三坐标测量仪(三次元测量机)的发展史
自工业化以来,尤其是国防军工行业的需要,要求零件具备高度互换性,对尺寸 位置和形状公差的要求,推动力几何量计量技术的发展。
美国Brown&Sharpe公司在1875年制造的千分尺
随着工业现代化进程的发展,伴随着众多制造业如汽车 机床及模具工业的大规模生产的需要,促进和推动了三坐标测量仪(三次元测量机)技术的发展。
三坐标是检测工业零件的一种精密测量的方法,广泛应用于机械制造、工业制造的重要测量的方法。
世界上第一台现代意义上的三坐标测量机:1959年,法国巴黎国际机床博览会上,苏格兰Ferranti公司展出了第一台坐标测量机。该测量机为直角坐标测量机,在×轴和y轴上设置了2个可移动的导轨和读数装置,并在z向上放置位移传感器,测量精度为0.001inch,自此,坐标测量机将测量技术革命性地从传统的比较式测量模式带入空间点坐标测量模式。
世界上第一台现代意义上的三坐标测量机
世界上第一台龙门式测量机: 1962年,作为菲亚特(FIAT)汽车公司质量控制工程师的Fraorinco Sartorio,在意大利都灵创建了DEA公司,成为世界上第一家专业制造坐标测量机设备的公司。
DEA公司产ALPHA:世界上第一台龙门式测量机
世界上第一个触发测头: 1972年,但是身为劳斯莱斯(Rolls-Royce)公司副总设计师的David McMurtry为了帮助解决协和号飞机发动机上直径6.35mm复杂形状的油管直径,发明了世界上第一个接触式触发测头。
世界上第一个触发测头
第一台计算器数字控制(CNC)的三坐标: 1973年,德国Zeiss公司推出了第一台计算器数字控制(CNC)的三坐标测量机UMM 500,该测量机采用HP9810计算器,并配置了接触式扫描测头,三轴测量精度达到0.5ym.CNC数控系统提高了坐标测量技术的自动化水平奠定了快速扫描测量的基础!提高了测量效率和精度,并增强了坐标测量机的功能。
德国Zeiss产 UMM 500
第一次提出软件补偿误差技术: 1977年,R.Hocken等在MooreN.5坐标测量机上实现了误差的软件补偿,并为此获得了国际生产工程科学院的泰勤奖章。1985年天津大学精密仪器与光电子工程学院张国雄教授等对坐标测量机进行了软件误差补偿,将精度从20um提高到2um。此后,各种软件误差补偿技术迅速发展,如热误差补偿、动态误差补偿等,并获得广泛应用。
第一台关节式坐标测量机: 1986年,日本小坂研究所的小美浓武久等研制了关节式坐标测量机。关节式坐标测量机由多个关节组成,安装有探测系统的测量臂可由人奉引对零件表面进行测量。安装在关节上的角度传感器获得转动角度,结合臂长可计算出测量点的坐标值。其主要优点为量程大、体积小、质量轻、灵活方便、便于现场测量。
关节臂式坐标测量机
第一台纳米坐标测量机: 1999年,英国国家物理实验室(NPL)基于商用测量机PMM 12106研制了一台小量程测量机。该测量机的空间量程为50mmx50mmx50mm,测量不确定度为50nm。纳米三坐标测量机开创了坐标测量精度新纪元,从而为微型制造奠定了坚定的技术基础。
第一台全自主知识产权国产三坐标:2018年,由清华大学和深圳市政府联合投资建立的深圳力合精密装备科技有限公司生产的第一台高精度三坐标测量机交付客户使用,此三坐标核心零部件包括测座,测头,电控,等全部自主研发生产。标志着国内在坐标测量关键技术上打破国外垄断取得了突破性进展。