国产化进程贡献了重要力量。一直以来，英示积极响应国家“自主可控”的发展战略，坚持走国产化发展之路。经过多年发展，英示形成以中国苏州为中心，辐射全球的战略布局，在八十多个国家建立了稳固的销售渠道，同时，在德国、西班牙、捷克、美国、巴西、印度等地均有分公司，国内客户已涵盖航天、航空、核电、高铁、船舶、汽车制造等大中型企业和专业院校。英示在测量领域的影响力正逐步扩大，成功获批高新技术企业、国家级专精特新“小巨人”企业、江苏省首批产教融合试点企业等，已成为工业测量细分行业的隐形冠军。二、上下求索，推动高端装备制造自1995年成立以来，英示与众多高校及科研机构携手，共同推进测量技术的研发与产品创新，不断汲取全球顶尖企业的成功经验，致力于提供更为精密、先进的测量解决方案。英示能够快速响应并满足多样化应用场景与复杂环境下的测量需求，确保客户在各种挑战面前都能获得准确可靠的测量结果。为了培养更多优秀的测量技术人才，英示还建立了机械行业能力评价长度计量实训基地，为行业输送了大量专业人才。同时，英示与国家及地方计量院所紧密合作，共同制定和推动计量标准的制定与实施，为行业的健康发展提供有力支持。值得一提的是，英示作为国家技能大赛赞助企业，多年来支持了世赛选拔赛、国赛、国家一类和二类大赛、部分省赛、行业赛等100多场赛事的测量工具及仪器和技术协作，成为技能大赛的“优秀合作企业”。以三坐标测量机为例，英示在测量理念、技术和方法上始终保持着前瞻性的研究态度。通过采用先进的测量技术和高效的测量手段对传统测量量具进行数字化改造和赋能，为制造业，特别是高端制造业质量数据网络的构建提供准确、高效、可靠的数据源，其他相关量具和量仪产品亦是如此。英示秉承“解决测量难题”的核心理念，不断提升生产过程中现场测量、在线测量和快速测量的量值溯源能力，发挥计量检验检测在产业技术基础创新中的变革性作用，推动高端装备制造的高效发展。三、持续深耕，助力产业加速度在探讨国产三坐标测量机产业的发展策略时，英示沃总在交流中表示，在当前行业内卷化日益加剧的背景下，单纯的产量和价格竞争已经无法满足产业长期、健康、可持续的发展需求。真正的竞争优势，源于对服务的深度挖掘和精准提供。沃总指出，客户在测量过程中常常遇到“测不了、测不全、测不快、测不准”等痛点，这些问题是制约测量技术发展的关键因素。面对这一挑战，英示坚定地将重心聚焦于研发针对这些痛点的精准、高效测量解决方案。正是这种核心服务能力的持续强化和提升，使得英示在激烈的市场竞争中脱颖而出。同时，英示也深刻认识到三坐标测量机关键零部件和组件的重要性。沃总强烈建议，国家应像对待工业母机一样，对三坐标测量机的关键零部件和组件给予高度重视，进行前瞻性的战略布局，并组织相关力量进行技术攻关。这有助于提升国产三坐标测量机的整体技术水平，更能推动整个产业的持续发展和创新。沃总进一步表示，英示公司不仅仅满足于作为三坐标测量机的生产商，更将致力于打造一个量具量仪的“一站式”超市。这个超市将汇集各种先进的测量技术和设备，为客户提供更加全面、便捷、高效的测量解决方案。这种一站式的服务模式，将极大地提升客户的测量效率和精度，解决他们在测量过程中遇到的各种难题。英示总部大楼即将落成交流会结束后，沃林总经理向远道而来的上海大学李明教授以及仪器信息网的相关人员表达了深深的谢意。他亲自引领这一行人参观英示的展厅，详细介绍了英示在国产三坐标测量机及量具、量仪产品所取得的最新成果和技术突破。他强调，这些测量设备不仅具备高精度、高效率的特点，更在助力智能化改造和数字化转型方面具有显著优势。英示产品能够与各种智能制造系统和数字化平台无缝对接，实现数据的实时采集、传输和分析，极大地提升生产效率。英示展厅通过实地探访和深入交流，走访项目组对英示的技术实力、创新能力以及市场地位有了更加清晰的认知。英示的众多量具量仪产品在性能上达到国际水准，甚至在某些关键领域展现出独特的优势。英示“INSIZE”作为中国基础装备制造业的代表性品牌，已经在国际市场上崭露头角，与德国Mahr、日本Mitutoyo品牌并列齐名。走访活动不仅强化了仪器信息网与英示之间的紧密联系，也为双方未来的合作奠定了坚实的基础。

