自动可测量复杂形位公差测量

近年来，我国高端制造业蓬勃发展，对高精度测量设备的需求持续攀升，极大地推动了以三坐标测量机为代表的精密测量仪器市场的迅猛增长。众多国内外知名品牌竞相涌入这一赛道，同时，也催生了一批崭露头角的国产新兴力量。在国产替代需求日益增长的趋势下，中国三坐标测量机企业迎来了前所未有的发展机遇。为深入了解中国三坐标测量机产业的发展态势，仪器信息网成立25周年之际，特别策划了“万里行”系列走访活动。该活动深入中国三坐标测量机代表性企业，与行业专家共同开展实地走访，探寻产业发展的最新进展和亮点，为发展新阶段赋能。走访第4站，由上海大学李明教授，仪器信息网产业研究部主任武自伟、营销服务中心经理韩永风、测量仪器编辑牛亚伟等组成的走访项目组走进江苏集萃华科智能装备科技有限公司（以下简称“集萃华科”），测量装备事业部总经理张旭、市场部经理戴丽丽热情接待了走访一行人员。——企业发展进展江苏集萃华科智能装备科技有限公司（以下简称“集萃华科”）由江苏省产业技术研究院、华中科技大学无锡研究院共同孵化成立，2017年启动运营，专注于“加工-测量”一体化技术、产品和解决方案，服务以航空航天、智能制造装备为代表的高端装备制造领域。同时，公司还肩负着运营国家数字化设计与制造创新中心江苏中心、江苏省数字化设计与制造创新中心、江苏省产业技术研究院数字制造装备与技术研究所的重任。秉承“攻克皇冠技术，服务高端制造”的崇高使命，集萃华科在测量装备领域迈出了坚实的步伐。张旭详细讲述了集萃华科测量装备的产业化历程，其三坐标测量机项目起源于华中科技大学无锡研究院机器视觉检测与自动化中心。在与航空发动机主机厂的合作中，团队敏锐洞察到诸多检测设备市场被进口品牌垄断，随即内部立项，决心打造国产叶片测量机。项目初期，团队优先开发了叶片测量软件，为后续工作奠定了坚实基础；随着项目的稳步推进，中期阶段成功获得国家项目资助，为技术研发注入了强劲动力。通过不懈努力，集萃华科的三坐标测量机在压气机叶片测量领域实现了与国际顶尖品牌的比肩，并顺利转入产业化阶段，率先在航空航天领域实现了国产自主三坐标测量机的可替代。在长期被国外测量装备占据的半导体测量领域，集萃华科也实现了装备替代。面对无锡中电科58所新研芯片对光学测量的迫切需求，公司紧跟技术前沿，迅速响应，依据市场主流原理研发出样机。经过客户长达一年的严格测试与验证，该设备成功通过考验，成功交付。此后，集萃华科的半导体测量装备逐渐在国内半导体头部企业获得良好应用。参观展厅及实验室——产品技术与布局目前，集萃华科测量装备事业部的核心产品包括PowerBlade三坐标测量机、Zeus半导体晶圆测量仪、IC三维光学形貌测量仪。集萃华科三坐标测量机采用气浮台架设计，搭配自主研发并拥有自主知识产权的“准正”控制器、“DAYUMETRIC”测量软件和MWU系列测头，涵盖REMA系列、AGILE系列桥式三坐标测量机，以及CAMEL系列车间型三坐标测量机。张旭向走访组介绍了集萃华科的三坐标测量机的技术亮点与市场定位。PowerBlade三坐标测量机专为“两机”复杂曲面测量而生，自2016年起，集萃华科便投身于比传统触发式测头更为复杂的扫描测头研发。该扫描测头还具备自定心功能，专为高精尖应用量身打造。此外，依托华中数控在运动控制领域的深厚积累，集萃华科成功打造出具备四轴联动卓越性能的控制器，并规划在未来融入更多光学测量功能，旨在为用户带来前所未有的测量设备兼容性与灵活性，轻松应对各种复杂的测量场景，无论是搭配光学测头还是扫描测头。在软件方面，集萃华科同样表现出色。其自研的DAYUMETRIC测量软件，获得了德国PTB最高精度等级的认证。同时，其叶片叶盘检测方案和软件严格遵循中航工业标准HB5647、中国商发企业标准GBS027，形位公差GT&T检测方案和软件则符合ISO标准，确保了测量结果的通用性和可靠性。集萃华科先后攻克了三坐标控制器、测量软件和扫描测头的技术难题。2023年，Power Blade （叶片叶盘）测量机通过江苏省首台（套）重大装备认定，标志着公司在高端测量装备领域的又一里程碑。展望未来，张旭透露，集萃华科正积极寻求进入商发使用清单，旨在与国际一流品牌同台竞技，展现中国智造的实力与风采。面对激烈的市场竞争，测量装备事业部经过深入的市场调研与分析，及时调整了其战略布局。一方面，在航空航天领域，集萃华科将继续深耕细作，以REMA系列高精度测量机为核心，提供全方位的整体解决方案；另一方面，针对内卷的中小型企业云集的民用市场，公司将转型为部件供应商，提供包括测头测座、控制软件等在内的专业套件，以提升品牌的市场认知度与渗透力。——国产三坐标测量机发展观点张旭认为国产三坐标测量机产业正呈现积极态势。随着更多企业的积极参与与投入，技术进步的步伐将加快。他形象地将这场激烈的市场竞争比作“三国枭雄”的争霸战，唯有那些历经挑战、奋力拼搏的企业才能脱颖而出，成为国产自主品牌的精英与标杆。展望未来三至五年，张旭坚信，那些经受住市场严格考验的国产三坐标测量机企业，将成为该领域的重要支柱，引领行业发展。合影留念

