一、概述
在工作中經(jīng)常遇到項目型、流量型產(chǎn)品存在著高精、整機試件、大型零部件無法檢測的難題。借CIMT2023展會的平臺，了解境內(nèi)外的高精、大型檢測設備，尋找我們遇到的檢測難題的解決方案。
本次展會檢驗和測量設備主要集中在W3和W4展館展出，共有50余家境內(nèi)、外企業(yè)參展，擁有177年光學儀器、醫(yī)療技術(shù)發(fā)展史的德國蔡司、130年發(fā)展史的萊茲、以高端圓度儀著稱并具有150余年發(fā)展史的英國泰勒等境外頂尖企業(yè)及境內(nèi)領(lǐng)先的檢測設備企業(yè)齊聚北京。
二、代表展商及展品
1. 德國蔡司
蔡司是一家光學和光電子領(lǐng)域的科技集團，圍繞三坐標、光學系統(tǒng)、X射線檢測、工業(yè)顯微鏡四大技術(shù)基石，通過自動化解決方案和自主開發(fā)的軟件驅(qū)動，結(jié)合量身打造的增值服務，將多個產(chǎn)品技術(shù)平臺與不同行業(yè)應用方案深度融合，覆蓋醫(yī)療、電子、新能源汽車及電力與能源等行業(yè)質(zhì)量解決方案。
（1）三坐標測量機
新一代ZEISS MICURA具有自主掃描功能，是蔡司三坐標測量機的明星產(chǎn)品，也是精準測量的標準。計算機輔助精度（CAA）可校正機器上的所有動態(tài)影響，即使在高速掃描期間也能優(yōu)化精度。測量范圍（500×700×600）mm，測量精度1μm，示值誤差（0.4+L/600）μm起。
蔡司MMZ G系列大型橋式測量機滿足大尺寸高精度零件的測量要求，測量范圍（2000×3000×2000）mm至（8000×8000×2000）mm，測量精度（2.8+L/400）μm起，能完成客戶高精度和高穩(wěn)定性的測量需求。（電話13522079385）
（2）掃描電子顯微鏡
掃描電子顯微鏡的分辨率達到百萬倍級別光學變焦，搭配使用X射線能譜儀（EDX），它甚至可以用來確定元素的化學組成，進行電池的失效分析，金屬合金、塑料、鋼鐵和復合材料的檢測或新材料的研究和表征。
（3）工業(yè)CT檢測
借助ZEISS METROTOM 1的CT技術(shù)，可檢測接觸式或光學測量系統(tǒng)無法檢測到的隱藏缺陷和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，一次性完成內(nèi)部測量和檢查，提供可靠的X射線技術(shù)和無損質(zhì)量保證。
（4）光學顯微鏡
Axio Imager Vario是用于檢測大尺寸樣品的正置式顯微鏡, 電動馬達驅(qū)動Z軸自動調(diào)整至理想的聚焦位置，檢測期間不會對樣品造成破壞。最大測量高度254 mm，最大橫向空間為300mm，可檢測尺寸極小的MEMS傳感器、大尺寸晶圓，甚至整個平板顯示器。
2. 英國泰勒?霍普森
泰勒?霍普森公司的測量設備能夠深度地分析零部件的特性，包括表面粗糙度、輪廓、形狀、半徑、圓度和諧波，從而為零部件設計和生產(chǎn)提供至關(guān)重要的反饋。
（1）電感式粗糙度輪廓儀
Form Talysurf i系列電感式粗糙度輪廓儀可同時測量表面粗糙度和輪廓。低噪音平臺（Rq小于6nm，Rz小于20 nm）可實現(xiàn)近乎完美的機械測量精度。
立柱和底座是由特殊材料制成，在儀器壽命周期內(nèi)，能夠保證高阻尼防震、高熱穩(wěn)定性和高堅韌度。穩(wěn)定的基座能夠防止振動對儀器的影響，兩個T形槽的平行度小于0.3mm（0.01 in），能夠保證夾具安裝的精度。
（2）圓柱度儀
Talyrond 585 PRO XL圓度儀的核心部分是帶有自動調(diào)心和調(diào)平功能的高精度氣浮主軸，增加了可移動立柱后，適用于大直徑軸承和非回轉(zhuǎn)對稱零件的檢測，測量直徑可達1m，擁有專利權(quán)的橫臂姿態(tài)/方位角機構(gòu)，配置多方位的Talymin 6傳感器可深入零件的難測部位。廣泛應用于軸承溝道、曲軸、缸蓋缸體、噴氣式發(fā)動機、軸類零件的檢測。