三坐标测量机(Coordinate Measuring Machine，CMM)是指在一个六面体的空间范围内，能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器，又称为三坐标测量仪或三次元。回顾三坐标测量机发展史坐标测量机问世于19世纪60年代，最早的坐标测量机是一个仅仅配备X、Y、Z三轴数显的三维设备。据悉，第一台三坐标测量机由英国Ferranti开发。之后，英国LK公司宣称生产了第一台桥式测量机。1973年，蔡司成功制造出全球第一台CNC坐标测量机-UMM 500并首先使用计算机辅助工件坐标系代替机械对准，从此测量机具备了对工件基本几何元素尺寸、形位公差的检测功能。70年代中期，我国才开始三坐标测量机的研制，主要制造测量机的厂商有北京航空精密机械研究所（303所）、北京机床厂、上海机床厂、北京第二机床厂、天津大学、青岛前哨精密研究所、新天光学厂等等。由于当时测量机集成了光、机电一体化、补偿等技术因素，而国内水平有限，测量机的研制水平较低，主要以仿制外国产品为主，且没有成套的产品线。80年代，国内的生产厂商与国外生产厂商陆续合作，从国外引进生产许可证来生产，例如北京航空精密机械研究所和上海机床厂通过取得德国Leitz的生产许可证来生产测量机。1984年，青岛前哨精密研究所投入资金和科研团队研制测量机，并于1988年成功地制造出全花岗岩的高刚度高精度桥式固定测量机ZC8645，并在此基础上继续研发出多种不同尺寸、不同结构类型的测量机。到了90年代，青岛前哨精密研究所已经成为国内最主要的坐标测量机制造商。90年代，国内大型制造厂商的生产要求越来越高，对于测量机的需求越来越多，但其国内的生产和技术水平远达不到其测量标准。经过协商谈判，青岛前哨精密研究所与荷兰英狄沃斯公司成立了国内第一家测量机合资公司——青岛前哨英柯发设备有限公司，其技术水平与国际接轨。从1996年开始，青岛前哨英柯发设备有限公司产品稳坐国内第一宝座，并不断出口到国外多个地区。1999年，青岛前哨精密研究所与世界权威测量机制造厂商Brown＆Sharp合资，成立了青岛前哨朗普测量技术有限公司（Brown＆Sharp前哨）。之后，Brown＆Sharp集团被海克斯康集团收购。2004年，青岛前哨朗普测量技术有限公司更名为海克斯康测量技术（青岛）有限公司。目前，我国测量机的主要生产厂商有303所、西安爱德华、青岛雷顿等，国际比较著名的测量机生产厂家主要有瑞典海克斯康、德国蔡司、德国温泽以及日本三丰等公司，其中计量型测量机市场主要被蔡司和海克斯康垄断。国内外三坐标测量机产品比较目前，国内与国外产品的差距主要体现在以下三个方面：从精度等级上看，进口精密计量型测量机能达到0.5微米以内的检测精度，而国产设备最高仅能达到0.8微米，且测量行程低于进口机型。进口机型从结构设计到材料呈现多方向发展状态，而国内多家厂商的产品在结构和材料上几乎完全相同，缺少创新能力。进口机型的控制系统、测头及测量软件等一般都具有自主知识产权，掌握全部或大部分核心技术；而国产机型除机械本体外，其余关键组成部分均采用国外品牌，自主研发能力较弱，缺少核心技术。国外计量型坐标测量机产品性能参数国内计量型坐标测量机产品性能参数注：表来自 王帼媛,张忠欣. 坐标测量系统精度提升技术研究. 2019航空装备服务保障与维修技术论坛暨中国航空工业技术装备工程协会年会论文集. 表中精度的计算公式中：L为所测长度尺寸值，单位mm。国内三坐标测量机的主要差距三坐标测量机主流厂商及其产品目前，我国市场上三坐标测量机的主要进口仪器供应商有：瑞典海克斯康、德国蔡司、德国温泽、日本三丰、日本东京精密等。