工業(yè)測量是在工業(yè)生產(chǎn)和科研各環(huán)節(jié)中，為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、模擬、測量、放樣、仿制、仿真、產(chǎn)品質(zhì)量控制、產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，提供測量技術(shù)支撐的一門學(xué)科。測量內(nèi)容以產(chǎn)品的幾何量為主，也涉及色彩、溫度、速度與加速度及其他物理量。
精密測量的內(nèi)涵
精密測量技術(shù)是工業(yè)測量技術(shù)的一個(gè)組成部分，特指以毫米級或更高精度進(jìn)行的工業(yè)測量。現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對產(chǎn)品的尺寸精度提出了更高的要求，特別是對于精密加工行業(yè)而言，如精密絲杠、精密齒輪、精密蝸輪、精密導(dǎo)軌和精密軸承等零件的加工，采用如游標(biāo)卡尺、千分尺等傳統(tǒng)的測量工具已經(jīng)無法滿足其測量精度要求。
同時(shí)，隨著消費(fèi)者對個(gè)性化產(chǎn)品的需求增加，制造企業(yè)面臨著產(chǎn)品測量種類增加、測量批量減小、測量速度要快、測量結(jié)果要能夠存儲(chǔ)以便于后期質(zhì)量數(shù)據(jù)分析及追溯等要求，精密測量技術(shù)已然成為企業(yè)適應(yīng)市場競爭的一項(xiàng)不可或缺的技術(shù)。再者，隨著人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、智能傳感器、5G等技術(shù)發(fā)展，在線、自動(dòng)化、高速、智能成為當(dāng)前精密測量系統(tǒng)和技術(shù)的主旋律。
因而精密測量設(shè)備需要具有一定的智能化水平，如一次測量完成后，能夠自適應(yīng)地對下一批相同產(chǎn)品自動(dòng)連續(xù)測量，以及在機(jī)器視覺等技術(shù)的輔助下，自動(dòng)判斷產(chǎn)品質(zhì)量合格與否。更進(jìn)一步，測量不僅僅是產(chǎn)品合格與否的判定，它還需要與質(zhì)量分析、加工制造、設(shè)計(jì)仿真進(jìn)行更為廣泛的融合，從而達(dá)到品質(zhì)推動(dòng)生產(chǎn)力的目的。
測量數(shù)據(jù)與質(zhì)量分析軟件的相互作用，可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定可靠的生產(chǎn)制造過程，確保批量生產(chǎn)的穩(wěn)定性，提前預(yù)測加工質(zhì)量的趨勢，并及時(shí)對加工設(shè)備、加工路徑乃至刀具進(jìn)行調(diào)整[ ]。精密測量作為智能制造的眼睛，不僅對產(chǎn)品質(zhì)量控制起到?jīng)Q定作用，也對制造水平起到了決定作用。在當(dāng)前，推進(jìn)智能制造與數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為企業(yè)發(fā)展趨勢，精密測量的重要性不言而喻。
相比于傳統(tǒng)測量裝備，智能測量測量裝備更加復(fù)雜，包括了機(jī)、電、軟多學(xué)科知識，涵蓋無線射頻識別技術(shù)（RFID）、機(jī)器視覺、協(xié)作機(jī)器人、在線檢測和管理軟件系統(tǒng)等多領(lǐng)域技術(shù)，由傳統(tǒng)的以人工測試為主向全自動(dòng)化檢測進(jìn)階。智能測量裝備的應(yīng)用為企業(yè)智能制造的提供了有力支撐。本節(jié)主要介紹幾何量測量的智能測量裝備，涉及到幾何尺寸、形狀和位置等相關(guān)參數(shù)的測量。
智能測量裝備測量幾何尺寸的方式可分為接觸式測量和非接觸式測量。接觸測量法是測量器具的傳感器與被測零件表面直接接觸的測量方法。比如以觸針沿工件表面運(yùn)動(dòng)并持續(xù)獲取測量點(diǎn)數(shù)據(jù)，這個(gè)過程也稱之為掃描，通過掃描將采集到的形狀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為離散的幾何點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)值，從而完成物體表面形狀的建模。其特點(diǎn)是測量的可靠性高、測量精度高、重復(fù)性好。接觸式測量的缺點(diǎn)是測量的接觸力可能會(huì)對測量器具和零件表面（如軟性表面）造成變形，從而影響到測量的不確定度，因此通常不適用于軟性表面的測量。
智能測量裝備測量幾何尺寸的方式
非接觸式測量則是測量器具的傳感器與被測零件的表面不直接接觸的測量方法，通過光電、電磁、超聲波等技術(shù)為基礎(chǔ)，在儀器的感受元件不與被測物體表面接觸的情況下，即可獲取被測物體的各種外表或內(nèi)在的數(shù)據(jù)特征。非接觸測量的優(yōu)點(diǎn)是測量傳感器不與被測物體表面接觸，對被測零件表面不會(huì)構(gòu)成任何損傷，比較適合于復(fù)雜曲面以及軟性表面零件的測量。非接觸式測量采用相機(jī)探頭傳感器、激光傳感器或CT技術(shù)的形式。
