技术简介
坐标测量是精密制造的重要组成部分。目前，国内多轴坐标测量技术明显落后于制造技术的发展，复杂、超大、微小等零件的精度检测缺乏有效的测量手段和核心技术，严重依赖进口。一方面，测量的核心技术被国外长期垄断；另一方面，国内坐标测量技术的研究分散、薄弱，具有竞争力的核心技术与产品极少。因此，极有必要通过军用技术推广，提高国内坐标测量的整体水平。
本技术对以下民用应用领域具有重要的意义：如大型复杂零件（例如飞机蒙皮、机匣）的检测、复杂曲面零件（例如发动机叶片、燃气轮机叶片等）的检测、微小复杂零件（例如喷油嘴等）的检测等。此类零件的检测目前仍不能满足生产需求。通过单独测头进行测量的传统方法已经无法同时满足精度、效率和数据密度等方面的要求；而采用多台设备进行测量，又会有多次装夹误差增大、搬运效率低、数据合并难等一系列问题。本技术通过推广光学复合多轴坐标测量技术，支持采用多种光学测头和接触式测头进行复合测量，支持高精度转台辅助测量，可解决目前坐标测量中测量精度和测量效率之间的矛盾。因此，光学复合多轴坐标测量技术具有广泛的市场前景和重大意义。
光学复合多轴坐标测量系统比接触触发坐标测量效率显著提升，是当前精密测量的热点研究方向和前沿技术；具有测量精度高、效率高、应用范围广等特点，是实现复杂构件高效精密测量的最有效方法。光学复合多轴坐标测量系统是适应性广、高效率、高精度的坐标测量设备，将其研发推广至民用领域，能提高我国坐标测量测试水平，促进制造业的发展。
本项目开发的复合光学传感器多轴坐标测量系统是从传统三坐标测量机发展而来，结合了多种先进的非接触测量技术、多测头标定技术、多轴测量轨迹优化技术、高速直驱技术和测量仪动态结构优化技术。利用不同原理光学测头独特的性能优点，采用适配的机械、电气和软件接口，通过标定算法进行多测头坐标系的统一，使同一台测量系统可以完成多种测量任务。本项目开发的复合坐标测量系统支持配置高精度测量转台，进一步提高了测量的效率并拓展了适用场合。技术指标
小型、中型、大型3个系列的光学复合多轴坐标测量系统。
小型样机技术指标：行程200×300×400mm，速度500mm/s，测量精度2.5+L/300μm（L单位mm），光学测头频率3000pps，光学测头分辨率0.1μm，光学测头重复性0.2μm，光学测头精度1.0μm，转台精度2.0″。技术特点
高速响应结构设计与动态控制技术：实现高速测量的前提是测量系统具有高速动态响应和动态控制功能，需要对相关技术进行突破以提高测量效率。
测量传感器无干涉适配技术：为实现多测头复合测量，需要避免各个测头运行测量程序时其他测头对测量路径无干涉，并且在机械和电气上相兼容。
测头数据处理与实时控制技术：光学测量的灵敏度跟实际标定和测量的方法有关，需要对探测到的信息采用不同方法进行数据处理并进行实时控制。
复合测头坐标系标定与数据融合技术：多测头数据集成能保证同一台坐标测量系统能够完成多种测量任务，大大丰富了系统的功能和应用领域。
高精度转台装配误差校准技术：转台在提高测量效率的同时会带来系统误差，通过提高加工精度和装配精度来保证转台精度成本极高。
复合测量误差分析与软件补偿技术：误差分析和软件误差补偿技术对于降低测量系统加工装配难度，提高测量系统精度是必要的。
应用领域和范围
通用机械等多个行业
专利状态
已取得专利4项
技术状态
试生产、应用开发阶段
合作方式
合作开发、技术服务
投入需求
3000万元
转化周期
3年
预期效益
本技术适用于发动机燃油喷嘴、油井螺杆钻具、小发叶片等领域的精密测量，在航空、航天、汽车、石油装备制造行业拥有大量的潜在用户，预计年销量在15台以上，销售额超过1650万元。中型复合多轴测量系统适用于汽车模具、燃气轮机叶片、逆向工程等领域的高效测量，在汽车、船舶、模具制造行业具有广阔的发展前景，预计年销量在20台以上，销售额超过3600万元。
大型复合多轴测量系统适用于飞船外舱、燃气轮机、游艇模具等大型零部件的精密快速测量，在航天、航空、船舶、电力行业拥有广阔的市场，预计年销量在10台以上，销售额超过2800万元。复合坐标测量软件适用于传统三坐标测量机与新型光学/多轴扫描测量系统，直接面向国内众多的测量机生产厂商，具有最广泛的通用性，预计年销量在100套以上，销售额超过1500万元。