国内厂商主要有：西安力德、西安爱德华、北京303所、深圳力合、青岛弗尔迪、青岛雷顿等。其中，海克斯康和蔡司产品在中国市场的占有量较大。另外，中国三坐标测量机厂商主要集中在西安和青岛两地。海克斯康自成立以来，已收购200余家公司，现有七个产业单元：智能制造、测量、PPM（工程类软件研发）、智慧方案、矿山、自主定位、农业。在中国，海克斯康集团拥有徕卡测量系统贸易(北京)有限公司、徕卡测量系统(上海)有限公司、海克斯康测绘与地理信息系统(青岛)有限公司、海克斯康测量系统(武汉)有限公司、台湾海克斯康测量仪器股份有限公司、思瑞测量技术(深圳)有限公司等各类经营实体。其中，海克斯康测量技术(青岛)有限公司是海克斯康计量产业集团的核心成员和九大测量机制造基地之一。海克斯康三坐标产品涵盖高、中、低端市场，且主要在中、低端市场，在中国测量机行业的市场占有率较高。海克斯康对外表示：其在中国测量机行业的市场占有率超过45%，客户广泛分布在汽车行业、航空航天、电子行业、模具工装、精密制造、国防军工、重工能源和家电等领域，尤其中国军工企业所使用的超高精度三坐标测量机，98%由海克斯康生产制造；其三坐标设备销售额位于全球前三。蔡司（ZEISS）是一家制造光学系统、工业测量仪器和医疗设备的德国企业。公司的名称来源于它的创始人之一——德国光学家卡尔蔡司。它由卡尔蔡司(Carl Zeiss)、恩斯特卡尔阿贝(Ernst Karl Abbe)和奥托肖特(Otto Schott)于1846年在耶拿(Jena)建立。卡尔.蔡司集团由六个独立运作的部门组成，即半导体技术、医疗系统、显微镜、工业测量技术、电子光学系统和消费光学产品。蔡司的三坐标测量机主要为技术型的中高端产品，在我国的市场占有率也较高。蔡司其客户主要集中在汽车、飞机、机械工程等行业。蔡司对外表示：几乎所有的组车厂都有蔡司的三坐标，如一汽大众，占据了其测量产品99.9%的份额；其三坐标设备总销售额位于全球前三。德国温泽集团（WENZEL）创立于1968年，是一家计量解决方案制造商，产品涵盖三坐标测量机、齿轮测量中心、工业CT、模具设计制造、高速测量和数字化系统以及逆向工程等领域。温泽现在全球范围拥有16家子公司，销售及服务伙伴遍及50多个国家和地区的跨国集团。2005年，温泽测量仪器（上海）有限公司在中国成立，主要负责中国及亚洲地区的标准三坐标测量机的组装生产以及温泽全系列产品的销售。温泽三坐标产品主要应用于汽车制造、机械工程、机电制造及其配套领域，在中国具有一定的销售额。日本三丰（Mitutoyo）成立于1934年，向全球范围的广大市场提供千分尺、卡尺等量具以及三坐标测量机、形状测量系统、视像测量系统及光学仪器等系统精密测量仪，是全球综合长度测量仪器的制造商巨头。于2001年成立了以销售服务为主的现地法人企业——三丰精密量仪（上海）有限公司（上海三丰），并以此为契机，于2004年成立了以华北地区为主的销售服务基地的现地法人，三丰精密量仪（天津）有限公司（天津三丰），包括合资的Leeport Metrology公司。2012年，上海三丰与天津三丰进行组织统合。目前，三丰公司在中国完成了华北、华中、华东、华南地区的销售和服务等统合，由三丰精密量仪（上海）有限公司统一管理。三丰产品主要应用于模具、电子、塑胶、五金机械、家居、汽车等领域，在中国市场具有一定的份额。东京精密（ACCRETECH）主要从事半导体加工制造设备及精密测量仪器，并在华成立全资子公司东精精密设备（上海）有限公司,主要生产销售三坐标测量仪、表面粗糙度、轮廓形状测量机、圆柱度测量机、光学测量机，以及半导体制造设备。东京精密三坐标主要应用于模具、车身等，其品牌影响力不如蔡司和海克斯康，在中国有一定的销售额。西安力德测量设备有限公司是一家中英合资的三坐标测量机制造商，2005年成立，位于国家级西安高新技术产业开发区。