注塑是现代制造的重要工艺之一，为汽车制造、消费电子等众多行业提供各种复杂的注塑结构件、功能件及其特殊用途的精密件等。注塑具有生产效率高、原料浪费少、所需劳动力相对较少等优势，但是随着其结构逐渐复杂化，精度要求逐渐提高等，精密注塑件的测量环节也遇到了难题。传统测量难点：大部分精密注塑工件结构复杂→使用传统的手工测量手段，基本上很难获取准确的结果；→若使用三坐标方式，需要众多夹具，且在测量过程中，容易造成工件变形等。如何快速、准确、完整地完成结构复杂的注塑工件测量？高精度三维扫描是良好方式——通用性强、速度快、结果准确。#1高精度三维检测过程我们以这个注塑件为例☟工件特征：注塑件，为某一智能产品的内部组成部分，要求尺寸严格控制在误差范围内，否则将造成产品后续组装困难。检测过程：1）通过OKIO 5M高精度蓝光三维检测系统进行三维扫描，将工件放置在转台上，转动转台，进行三维扫描。（该工件结构较为复杂，在扫描时，每次转动幅度可以相对较小，获取完整数据。）OKIO 5M采用稳定可靠的高分辨率高速工业相机，有效改善镜头畸变带来的数据误差，准确获取工件边缘高质量数据。OKIO 5M最高精度可达0.005mm，且重复性精度稳定，同时获取的数据细节完整丰富，为后续的三维检测提供高质量的数据基础。2）导入Geomagic Control X检测软件，与原始设计数据相拟合，快速得到可视化偏差报告。材料厚度分析：绿色表示厚度正常，偏红色则表示材料太厚，偏蓝则表示材料不足。截面分析：准确把握工件变形趋势，颜色偏红则表示偏大，颜色偏蓝则表示偏小。宽度、长度、孔直径、孔间距等测量：在软件中快速得到测量数值，检测是否符合装配需求。#2高精度三维扫描核心优势1）通用性强，无论何种形状的工件，均可使用同一台设备进行检测，解决了检测工具繁多的困扰。2）速度快，体积范围在10*10*10cm的工件，扫描时间在3分钟以内，检测时间在2分钟以内（在完成软件首次路径编程后）。3）无损检测、结果准确，非接触式测量，测量过程中不会触碰工件，不会因工件受力形变产生测量偏差，同时，OKIO 5M精度水平达到计量级（最高0.005mm）且精度水平稳定，检测结果准确性得以保障。#3高精度三维扫描带来益处1）提升试模环节效率众所周知，注塑的设计、制造和试模的周期很长。特别是在试模环节，需要一次次调试，来找到最佳的生产工艺。高精度三维扫描可实现样品的快速三维检测，通过色谱图直观展示注塑工件的变形趋势及具体尺寸，助力工艺参数的快速修正，从而加快试模环节的进程。2）高效进行成品检测单个工件检测时间控制在几分钟之内，在小批量试产之后，可以实现全检，并可以在大批量生产时进行抽检。使用OKIO系列三维扫描仪配合自动转台，或者使用RobotScan（选用结构光扫描测头），均可高效完成生产过程中的三维尺寸检测。除此之外，还可以助力注塑工件的新品开发及进行生产模具的三维检测。❖随着高精度三维扫描技术的发展，其通过准确的非接触式测量方式解决了众多细分制造业领域的测量难题，除了注塑行业，天远也将不断为其他行业提供高质量的三维扫描服务，助力其产品尺寸的高效检测、非标零件的快速修复以及新产品的开发等。

CIMT 2013 锁定展位海克斯康展位： W2-111　　Leica绝对激光跟踪仪 Leica 工业测量系统公司计量分部凭借其覆盖面广的工业测量产品而著称，包括激光跟踪仪与全能测量系统、高精度工业级经纬仪和全站仪，能够与通用的CAD文件、建造与检测工具以及逆向工程软件相融合。采用先进的激光测量技术，Leica 工业计量产品能够更方便、更准确的完成质量控制、部件匹配、装配以及大小尺寸部件的制造等任务。　　绝对激光跟踪仪是Leica 工业测量系统推出的一系列便携式测量系统：高性能Leica AT901 绝对激光跟踪仪，利用激光进行精确的测量和检测，其测量范围可以包容直径达160 米的球形测量空间。Leica AT901 通过三种方式测得物体的三维坐标：通过跟踪一个带镜面的小球，也就是大家所熟知的反射球 通过跟踪Leica T-Probe产品，一种手持式可移动的无线通讯接触式传感器 通过跟踪Leica T-Scan 产品，一种非接触式的高速激光扫描仪，从而为便携大尺寸测量应用提供了多种解决方案 Leica AT401 绝对激光跟踪仪以其优异的性能成为超大空间尺寸内(包容直径达320 米)的精密测量设备，凭借内部电池供电以及对恶劣环境的适应能力，它可以在各种工作条件下保持最高精度的测量。　　Leica 绝对激光跟踪仪最新配备PowerLock 技术。采用主动式视觉技术，能够自动锁定任何移动的目标而不需要操作人员的干预。这样，Leica 绝对激光跟踪仪能够在其视场内自动锁定目标，从而帮助操作人员把主要精力集中在被测物体，而不用担心激光跟踪仪和断光。　　海克斯康计量绝对关节臂测量技术：绝对便携测量　　超过 20 年的便携式测量经验，海克斯康计量是关节臂测量机的发明者和市场领导者。轻巧便携的系统设计让测量变得快速、便捷和经济。　　海克斯康计量绝对关节臂是海克斯康计量最新推出的现场计量产品，成为迄今为止最轻便、最高精度、最灵活、技术最新的关节臂测量系统。率先使用绝对编码器技术，为关节臂的每个位置指派绝对值。启动无需初始化，开机即可测量。　　全新的海克斯康计量绝对关节臂测量机，具有无以伦比的可靠性和空间测量精度，测量范围从 2.0 m - 4.5 m，空间长度精度可达 0.023 mm，能够满足大多数工业检测要求。　　