智能测量装备，为制造添一双慧眼

    工业测量是在工业生产和科研各环节中，为产品的设计、模拟、测量、放样、仿制、仿真、产品质量控制、产品运动状态，提供测量技术支撑的一门学科。测量内容以产品的几何尺寸为主，也涉及色彩、温度、速度与加速度及其他物理量。测量环境大多在室内，即在工厂车间或科研实验室中，还常伴有高精度和高频率的要求。

    现代工业技术的快速发展为工业测量提供了众多的测量技术与手段；同样地，现代工业技术的快速发展，也离不开工业测量技术的支撑。工业测量是现代工业生产不可缺少的重要生产环节。传统的几何尺寸测量存在着诸多不足，如以人工测量为主、测量效率低、精确度不够、需要手工记录、测量范围有限，不支持复杂形状测量等。随着企业数字化、网络化、智能化的发展，工业测量的要求已经不仅仅是测量得到尺寸，而是同时要求测量精确度要高、测量频率要快、测量要有及时性、测量数据要能存储，还面临着复杂几何外形产品的测量。智能测量装备就像是为制造业添加了一双慧眼，帮助企业进行高质量生产。

    工业测量已经从传统测量发展到智能测量阶段，可选择的智能测量装备从传统的测量仪器发展到智能测量装备。智能测量装备更加复杂，包括了机、电、软多学科知识，涵盖RFID、机器视觉、协作机器人、在线检测和管理软件系统等多领域技术，由传统的以人工测试为主向全自动化检测进阶。智能测量装备的应用为企业智能制造的提供了有力支撑。

    本文主要介绍几何尺寸测量的智能测量装备，涉及到长度、厚度、直径、角度、曲面、间隙、轮廓等参数的测量。

1.尺寸测量方法

    智能测量装备测量几何尺寸的方式可分为接触式测量和非接触式测量。

    接触测量法是测量器具的传感器与被测零件表面直接接触的测量方法。比如以触针沿工件表面运动并持续获取测量点数据，这个过程也称之为扫描，通过扫描将采集到的形状数据转换为离散的几何点坐标数值，从而完成物体表面形状的建模。其特点是测量的可靠性高、测量精度高、重复性好。接触式测量的缺点是测量的接触力可能会对测量器具和零件表面（如软性表面）造成变形，从而造成测量的不确定度。非接触式测量的重要性不断提高，然时至今日尚未能替代接触式测量技术。

    非接触式测量则是测量器具的传感器与被测零件的表面不直接接触的测量方法，通过光电、电磁、超声波等技术为基础，在仪器的感受元件不与被测物体表面接触的情况下，即可获取被测物体的各种外表或内在的数据特征。非接触测量的优点是测量传感器不与被测物体表面接触，对被测零件表面不会构成任何损伤，比较适合于复杂曲面以及软性表面零件的测量。非接触式测量采用相机探头传感器、激光传感器或CT技术的形式。

图1 尺寸测量方法分类