測量測試是 機(jī)械制造技術(shù)重要的組成部分,，測量是 機(jī)械制造的眼睛,，測量技術(shù)的先進(jìn)性反映了產(chǎn)品的先進(jìn)性。精密測量測試技術(shù)不僅對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量控制起決定作用,，在現(xiàn)代高檔數(shù)控和智能技術(shù)為主導(dǎo)的制造系統(tǒng)中,，測量測試技術(shù)直接參與精密制造過程，并對(duì)制造水平起到?jīng)Q定作用,。這里談?wù)剮缀瘟?幾何尺寸,、型位誤差等)精密測量測試技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢，尤其是 在航空制造中,，光學(xué)掃描測量技術(shù)的最 新發(fā)展和應(yīng)用技術(shù),。
一、非 接觸坐標(biāo)測量技術(shù)光學(xué)掃描測頭應(yīng)用于三坐標(biāo)測量機(jī)上已有20余年,，測量精度從開始時(shí)的數(shù)十微米左右發(fā)展到現(xiàn)在的數(shù)微米,。光學(xué)坐標(biāo)測量種類和方法很多,，包括：點(diǎn)結(jié)構(gòu)光掃描、線結(jié)構(gòu)光掃描,、平面影像測量及三維影像合成等,。影像測量已廣泛應(yīng)用于坐標(biāo)測量，在測量二維尺寸方面具有優(yōu) 勢,，但對(duì)三維復(fù)雜曲面測量能力有限,。
測量機(jī)上對(duì)葉片等三維復(fù)雜曲面測量主要依靠結(jié)構(gòu)光測頭，即投射光束到工件表面,，形成被測點(diǎn)云要素,。投射的光束包括線結(jié)構(gòu)光和點(diǎn)結(jié)構(gòu)光。點(diǎn)光測頭投射光點(diǎn)到工件表面,，對(duì)工件表面進(jìn)行逐點(diǎn)掃描,，相對(duì)線掃描方式效率較低，但測量精度可以達(dá)到10pm左右,，在測量精度上具有優(yōu) 勢,，對(duì)航空制造測量精度要求較高的場合更適用。
目前,，光學(xué)掃描坐標(biāo)測量精度雖然比接觸測量精度仍有差距,，但相比過去數(shù)十微米的測量精度已經(jīng)大幅提升，所以這里仍然稱之為“精密”坐標(biāo)測量技術(shù),。
近年來,，光學(xué)測頭具有非 接觸、高精度等優(yōu)點(diǎn),， 大理石平臺(tái)具有不受溫度,、濕度影響的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造領(lǐng)域,，并逐步引起了國內(nèi)一些科研院所的關(guān)注,，國內(nèi)對(duì)于光學(xué)測頭的研究起步較晚，目前,，有多家高校,、研究機(jī)構(gòu)正研制高精度光學(xué)掃描測頭。
二,、在線測量技術(shù)
廣義在線測量是 指在加工生產(chǎn)線中進(jìn)行測量,，通常提到的在線測量是 狹義上的，指在機(jī)床內(nèi)部加工過程中的測量,。在線測量技術(shù)實(shí)現(xiàn)了零件加工后直接進(jìn)行測量,，能夠減少二次裝夾誤差，提高效率。對(duì)于難加工材料或者難于裝夾找正的大型工件,，在數(shù)控加工過程中需多階段加工和反復(fù)測量,，在線測量意義重大。
隨著在線測量技術(shù)的發(fā)展,，測量已不僅僅是 最 終產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)定手段,，更重要的是 為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造過程服務(wù)，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì),、制造過程和檢測手段充分集成,，形成加工檢測一體化“智能制造系統(tǒng)”。測量的方式從傳統(tǒng)的“離線”測量,，進(jìn)入到制造現(xiàn)場,，參與到制造過程,，實(shí)現(xiàn)“在線測量”,，真正做到“加工即可測可知”。
在線測量技術(shù)在測頭信號(hào)傳輸方式上從紅外傳輸向無線傳輸發(fā)展,，在測量方式上從接觸觸發(fā)向接觸掃描和非 接觸測量發(fā)展,。中航工業(yè)精密所近年率先開發(fā)了光學(xué)在機(jī)(在線)測量系統(tǒng)。
三,、-專用測量技術(shù)
除上述傳統(tǒng)坐標(biāo)測量技術(shù)外,，一些適合特定應(yīng)用場合的專用測量技術(shù)也在快速發(fā)展，包括關(guān)節(jié)臂測量,、激光跟 蹤儀,、室內(nèi)GPS等。
關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量系統(tǒng)由多個(gè)關(guān)節(jié)構(gòu)成,，安裝有測量探頭的測量臂為測量端,，可由人牽引在物體表面滑動(dòng)掃描。機(jī)械臂的關(guān)節(jié)上裝有角 度傳感器,，可以實(shí)時(shí)測量關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)角 度,，根據(jù)臂長和各關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)角 度計(jì)算出測量點(diǎn)的三維坐標(biāo)。
關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)有量程大,、體積小,、重量輕、可在現(xiàn)場進(jìn)行測量,，甚至裝在被測工件或機(jī)器上,。由于其柔性的特點(diǎn)和采用人手操作，與正交式三坐標(biāo)測量機(jī)相比,，測量速度快,，且無需考慮 路徑優(yōu)化等問題，因此使用更加靈活、快捷,。
激光跟 蹤測量系統(tǒng)是 工業(yè)測量系統(tǒng)中一種高精度的大尺寸測量儀器,。由激光跟 蹤頭捉民蹤儀)、控制器,、用戶計(jì)算機(jī),、反射器(靶鏡)及測量附件等組成。激光跟 蹤測量系統(tǒng)的工作基本原理是 在目標(biāo)點(diǎn)上安置一個(gè)反射器,，跟 蹤頭發(fā)出的激光射到反射器上,，又返回到跟 蹤頭，當(dāng)目標(biāo)移動(dòng)時(shí),，跟 蹤頭調(diào)整光束方向來對(duì)準(zhǔn)目標(biāo),。同時(shí)，返回光束為檢測系統(tǒng)所接收,，用來測算目標(biāo)的空間位置,。
激光跟 蹤儀不僅可以實(shí)現(xiàn)空間靜止目標(biāo)的三維高精度測量，而且可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的跟 蹤測量,。激光跟 蹤儀操作簡便,，測量精度高、效率高,，可以實(shí)時(shí)掃描測量和三維點(diǎn)云顯 示,，是 大尺寸工業(yè)測量的主要手段之一，近年來得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,。
室內(nèi)GPS測量系統(tǒng)基于全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的技術(shù)概念提出,。安裝在裝配車間的室內(nèi)GPS系統(tǒng)，繼承了全球定位系統(tǒng)發(fā)射器(衛(wèi)星)與各接收器相互獨(dú) 立工作的概念,。室內(nèi)GPS系統(tǒng)由許多發(fā)射器和接收器構(gòu)成,，發(fā)射器發(fā)射的信號(hào)由接收器接收，從而獲得接收器相對(duì)于發(fā)射器的水平方位角 和垂直方位角 ,。
室內(nèi)GPS在測量空間有較大的自由度,，可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)它的型號(hào)以便適應(yīng)測量空間，GPS的測量范圍能達(dá)到2~300m,。由于反射器和接收器之間的信號(hào)是 單向傳輸,，因此接收器的個(gè)數(shù)沒有-。只要對(duì)于某個(gè)接收器能同時(shí)接收到兩個(gè)以上的發(fā)射器發(fā)射的信號(hào),，就可以確定接收器的空間坐標(biāo),。
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