3. 德國馬爾
馬爾公司主要產(chǎn)品包括精密長度量值檢定儀器、形狀誤差綜合測量儀、表面粗糙度測量儀、齒輪形狀測量儀、多探頭三坐標測量儀、數(shù)顯藍牙萬能量具等。主要客戶包括汽車制造業(yè)，機械制造業(yè)和高精度機械產(chǎn)品，包括光學和電子學領(lǐng)域。馬爾同時也為塑料、人造纖維、人造橡膠業(yè)提供織紡泵和測量設備。
（1）粗糙度輪廓儀
MarSurfGD系列除了表面粗糙度評估之外，還可以進行輪廓和波度評估。產(chǎn)品結(jié)合了速度、可靠性和靈活性的特點。
測量范圍: 500-1500μm
測量速度: 30mm/s
導向偏差：0.35μm/60mm；0.4μm/140mm；0.75μm/280mm
（2）高精度測長機
帶有高剛性大理石水平基座，符合阿貝測量原則的比較儀測量系統(tǒng)，精度（0.085+L/1500）μm。
X軸: 采用超高精度的增量式長度測量系統(tǒng)
Z軸: 增量式容柵測量系統(tǒng)
驅(qū)動方式:
X軸: 電機驅(qū)動并可實現(xiàn)自動接觸
Y軸: 手動測微計，移動范圍25mm
Z軸: 電動調(diào)整式工作臺
（3）圓柱度儀
MarFormMMQ100與EasyForm軟件配合使用，能在生產(chǎn)現(xiàn)場應用中提供優(yōu)異的測量準確率，精度（0.01+2.5H/10000）μm。
特點：測量快速精準、機械軸承可靠性高、測量范圍大、重量輕體積小、方便移動；計算機控制調(diào)心調(diào)平；通用性強、可靠性高，適用于生產(chǎn)車間應用，無需使用鍵盤與鼠標，X和Z編碼器直接反饋位置信息給軟件。
4. ?？怂箍?/span>
?？怂箍禍y量技術(shù)（青島）有限公司面向中國用戶，可提供超過5000種的精密量具量儀，以及各式測量機、激光跟蹤儀、白光測量系統(tǒng)等。
（1）三坐標測量機
PMM Gold 07.07.05可實現(xiàn)微小精密零部件的亞微米級檢測。應用多測頭技術(shù)，通過低測力的接觸式測頭和非接觸式測頭，完成易變形，易損傷零部件的安全檢測。測量范圍（700×700×500）mm至（2400×1200×700）mm，測量精度（0.4+L/850）μm起。
LAMBDA SP 是專門設計用在工業(yè)環(huán)境下的中大型龍門式三坐標測量機，最大行程X=6000mm，Y=10000mm，Z=4000mm。Y向獨有的雙光柵雙驅(qū)動技術(shù)，可選高性能無極旋轉(zhuǎn)測座，可支持超長測頭，保證測頭能夠觸測到任何工件特征。測量范圍（4000×5100×2500）mm至（6000×10000×4000）mm，測量精度（5.5+L/400）μm起。（電話 15910974236）
（2）激光跟蹤儀
LeicaAT960絕對跟蹤儀，可提供6自由度（6DoF）探測、掃描、自動檢測和反射球測量，具有自檢和補償功能。測量直徑可達160m，兼容Leica-Probe，Leica T-Mac，Leica T-Scan5和Leica絕對掃描儀。這種靈活性可實現(xiàn)從質(zhì)量實驗室到在線檢查、從工廠到現(xiàn)場的作業(yè)。
（3）影像測量儀
OPTIV REFERENCE是?？怂箍涤跋駵y量儀中精度最高的多傳感器產(chǎn)品。所有軸上都配備空氣軸承，測量精度在亞微米范圍內(nèi)。該儀器采用雙Z軸設計，通過在兩個獨立的垂直軸上安裝觸發(fā)和光學傳感器，減少設置和檢查時間。
全花崗巖結(jié)構(gòu)，Y軸導軌采用了精密V形燕尾導軌設計；精密滾珠絲杠中央驅(qū)動，有效減少了阿貝誤差；固定橋式超高精度型3D復合式影像測量系統(tǒng)；完善的氣動平衡和優(yōu)化的氣浮軸承分布；配置工業(yè)級高清晰度黑白CCD相機。
5. 貴陽新天光電