精密測量裝備
1）三坐標(biāo)測量機(jī)（CMM）
三坐標(biāo)測量機(jī)（coordinate measuring machining，CMM）是指一種可在立體坐標(biāo)系內(nèi)作三個(gè)方向移動(dòng)測量的光學(xué)測量儀器，可以測量幾何形狀、長度及圓周分度等。三坐標(biāo)測量機(jī)測量頭分為接觸式和非接觸式兩種，常用的測頭為接觸式測頭，其應(yīng)用范圍廣、種類多樣，測量方便靈活。三坐標(biāo)測量機(jī)的缺點(diǎn)是對測量環(huán)境要求高、不便攜，測量范圍小。
應(yīng)用場景：各種工業(yè)計(jì)量領(lǐng)域，包括汽車零部件測量、模具測量、齒輪測量、五金測量、電子測量、葉片測量、機(jī)械制造等。
2）關(guān)節(jié)臂測量機(jī)
關(guān)節(jié)臂測量機(jī)是一種便攜式接觸測量儀器，關(guān)節(jié)臂擁有6或7個(gè)自由度，可靈活旋轉(zhuǎn)，對空間不同位置待測點(diǎn)的接觸模擬人手臂的運(yùn)動(dòng)方式。測頭功能同三坐標(biāo)測量機(jī)。有些廠家在其測頭上附加小型結(jié)構(gòu)光掃描儀，可實(shí)現(xiàn)對工件的快速掃描，集接觸式與非接觸式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)于一體。
應(yīng)用場景：可完成尺寸檢測、點(diǎn)云掃描等。
3）激光跟蹤儀（laser tracker）
激光跟蹤儀是一臺以激光為測距手段配以反射標(biāo)靶的儀器，它同時(shí)配有繞兩個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的測角機(jī)構(gòu)，形成一個(gè)完整球坐標(biāo)測量系統(tǒng)?？梢杂盟鼇頊y量靜止目標(biāo)，跟蹤和測量移動(dòng)目標(biāo)或他們的組合。
應(yīng)用場景：能夠方便、準(zhǔn)確地完成大尺寸、超大尺寸的工裝測量與零部件匹配等任務(wù)。
4）拍照測量設(shè)備(digital photogrammetry)
拍照測量設(shè)備是用工業(yè)相機(jī)對物體進(jìn)行連續(xù)拍照，然后運(yùn)用圖像處理軟件及技術(shù)對拍攝的照片進(jìn)行分析，來計(jì)算被測物尺寸的一種方式。拍照式測量系統(tǒng)提供高速、3D拍照式測量解決方案。
應(yīng)用場景：快速數(shù)據(jù)采集及條件復(fù)雜的車間現(xiàn)場環(huán)境。
5）光學(xué)三維測量設(shè)備
三維光學(xué)測量系統(tǒng)是采用光束進(jìn)行測量的系統(tǒng)，具有非接觸式的優(yōu)點(diǎn)。這種系統(tǒng)也稱三維藍(lán)光掃描儀，根據(jù)傳感方法不同，分為三維藍(lán)光掃描儀，激光三維掃描儀，CT斷層掃描儀等（圖6）。
應(yīng)用場景：適用于待測物體幾何形狀的全尺寸三維數(shù)字化檢測，三維掃描儀具有工業(yè)級高精度和高穩(wěn)定性，在嚴(yán)苛的環(huán)境下仍可提供高精度測量數(shù)據(jù)。
6）復(fù)合式影像測量機(jī)
復(fù)合式影像測量儀，就是在同一臺設(shè)備上完成工件所有類型特征的測量，避免在不同設(shè)備上二次裝夾，節(jié)省上下料的時(shí)間和多臺設(shè)備的投資。應(yīng)用復(fù)合式傳感器測量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快捷的光學(xué)測量與接觸式掃描測量提升檢測效率。
應(yīng)用場景：小、薄、軟、復(fù)雜形狀零部件的測量。
7）在機(jī)測量設(shè)備
在機(jī)測量就是以機(jī)床硬件為載體，附以相應(yīng)的測量工具（硬件有：機(jī)床測頭、機(jī)床對刀儀等；軟件有宏程式、專用3D測量軟件等），在工件加工過程中，實(shí)時(shí)在機(jī)床上進(jìn)行幾何特征的測量，根據(jù)檢測結(jié)果指導(dǎo)后續(xù)工藝的改進(jìn)。
應(yīng)用場景：銑床、加工中心和車床等加工設(shè)備。
8）間隙輪廓表面測量設(shè)備
可進(jìn)行輪廓測量和三維表面檢測，為手持式非接觸測量。可滿足從產(chǎn)品開發(fā)、制造，到維修維護(hù)的一系列制造質(zhì)量需求。
應(yīng)用場景：應(yīng)用于汽車、鐵路、鋼鐵和航空航天等行業(yè)，如車身和車門之間的間隙和面差測量，車輪輪廓檢查、制動(dòng)盤測量、車輪間距測量、車輪磨損檢查和軌道磨損檢查等。
9）機(jī)床高精度校準(zhǔn)補(bǔ)償設(shè)備
主要用于提供校準(zhǔn)補(bǔ)償，可進(jìn)行精確完整的幾何分析，持續(xù)監(jiān)測并實(shí)現(xiàn)機(jī)床和坐標(biāo)測量機(jī)精度的提升，可用于機(jī)床設(shè)計(jì)與校準(zhǔn)、計(jì)量儀器校準(zhǔn)、電子/汽車/航空航天等行業(yè)以及研究領(lǐng)域。
應(yīng)用場景：為機(jī)床進(jìn)行校準(zhǔn)，提供高精度保證。