为满足不同用户的需要，海克斯康计量绝对关节臂提供了三种配置：　　n 满足通用测量需要、以触发测量为主的六轴绝对臂　　n 集合触发与激光扫描功能为一体的激光内置型七轴绝对臂　　n 可外接激光扫描测头的外接型七轴绝对臂　　GLOBAL Silver:更高效的精密计量　　GLOBAL Silver (亮箭系列)测量机是海克斯康计量推出的最新一代GLOBAL测量机。GLOBAL Silver采用海克斯康集团全球最新测量机技术，拥有更高的测量效率，测量应用能力更广泛，环境适应能力更宽，同时，测量操作更便利友好。　　得益于优化的运动算法、改进的软件功能及最新的电子控制技术，GLOBAL Silver较之前的GLOBAL系列测量机，提高了35%的扫描速度，同时保证了一贯稳定的高精度级别。该系列测量机新添加了车间型精密测量机型——GLOBAL Silver SF,该机型采用更为先进的温度补偿技术，能够适应15℃-30℃的宽温带车间环境 针对现场粉尘油污等恶劣环境条件,Silver SF配有灵活轻巧、可重装的防尘罩、无中断激光安全保护带和自动上下料等系统，为高效率安全无人值守操作提供无限可能。　　GLOBAL系列测量机自2001年上市，已经获得全球4万用户，并在中国达到5000余台销量，在三坐标测量机行业占据了绝对的市场地位。该次技术升级换代，GLOBAL Silver再次为测量行业树立了新的标杆，释放之初已受到广大新老客户的青睐。　　GLOBAL Mini:小型高精密计量之选　　GLOBAL Mini，海克斯康计量最新推出的小型数控活动桥式测量机，采用经过验证的机械结构、先进的运动控制系统和功能完善的软件技术，为小尺寸高精密计量提供了完美解决方案。　　通过配备触发与扫描技术，GLOBAL Mini 可实现各种类型零部件的精密测量和复杂形状评价，该设备行程为300×400×300(mm)，最大精度可达1.0+3L/1000(μm),非常适用于精密加工制造业、电子与医疗器械、光学、制表业等行业小型零部件计量。　　ROMER 71系列绝对臂：更易获取的便携式在线测量　　为了满足制造业不同用户的需求，海克斯康计量扩充其ROMER关节臂产品线，推出了最新的ROMER 71系列绝对关节臂。该系列关节臂将作为ROMER关节臂入门级产品系列，以最佳的性价比，为制造业现场在线质量检测提供易获取的快速有效的计量工具。　　ROMER 71延续ROMER绝对编码器技术，开机即可测量，能够让用户在最短的停机时间获取设备最大的应用工效 机身为碳纤维材料制造，整体重量仅有7.9 公斤，轻便小巧的机身确保了其良好的便携性能，同时，还具有优异的稳定性和可靠性。　　目前，ROMER 71具有2.5 和3.5 米两种可选量程,点测重复性高达50 微米，能够兼容所有主流计量软件，适用于各类测量需求。投放市场伊始，ROMER 71系列关节臂已经引起包装设计、高校科研教学、车类行业(密闭空间检测)、家具家电、铸造锻造、塑料制造等各行业用户关注。　　Optiv复合式影像测量系统：高效的多传感器测量技术　　Optiv 复合式影像测量系统，通过在一台设备中整合影像、激光、白光和接触式测量技术，可根据工件的三维几何形状、材料、反光性能和精度要求选择最合适的传感器进行检测，从而为用户提供了足够的灵活性、精度以及与众不同的复合式传感器测量技术。　　Optiv 影像测量仪可提供双 Z 轴设计，具有两个独立的垂直轴。将测量传感器分节在两个 Z 轴，简化了测量复杂的三维零部件时传感器的运动，能够缩短测量周期并提高系统的灵活性。　　Optiv提供了四个系列，满足了不同类型的用户的需求：　　n Optiv Classic：结构紧凑，经济实用，提供了最优化的性价比 　　n Optiv Performance：能完成多种测量任务，提供了完整的复合多传感器选择，是在计量室以及生产现场完成各种尺寸测量的第一选择 　　n Optiv Advantage：提供了最广泛的各种选项，集复合传感器技术和高精度为一身 　　n Optiv Reference：为精度和技术要求提供了优质保障，为具有极为严格公差要求的工件提供了高精度三维测量方案。　　在机测量系统 ：加工过程中的工序测量　　德国m&h在机测量系统，秉承以客户需求为导向的技术创新，自创立以来，已经成为全球在机测量和刀具在机检测市场的领先者。　　m&h机床测头可以用于铣床、加工中心、车床、车铣复合机床、磨床、专用机床和机器人等设备的在机工件测量。对于各种规模的企业来说，加工过程不仅要在加工前对毛坯进行找正，还要在加工工程中实时监控加工件上的几何特征是否超差。因此，在机测头的应用很好的辅助了日常加工工作，有效减少了加工周期，降低了成本，并实现产能的提升。　　m&h测头还能够直接在机床上检测所用刀具的长度和半径，检测结果能够自动传输到控制系统的刀具数据库里，可完成定期刀具检测并及时对刀具破损进行识别，从而提高了加工可靠性。　　m&h在机测量系统还包括界面友好的三维测量软件，通过为用户提供特殊测量任务支持与系统安装的咨询，为用户提供了加工过程中的“精度之源”。　　