貴陽新天光電科技有限公司主要產(chǎn)品有端度測量系列、投影儀系列、工具顯微鏡系列、影像測量儀系列等，業(yè)務輻射至世界四十多個國家和地區(qū)，廣泛用于制造業(yè)、計量測試院所、科研教學等領(lǐng)域的精密測量、計量測試及量值傳遞等。
（1）表面粗糙度儀
采用ARM進行控制和數(shù)據(jù)處理，速度快，功耗低；軟件移植了實時操作系統(tǒng)，支持多任務并行處理；大量程，Ra、Rz、Rq、Rt、Rp、Rv、R3z等13個參數(shù)；兼容ISO、DIN、ANSI、JIS多個國家標準等。最高分辨力0.001μm，示值誤差≤±10%。
（2）圓柱度儀
采用極坐標測量法，工件旋轉(zhuǎn)式，以高精度精密軸系為圓回轉(zhuǎn)測量基準，采用精密圓光柵計數(shù)，電感傳感器計量徑向變化量。由PC機進行運動控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析，以圖形、表格方式顯示測量結(jié)果。徑向示值偏差±（0.3+6H/10000）μm；軸向示值偏差±（0.3+4X/10000）μm。
（3）數(shù)字式萬能工具顯微鏡
主顯微鏡配有多種目鏡和物鏡，視場大，成像清晰。以精密光柵尺作為測量元件，測量精度高，可左右偏擺，適用于螺旋狀零件測量。透反射照明，輪廓和表面尺寸均可測量。具有快速移動和微動裝置，并可快速切換。帶有頂針架、V形支架、分度頭、測高裝置等多種附件，使用范圍廣。示值誤差（1+L/100）μm，分辨力0.0002mm。
6. 深圳中圖
深圳市中圖儀器股份有限公司主要產(chǎn)品有螺紋綜合測量儀、垂直度測量儀、影像測量儀、激光干涉儀、三坐標測量機、粗糙度輪廓測量儀等。
（1）激光干涉儀
SJ6000系列激光干涉儀采用激光雙縱模熱穩(wěn)頻技術(shù)，高速干涉信號采集、調(diào)理及細分技術(shù)，可實現(xiàn)最高4m/s的測量速度及納米級的分辨率，壽命可達50000小時。角度測量精度±（0.02%R+0.1+0.024M）″，平面度測量精度±（0.2%R+0.2M2）μm，直線度測量精度±（0.5+0.25%R+0.15M2）μm起，垂直度測量精度±（2.5+0.25%R+0.8M2）μm/m起。
（2）垂直度測量儀
SJ2310氣浮式垂直度測量儀主體采用優(yōu)質(zhì)花崗巖，各個導向面之間均為氣浮式精密導軌，可實現(xiàn)無摩擦移動，實時檢測氣源壓力，防止氣壓不足磨損滑塊。使用瑞士TESA測頭進行精密測量。測量范圍（0-1000）mm，重復性0.3μm起，檢測精度（0.5+L/1000mm）μm。
7. 北京航空工業(yè)
北京航空精密機械研究所主要研究方向為精密加工、超精密加工技術(shù)、精密檢測技術(shù)、坐標測量機的研制、三軸慣導測試設備仿真技術(shù)等。
（1）CENTURY系列三坐標測量機
采用燕尾式精密導軌及優(yōu)化的空氣軸承分布，組合式花崗巖專利技術(shù)，配置先進的控制系統(tǒng)、軟件和高精度測頭。測量范圍（500×700×500）mm起，測量精度1μm，示值誤差（0.6+L/500）μm起。
（2）LM系列三坐標測量機
專為大型零部件檢測設計，具有開放式龍門結(jié)構(gòu)實現(xiàn)更為自由的測量空間。測量范圍（3000×2000×1500）mm至（8000×5000×4000）mm，測量精度（4.0+4L/1000）μm至（15+15L/1000）μm。
三、境內(nèi)外展品對比分析
1. 圓度儀
泰勒?霍普森（英國）：測量范圍（0-1700）mm，徑向精度（0.015 μm + 3H/10000）μm，傳感器量程最大4mm，分辨率最小0.3nm。
三豐（日本）：測量范圍（0-880）mm，回轉(zhuǎn)精度（0.02+3.5H/10000）μm起。
陜西威爾：測量范圍（0-270）mm，回轉(zhuǎn)精度：氣浮軸承（0.025+6H/10000）μm、摩擦軸承（0.06+4H/10000）μm。