三坐标测量机产品有：EXPERT系列高精度移动桥式三坐标测量机、FLY系列移动桥式三坐标测量机、GREAT系列单边桥式三坐标测量机、GREAT-D系列超大量程龙门式三坐标测量机、S系列车间型超高速三坐标测量机、DRAGON系列手动三坐标测量机、TOP系列超高精度固定桥式三坐标测量机等。其产品主要应用于汽车、航空航天、船舶、电子、模具、教学等。爱德华是总部位于德国，在中国、德国和法国均设有研发与生产基地，横跨欧亚大陆的大型测量产业集团。西安爱德华测量设备股份有限公司，中外合资，自1997年成立，是中国较早从事坐标测量设备研发、生产与销售的企业之一。三坐标测量机产品有：Daisy系列移动桥式三坐标测量机、LEGEND系列桥式三坐标测量机、ML-III系列数控三坐标测量机、MGH系列高精度三坐标测量机、Dreamer系列复合式三坐标测量机、Perfect系列影像坐标测量仪、Perfect L系列影像坐标测量仪等。主要生产中小尺寸的生产型测量机，广泛应用于电子、汽摩、航空航天、船舶、高铁、模具、教育、国防安全等行业。中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所（北京303所）系中国航空工业集团公司所属的综合性基础技术研究所，成立于1961年，全国第一台激光陀螺、第一台电液伺服阀、第一台超精密车床、第一台三轴测试转台、第一台三坐标测量机、中华世纪坛旋转圆坛等均出自于该研究所。该研究所同时拥有测试技术及装备方向5个研究事业部及2个研究中心，分别从事惯性测试及装备、环境试验技术与设备、特种加工技术与设备、三坐标测量技术、精密导电滑环设计技术以及数字化检测技术等方向研究。三坐标测量机产品有：FUTURE系列三坐标测量机、GEM系列三坐标测量机、CENTURY系列三坐标测量机、LM 系列三坐标测量机、ORIENT 系列三坐标测量机等。北京303所是国内早期研究三坐标测量机的单位之一，国有研究所性质，具有硕士学位授予权。产品主要应用领域为航空航天、汽车、能源机械、模具、军工等。深圳力合精密装备科技有限公司成立于2017年，是由清华大学投资发展的国家高新技术企业，主要从事精密测量设备、卫星机电产品的研发和生产。三坐标测量机产品有：LIBRA固定桥系列、POLARIS移动桥系列、TAURUS龙门系列。目前业务分布于珠三角，长三角，北京、上海、天津、长春、成都、烟台及福州等地区。产品主要应用领域有模具、汽车、叶片、镜头、齿轮等。青岛弗尔迪测控有限公司于2011年01月28日成立，总部位于青岛市崂山区，是集研发、生产、销售为一体的专业三坐标测量机国家高新技术企业。青岛弗尔迪是青岛市质量技术监督局指定的三坐标检测基地、三坐标培训基地；是三坐标几何量行业内较早通过计量考核标准的企业；公司拥有多家分支机构，已具有年产500台三坐标测量机的生产能力；产品畅销国内外，出口量已达到销售总量的近50%。弗尔迪主要生产中小尺寸的CNC自动式和手动式测量机，在山东青岛地区有三坐标检测基地和三坐标培训基地。产品广泛应用于船舶制造、航空、航天、机械制造、汽车、精密制造、新能源制造、模具工装及高等院校等领域。公司具有年产500台三坐标测量机的生产能力。青岛雷顿数控测量设备有限公司成立于2006年，由位于美国马里兰州的Leader Metrology Inc 国际计量产业集团投资设立。Leader公司中国制造基地各类测量设备的生产能力已达每年1000台套。三坐标测量机产品有：Miracle系列三坐标测量机、Excellent系列三坐标测量机、Cruiser系列三坐标测量机、Metroking系列三坐标测量机、Navigator系列三坐标测量机、三维激光扫描测量机、Optek系列全自动三坐标影像测量仪、Tornado系列三坐标测量机等。广泛应用于汽车工业、航空航天、机床工具、国防军工、电子塑胶及模具等领域。