Cognitens白光测量系统　　Cognitens白光测量系统，致力于为制造业尤其是汽车行业提供一流的非接触式三维光学测量解决方案。其独有的专利技术，能够在苛刻的工业环境中，利用二维光学成像重建工件的三维数学模型。这种革命性的测量系统，具有独特的高速数据获取能力，可完成工业设计、产品开发和质量评估、现场测量、过程检测、模具的设计与试制、现场根源分析和车辆试产支持等各种测量与检测任务。　　Cognitens 最新推出的 WLS400 系列产品为三维光学测量带来新的标准，采用独特的蓝光技术，单次拍摄覆盖面积大，能够在车间环境下高精度、可靠运行，提供丰富而全面的三维信息。Cognitens WLS400 提供了两种机型：Cognitens WLS400M，手动版白光测量系统，用于三维测量，质量检验和数字化工程 Cognitens WLS400A，配合机器人，提供了自动、快速、柔性的现场快速测量方案。

中国科学院上海光学精密机械研究所精密光学制造与检测中心在超精密光学大口径复杂曲面的偏折测量中取得新进展。研究首次提出了波前编码偏折测量技术，显著提升测量景深，消除偏折测量中位置-角度不确定问题，实现无需精确对焦条件的高精度面形测量。该研究成果大大提高了偏折测量技术的灵活性和精度，拓展了偏折测量技术在大口径元件测量时远距离测量的能力，为未来智能光学制造的发展打下基础。相关成果发表于Optics Letters。　　大口径复杂曲面光学元件广泛用于天文望远镜、X射线科学装置和高能激光系统等领域，具有改善像质、提高光学性能和扩大视场等优点，是精密光学的前沿热门研究方向。偏折术测量具有的精度高、动态测量范围大和抗干扰能力强等优点，很有潜力实现复杂光学表面高精度测量。由于测量景深限制而无法同时对屏幕和被测表面聚焦，难以同时高精度地探测表面位置（依赖于表面探测单元的尺寸）和法向量（依赖于入射光线角度测量精度），所以存在着位置-角度不确定的问题。这类元件口径大和面形复杂的特点要求测量光路过长而加剧了偏折术的位置-角度不确定问题，严重影响面形测量精度和测量系统的灵活性和稳定性。图1 测量系统对比。(a - b) 传统偏折术及屏幕处的模糊核，（c - d）波前编码偏折术及系统响应。　　针对该问题，本文提出一种波前编码偏折测量技术，通过优化三次相位板来调控系统波前，在拓展景深内呈现一致性响应，并利用自适应模糊核估计和反卷积算法进行精确波前解码，实现无需精确对焦条件的高精度偏折测量。相比传统偏折术，所提波前编码偏折术测量景深显著提升，能够对屏幕和被测表面同时在焦测量，如图1所示。本研究选择使用三次相位板来调制波前相位，在拓展景深内产生具有高度一致性的PSF。图2说明了传统偏折术在被测表面和屏幕处的PSF差异较大以及所提波前编码偏折术在被测表面和屏幕处的PSF基本一致。本研究通过光学调控和自适应解码算法结合的方式，显著提升测量景深范围（拓展几十倍），解决位置-角度不确定的问题。这对大口径复杂表面远距离测量起到重要作用，能极大地放宽对焦要求，大大提高单目偏折测量的能力和适用范围。图2 PSF对比。(a - b) 传统偏折术中屏幕和被测表面处的PSF，（c - d）波前编码偏折术中屏幕和被测表面处的PSF。图3 测量结果　　相关工作得到了中科院青年创新促进会、国家高层次青年人才项目、上海市扬帆计划、中国科学院国际合作项目等项目的支持。

纳米钻石可用于量子计算机中处理量子信息。近日，哈佛大学的研究人员利用纳米钻石的量子效应，将其变为&ldquo 温度计&rdquo ，测量出了人类胚胎干细胞内部的温度变化，精确度是现有技术的10倍。通过加入金纳米粒子，研究人员还能够利用激光对细胞的特定部分加热甚至杀死细胞，这有望提供一种新的治疗癌症而不损害健康组织的方法，以及研究细胞行为的新手段。研究论文发表在本周的《自然》杂志上。　　在这项最新研究中，研究人员使用纳米线将直径约100纳米的钻石晶体注入一个人类胚胎干细胞中，然后用绿色激光照射细胞，使氮杂质发出红色荧光。当细胞内局部温度出现变化时，红色荧光的强度会受到影响。通过测量荧光的强度，便可以计算出相应的纳米钻石的温度。由于钻石具有良好的导热性，就可以像温度计一样显示出其所处细胞内部环境的即时温度。　　研究人员同时还将金纳米粒子注入细胞内，然后用激光来加热细胞的不同部位，加热点的选择和温度升高多少都可由纳米钻石&ldquo 温度计&rdquo 来精确控制。&ldquo 现在我们有了一个可以在细胞水平上控制温度的工具，让我们能够研究生物系统对温度变化的反应。&rdquo 参与该研究的哈佛大学物理学家彼得· 毛瑞尔说。　　他指出，基础生物学涉及到的很多生物过程，从基因表达到细胞新陈代谢，都会受到温度的强烈影响，纳米钻石&ldquo 温度计&rdquo 将是一个有用的工具。例如，通过控制线虫的局部温度，生物学家可以了解简单有机体的发育。&ldquo 你可以加热单个细胞，研究其周围的细胞是否会减慢或者加快它们的繁殖率。&rdquo 毛瑞尔说。　　目前也有一些其他测量细胞温度的方法，比如利用荧光蛋白或碳纳米管，但这些测量手段在敏感性和准确度方面都有欠缺，因为其中的一些成分会和细胞内的物质发生反应。毛瑞尔说，他们的纳米钻石&ldquo 温度计&rdquo 的敏感度至少提高了10倍，能够检测出细微到0.05开的温度波动。而且其还有改进的余地，因为在活细胞外部，该&ldquo 温度计&rdquo 的敏感度已经达到0.0018开的温度波动。