貴陽新天光電：測量范圍（0-580）mm，回轉(zhuǎn)精度（0.03+6H/10000）μm。
（1）境外圓度儀具有低噪聲、高分辨率，保證測量的完整性及穩(wěn)定性的特點。以泰勒為例，圓度儀使用壓電陶瓷驅(qū)動器的主動減震裝置隔絕了外部震動帶來的影響。儀器采用無摩擦的高精度氣浮主軸提供優(yōu)異的圓度測量結(jié)果。目前，境內(nèi)圓度儀軸承多為摩擦軸承，少數(shù)使用氣浮軸承，測量穩(wěn)定性相對較弱。
（2）目前境外圓度儀主要使用自主研發(fā)的傳感器，境內(nèi)主要以進口傳感器為主，部分使用自己研發(fā)的傳感器，設備穩(wěn)定性有待驗證，在自動補償、靈敏度、測量速度等方面遜于境外廠商，自主研發(fā)能力有待增強。
（3）目前境外圓度儀測量范圍較大，穩(wěn)定性好，針對客戶特殊要求及現(xiàn)場環(huán)境推出非接觸圓度測量機及適用于車間環(huán)境的多型號圓度測量儀。境內(nèi)圓度儀測量方案單一，使用度較低。
2. 三坐標測量機
精密型三坐標測量機：
蔡司：測量范圍（500×700×600）mm，示值誤差（0.4+L/600）μm起。
海克斯康旗下萊茲：測量范圍（700×700×500）mm，示值誤差（0.4+L/850）μm起。
北京航空精密機械研究所：測量范圍（500×700×500）mm，示值誤差（0.6+L/500）μm起；
大型三坐標測量機：
蔡司：測量范圍（2000×3000×2000）mm至（8000×8000×2000）mm，示值誤差（2.8+L/400）μm起。
?？怂箍灯煜氯R茲：測量范圍（4000×5100×2500）mm至（6000×10000×4000）mm，測量精度（5.5+L/400）μm起。
北京航空精密機械研究所：測量范圍（3000×2000×1500）mm至（8000×5000×4000）mm，示值誤差（4.0+4L/1000）μm 起；
（1）境外三坐標測量機橫梁多采用熱穩(wěn)定性和剛性好、剛度質(zhì)量比高的工業(yè)陶瓷、航空鋁合金（帶涂層）等材料，具有加工大尺寸橫梁能力；目前，國內(nèi)在上述材料生產(chǎn)技術(shù)和加工方面存在一定差距。
（2）目前三坐標測量機用光柵尺主要使用德國海德漢、德國蔡司（ZEISS）、英國雷尼紹等公司生產(chǎn)的高精度光柵尺，國內(nèi)在精度較高、響應速度較快、尺寸較大的玻璃陶瓷光柵尺、玻璃光柵尺生產(chǎn)水平上存在較大差距，缺少高精度光柵尺核心技術(shù)。
（3）目前三坐標測量機用探測系統(tǒng)主要使用德國蔡司（ZEISS）、瑞士TESA、英國雷尼紹等品牌的產(chǎn)品，穩(wěn)定性好。國產(chǎn)探測系統(tǒng)在精度等級、補償技術(shù)、靈敏度、測量速度等方面均落后于上述廠商。
3. 粗糙度輪廓儀
粗糙度輪廓儀發(fā)展方向為大量程、雙向，分辨率及穩(wěn)定性高；追求測量速度和消除噪音的影響；通過軟件實現(xiàn)多參數(shù)測量，除傳統(tǒng)的粗糙度、波紋度、輪廓度測量之外，還可進行角度、半徑、形狀、臺階高度等測量。
四、觀后感
高精檢測設備起源于德國、瑞士、英國等歐美地區(qū)，發(fā)展史均達百年以上，核心技術(shù)及關(guān)鍵零部件牢牢掌握在企業(yè)內(nèi)部，不被約束，從技術(shù)、研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、培訓及服務等全方位為客戶提供服務。
境內(nèi)的檢測設備起源時間較晚，據(jù)不完全統(tǒng)計，企業(yè)成立超過30年的為數(shù)不多，多以效仿境外設備為主，測座、傳感器、光柵尺、控制系統(tǒng)、操作軟件等主要關(guān)鍵件大部分依賴進口，致使設備精度穩(wěn)定性無法得到有效保障。
期望我國高精檢測設備能夠快速發(fā)展，替代進口，實現(xiàn)“越用越好，越好越用”的良性循環(huán)。