产品名称：几何尺寸测量仪产品品牌：EVM-G系列产品简介：本系列是一款高精度影像测量仪，结合传统光学与影像技术并配备功能完备的2.5D测量软件。可将以往用肉眼在传统显微镜下观察到的影像传输到电脑中作各种量测，并将测量结果存入电脑中以便日后存档或发送电子邮件。其操作简单、性价比高、精确度高、测量方便、功能齐全、稳定可靠。适用于产品检测、工程开发、品质管理。在机械加工、精密电子、模具制造、塑料橡胶、五金零件等行业都有广泛使用。产品参数：u 变焦镜筒：采用光学变焦物镜，光学放大倍率0.7X~4.5X，视频总放大倍率40X~400X连续可调，物方视场：10.6-1.6mm，按客户要求选配不同倍率物镜。u 摄像机：配备低照度SONY机芯1/3′彩色CCD摄像机，图像表面纹理清晰，轮廓层次分明，保证拥有高品质的测量画面。可以升级选配1/2′CMOS130万像素摄像机。u 底座：仪器底座采用高精度天然花岗石，稳定性高，硬度高，不易变形。u 光栅尺：仪器平台带有高精度光栅尺（X,Y,Z三轴），解析度为0.001mm。Z轴通过二次聚焦可实现对沟槽、盲孔的深度进行测量。u 光源：采用长寿命LED环形冷光源（表面光及底光），使工件表面照明均匀，边缘清晰，亮度可调。u 导轨：双层工作平台设计，配备高精度滚动导轨，精度高，移动平稳轻松。u 丝杆：X,Y轴工作台均使用无牙光杆摩擦传动，避免了丝杆传动的间隙，灵敏度大大提高，亦可切换快速移动，提高工作效率。 工作台仪器型号EVM-1510GEVM-2010GEVM-2515GEVM-3020GEVM-4030G金属台尺寸(mm)354×228404×228450×280500×330606×466玻璃台尺寸(mm)210×160260×160306×196350×280450×350运动行程(mm)150×100200×100250×150300×200400×300仪器重量(kg)100110120140240外型尺寸L*W*H756×540×860670×660×950720×950×1020 影像测量仪是建立在CCD数位影像的基础上，依托于计算机屏幕测量技术和空间几何运算的强大软件能力而产生的。计算机在安装上专用控制与图形测量软件后，变成了具有软件灵魂的测量大脑，是整个设备的主体。它能快速读取光学尺的位移数值，通过建立在空间几何基础上的软件模块运算，瞬间得出所要的结果；并在屏幕上产生图形，供操作员进行图影对照，从而能够直观地分辨测量结果可能存在的偏差。影像测量仪是一种由高解析度CCD彩色镜头、连续变倍物镜、彩色显示器、视频十字线显示器、精密光栅尺、多功能数据处理器、数据测量软件与高精密工作台结构组成的高精度光学影像测量仪器。仪器特点采用彩色CCD摄像机；变焦距物镜与十字线发生器作为测量瞄准系统；由二维平面工作台、光栅尺与数据箱组成数字测量及数据处理系统；仪器具有多种数据处理、显示、输入、输出功能，特别是工件摆正功能非常实用；与电脑连接后，采用专门测量软件可对测量图形进行处理。仪器适用于以二维平面测量为目的的一切应用领域。这些领域有：机械、电子、模具、注塑、五金、橡胶、低压电器，磁性材料、精密五金、精密冲压、接插件、连接器、端子、手机、家电、计算机（电脑）、液晶电视(LCD)、印刷电路板（线路板、PCB）、汽车、医疗器械、钟表、螺丝、弹簧、仪器仪表、齿轮、凸轮、螺纹、半径样板、螺纹样板、电线电缆、刀具、轴承、筛网、试验筛、水泥筛、网板（钢网、SMT模板）等。ISO国际标准编辑影响影像测量仪精度的因素主要有精度指示、结构原理、测量方法、日常不注意维护等。 中国1994年实行了国际《坐标测量的验收检测和复检测量》的实施。具体内容如下：第1部分：测量线性尺寸的坐标测量机 第2部分：配置转台轴线为第四轴的坐标测量机 第3部分：扫描测量型坐标测量机 第4部分：多探针探测系统的坐标测量机 第5部分：计算高斯辅助要素的误差评定。 在测量空间的任意7种不同的方位，测量一组5种尺寸的量块，每种量块长度分别测量3次所有测量结果必须在规定的MPEE值范围内。允许探测误差(MPEP)：25点测量精密标准球，探测点分布均匀。允许探测误差MPEP值为所有测量半径的值。ISO 10360-3 (2000) “配置转台轴线为第四轴的坐标测量机” ：对于配备了转台的测量机来说，测量机的测量误差在这部分进行了定义。主要包含三个指标：径向四轴误差(FR)、切向四轴误差(FT)、轴向四轴误差(FA)。ISO 10360-4 (2003) “扫描测量型坐标测量机” ：这个部分适用于具有连续扫描功能的坐标测量机。它描述了在扫描模式下的测量误差。大多数测量机制造商定义了"在THP情况下的空间扫描探测误差"。在THP之外，标准还定义了在THN、TLP和TLN情况下的扫描探测误差。 沿标准球上4条确定的路径进行扫描。允许扫描探测误差MPETHP值为所有扫描半径的差值。THP说明了沿已知路径在密度的点上的扫描特性。注：THP的说明必须包括总的测量时间，例如：THP = 1.5um (扫描时间是72 秒)。ISO 10360-4 进一步说明了以下各项定义：TLP: 沿已知路径，以低密度点的方式扫描。THN: 沿未知路径，以高密度点的方式扫描。TLN: 沿未知路径，以低密度点的方式扫描。几何尺寸测量仪工作原理影像测量仪是基于机器视觉的自动边缘提取、自动理匹、自动对焦、测量合成、影像合成等人工智能技术，具有点哪走哪自动测量、CNC走位自动测量、自动学习批量测量的功能，影像地图目标指引，全视场鹰眼放大等优异的功能。同时，基于机器视觉与微米精确控制下的自动对焦过程，可以满足清晰影像下辅助测量需要，亦可加入触点测头完成坐标测量。支持空间坐标旋转的优异软件性能，可在工件随意放置或使用夹具的情况下进行批量测量与SPC结果分类。全自动影像测量仪编辑全自动影像测量仪，是在数字化影像测量仪(又名CNC影像仪)基础上发展起来的人工智能型现代光学非接触测量仪器。其承续了数字化仪器优异的运动精度与运动操控性能，融合机器视觉软件的设计灵性，属于当今最前沿的光学尺寸检测设备。全自动影像测量仪能够便捷而快速进行三维坐标扫描测量与SPC结果分类，满足现代制造业对尺寸检测日益突出的要求：更高速、更便捷、更的测量需要，解决制造业发展中又一个瓶颈技术。全自动影像测量仪是影像测量技术的高级阶段，具有高度智能化与自动化特点。其优异的软硬件性能让坐标尺寸测量变得便捷而惬意，拥有基于机器视觉与过程控制的自动学习功能，依托数字化仪器高速而的微米级走位，可将测量过程的路径，对焦、选点、功能切换、人工修正、灯光匹配等操作过程自学并记忆。全自动影像测量仪可以轻松学会操作员的所有实操过程，结合其自动对焦和区域搜寻、目标锁定、边缘提取、理匹选点的模糊运算实现人工智能，可自动修正由工件差异和走位差别导致的偏移实现精确选点，具有高精度重复性。从而使操作人员从疲劳的精确目视对位，频繁选点、重复走位、功能切换等单调操作和日益繁重的待测任务中解脱出来，成百倍地提高工件批测效率,满足工业抽检与大批量检测需要。全自动影像测量仪具有人工测量、CNC扫描测量、自动学习测量三种方式，并可将三种方式的模块叠加进行复合测量。可扫描生成鸟瞰影像地图，实现点哪走哪的全屏目标牵引，测量结果生成图形与影像地图图影同步，可点击图形自动回位、全屏鹰眼放大。可对任意被测尺寸通过标件实测修正造影成像误差，并对其进行标定，从而提高关键数据的批测精度。全自动影像测量仪有着友好的人机界面，支持多重选择和学习修正。全自动影像测量仪性能使其在各种精密电子、晶圆科技、刀具、塑胶、弹簧、冲压件、接插件、模具、军工、二维抄数、绘图、工程开发、五金塑胶、PCB板、导电橡胶、粉末冶金、螺丝、钟表零件、手机、医药工业、光纤器件、汽车工程、航天航空、高等院校、科研院所等领域具有广泛运用空间。选购方法编辑有许多客户都在为如何挑选影像测量仪的型号品牌所困扰，其实最担心就是影像测量仪的质量和售后。国内影像测量仪的生产商大部分都集中在广东地区，研发的软件功能大部分相似，客户可以不用担心，挑选一款能够满足需要测量的产品行程就行了。根据需要来选择要不要自动或者手动，手动的就比较便宜，全自动的大概要比手动贵一倍左右。挑选影像测量仪最重要看显像是不是清晰，以及精度是否达标(一般精度选择标准为公差带全距的1/3~1/8)。将所能捕捉到的图象通过数据线传输到电脑的数据采集卡中，之后由软件在电脑显示器上成像，由操作人员用鼠标在电脑上进行快速的测量。有的生产商为了节约成本可能会采用国产的，造价比较低，效果就稍微差点。常见故障及原因编辑故障1)蓝屏；2)主机和光栅尺、数据转换盒接触不良造成无数据显示；3)透射、表面光源不亮；4)二次元打不开；5)全自动影像测量仪开机找不到原点或无法运动。原因由于返厂维修周期长，价格昂贵，最重要的是耽误了客户的正常的工作。造成问题出现的原因很多，但无外乎以下原因：1)操作软件文件丢失或CCD视频线接触不良；2)光栅尺或数据转换盒损坏；3)电源板损坏；4)加密狗损坏或影像测量仪软件操作系统崩溃。以上问题可能是只出现一个，也有可能几个问题一起出现。软件种类编辑二次元测量仪软件在国内市场中种类比较多，从功能上划分主要有以下两种：　　二次元测量仪测量软件与基本影像仪测量软件类似，其功能特点主要以十字线感应取点，功能比较简单，对一般简单的产品二维尺寸测量都可以满足，无需进行像素校正即可直接进行检测，但对使用人员的操作上要求比较高，认为判断误差影响比较大，在早期二次元测量软件中使用广泛。　　2.5D影像测量仪在影像测量领域我们经常可以听到二次元、2.5次元、三次元等各种不同的概念，所谓的二次元即为二维尺寸检测仪器，2.5次元在影像测量领域中是在二维与三维之间的一种测量解决方案，定义是在二次元影像测量仪的基础上多加光学影像和接触探针测量功能，在测量二维平面长宽角度等尺寸外如果需要进行光学辅助测高的话提供了一个比较好的解决方案。仪器优点编辑1、装配2个可调的光源系统，不仅观测到工件轮廓，而且对于不透明的工件的表面形状也可以测量。2、使用冷光源系统，可以避免容易变形的工件在测量是因为热而变形所产生的误差。3、工件可以随意放置。4、仪器操作容易掌握。5、测量方便，只需要用鼠标操作。6、Z轴方向加探针传感器后可以做2.5D的测量。测量功能编辑1、多点测量点、线、圆、孤、椭圆、矩形，提高测量精度；2、组合测量、中心点构造、交点构造，线构造、圆构造、角度构造；3、坐标平移和坐标摆正，提高测量效率；4、聚集指令，同一种工件批量测量更加方便快捷，提高测量效率；5、测量数据直接输入到AutoCAD中，成为完整的工程图；6、测量数据可输入到Excel或Word中，进行统计分析，可割出简单的Xbar-S管制图，求出Ca等各种参数；7、多种语言界面切换；8、记录用户程序、编辑指令、教导执行；9、大地图导航功能、刀模具专用立体旋转灯、3D扫描系统、快速自动对焦、自动变倍镜头；10、可选购接触式探针测量,软件可以自由实现探针/影像相互转换，用于接触式测量不规则的产品,如椭圆、弧度 、平面度等尺寸；也可以直接用探针打点然后导入到逆向工程软件做进一步处理！11、影像测量仪还可以检测圆形物体的圆度、直线度、以及弧度；12、平面度检测：通过激光测头来检测工件平面度；13、针对齿轮的专业测量功能14、针对全国各大计量院所用试验筛的专项测量功能15、图纸与实测数据的比对功能维护保养编辑1、仪器应放在清洁干燥的室内（室温20℃±5℃，湿度低于60%），避免光学零件表面污损、金属零件生锈、尘埃杂物落入运动导轨，影响仪器性能。2、仪器使用完毕，工作面应随时擦干净，再罩上防尘套。3、仪器的传动机构及运动导轨应定期上润滑油，使机构运动顺畅，保持良好的使用状态。4、工作台玻璃及油漆表面脏了，可以用中性清洁剂与清水擦干净。绝不能用有机溶剂擦拭油漆表面，否则，会使油漆表面失去光泽。5、仪器LED光源使用寿命很长，但当有灯泡烧坏时，请通知厂商，由专业人员为您更换。6、仪器精密部件，如影像系统、工作台、光学尺以及Z轴传动机构等均需精密调校，所有调节螺丝与紧固螺丝均已固定，客户请勿自行拆卸，如有问题请通知厂商解决。7、软件已对工作台与光学尺的误差进行了精确补偿，请勿自行更改。否则，会产生错误的测量结果。8、仪器所有电气接插件、一般不要拔下，如已拔掉，则必须按标记正确插回并拧紧螺丝。不正确的接插、轻则影响仪器功能，重则可能损坏系统。测量方式编辑1、物件被测面的垂直测量2、压线相切测量3、高精度大倍率测量4、轮廓影像柔和光测量5、圆及圆弧均匀取点测量精密影像测绘仪测量软件简介：绘图功能：可绘制点、线、圆、弧、样条曲线、垂直线、平行线等，并将图形输入到AutoCAD中，实现逆向工程得到1:1的工程图。自动测绘：可自动测绘如：圆、椭圆、直线、弧等图形。具有自动寻边、自动捕捉、自动成图、自动去毛边等功能，减少了人为误差。测量标注：可测量工件表面的任意几何尺寸，不同高度的角度、宽度、直径、半径、圆心距等尺寸，并可在实时影像中标注尺寸。SPC统计分析软件：提供了一系列的管制图及多种类型的图表表示方法,使品管工作更方便，大大提升了品质管理的效率。报表功能：用户可轻易地将测量结果输出至WORD、EXCEL中去，自动生成检测报告，超差数值自动改变颜色，特别适合批量检测。鸟瞰功能：可察看工件的整体图形及每个尺寸对应的编号，直观的反应出当前的绘图位置，并可任意移动、缩放工件图。实时对比：可把标准的DXF工程图调入测量软件中与工件对比，从而快速检测出工程图和实际工件的差距，适合检测比较复杂的工件。拍照功能：可将当前影像及所标注尺寸同时以JPEG或BMP格式拍照存档，并可调入到测量软件中与实际工件做对比。光学玻璃：光学玻璃为国家计量局检验通过之标准件，可检验X、Y轴向的垂直度，设定比例尺，使测量数据与实际相符合。客户坐标：测量时无需摆正工件或夹具定位，用户可根据自己的需要设置客户坐标（工件坐标），方便、省时提高了工作效率。精密影像测绘仪仪器特点：经济型影像式精密测绘仪VMS系列结合传统光学与数字科技，具有强大的软件功能，可将以往用肉眼在传统显微镜下所观察到的影像将其数字化，并将其储存入计算机中作各式量测、绘图再可将所得之资料储存于计算机中，以便日后存盘或电子邮件的发送。该仪器适用于以二座标测量为目的一切应用领域如：品质检测、工程开发、绘图等用途。在机械、模具、刀具、塑胶、电子、仪表等行业广泛使用。变焦镜筒：采用光学变焦物镜，光学放大倍率0.7X～4.5X，视频总放大倍率：40X～400X，可按客户要求选配不同倍率物镜。摄像机：配备低照度SONY机芯1/3”彩色CCD摄像机，图像表面纹理清晰，轮廓层次分明，保证拥有高品质的测量画面。底座：仪器底座采用高精度天然花岗石，稳定性高，硬度高，不易变形。光栅尺：仪器平台带有高精密光栅尺（X、Y、Z三轴）,解析度为0.001mm。Z轴通过二次聚焦可实现对沟槽、盲孔的深度进行测量。光源：采用长寿命LED环形冷光源（表面光及底光），使工件表面照明均匀，边缘清晰，亮度可调。导轨：双层工作平台设计，配备高精度滚动导轨，精度高、移动平稳轻松。丝杆：X、Y轴工作台均使用无牙光杆磨擦传动，避免了丝杆传动的背隙，灵敏度大大提高，亦可切换快速移动提高工作效率。

案例分析 &mdash MAPD &ndash Equator比对仪在Eponsa的应用 位于西班牙巴塞罗那附近的汽车零部件制造商Eponsa购买了多功能、创新型工厂比对仪 &mdash 全新雷尼绍Equator，用来检测冲压件和零部件的质量。Equator将使非生产性的等待时间大为缩短，同时确保较高的质量和生产效率，而这正是汽车分包商获得成功的重要因素。Equator给Eponsa带来的其他优势在于：Equator可使用SP25测头扫描工件特征的形状，并使用测针交换架更换测针（标准配置），因此可以检测多种工件。 Eponsa：&ldquo Equator能够缩短或省去质检室的等待时间。这是因为，在工厂中检测时，可以将Equator放置在生产工件的机器旁边。由于购置成本较低，我们可以购买多台Equator，放在需要检测的位置。我们计划将Equator放置在冲压区和机械装置组装区，它们将在这些区域发挥极其重要的作用。Equator的工作速度和测量能力将确保比对测量快速、全面、全自动地进行。&rdquo Eponsa工程师将雨刮器机构工件装载到Equator上，准备进行比对测量. 工厂自动化比对测量Eponsa相信Equator能够极大减少工作量，因此将会受到工厂的欢迎。Eponsa操作人员每天使用书面程序检测成千上万个工件。首先执行目视检测，确保存在钻孔，材料上没有裂缝，然后使用卡尺和塞规等手持式仪器执行尺寸测量。冲压工序自动进行，确保了一致性并降低了人为误差，操作人员通常能够在产生废品前检测到潜在问题，从而生产出100%的优质工件。但是，使用手持量具非常耗时，涉及大量重复性工作，并完全依赖于操作人员的技能 &mdash 检测过程比制造过程出现错误的几率更大。Equator的重复性将改变这一切。 Equator执行独立、可溯源的工件质量测试。不同之处在于所有的操作人员均能操作（不仅仅限于有资质的人员）&mdash 现在，只需一名合格的检测员在工厂内不断巡视，检查生产是否按照程序进行，工件状况是否良好。目视检测完成后，从每批次工件中取出最后一个工件，送到质检室进行全面检测。经验表明，如果最后一个工件合格，则整批产品合格，但是这仍意味着质检室有很多任务件等待检测。 便于工厂使用Equator系统包括使用简单的MODUS&trade Organiser图形化软件；专为工厂操作人员启动检查而设计，只需几分钟培训即可操作。该软件对于操作Equator至关重要。&ldquo MODUS Organiser简单实用，是在工厂中操作Equator的最佳方式。操作人员能够在几秒钟内选择程序，开始检测工件，并立即在延时器上查看检测所用的时间。检测完成后，可清晰指示工件是否合格 &mdash 在质检部，我们只需处理可疑工件，而不是每个工件。因此，大大减少了质检部的工作量。&rdquo Eponsa生产挡风玻璃雨刮器机构的所有冲压件程序访问受限比对测量程序采用雷尼绍MODUS软件编写，但是访问该程序会受到限制。正如Eponsa所说，&ldquo 只有程序设计者能够创建并更改程序，简直好极了！因为这样我们就可以设定Equator，知道程序正在正确运行，而操作人员不能进行任何更改。我们在程序中添加了工件的图片，图片还可以显示出工件在夹具上放置的方式，更便于操作人员在MODUS Organiser中找到正确的程序。这样做的目的是：让多个工件依其配置尽可能减少夹具的使用。&rdquo 通过标准件比对来实现重复性Equator采用标准件比对模式来测量，让现有专用量具系统的使用者很快就会熟练使用。已知特征尺寸的标准件用作系统的&ldquo 零点&rdquo ，通过与该标准件进行比对完成所有后续测量。Equator比对仪具有高度重复性和基于并联机械定位结构的独特测量机构。该机构重量轻，可快速运动，在特征的比对测量过程中刚性非常强，重复性低于± 2 µ m。这种特点在各种棱柱形和自由曲面特征的测量中均得到了证实。 在Eponsa的生产活动Eponsa 80%的业务是生产汽车零部件，另外20%的业务是一般分包冲压、焊接和组装工作。自己设计和调试所有质检过程和生产过程具有很大的优势，使其可以完全控制这些过程。这包括冲压工具和焊接/组装卡具的设计。 Eponsa已通过汽车行业特定标准ISO-TS16949和环境管理体系ISO14001认证。可向墨西哥、南非、德国、匈牙利、中国和韩国等世界各地的工厂直接供货。 Equator克服了在马达曲柄臂上比对测量锥形孔的难题Equator帮助Eponsa提高效率，降低成本汽车分包商降低成本与提高效率和质量的压力似乎相互矛盾，但Eponsa坚信，Equator是帮助他们实现这一目标的突破性技术。 www.renishaw.com.cn/gauging

近日，来自韩国科学技术院的Jungwon Kim团队，通过利用频率梳的电光采样，展示了一种能够同时测量超过1000个空间坐标的飞时变化的相机。这一研究成果能够对三维设备中的复杂结构和动力学过程进行精确而快速的成像，具有极高的研究与应用价值。该文章发表在国际顶尖学术期刊《Light: Science & Applications》，题为“Massively parallel electro-optic sampling of space-encoded optical pulses for ultrafast multidimensional imaging”，Yongjin Na为论文的第一作者。光学成像和测量技术在现代科学技术中至关重要，其应用范围及其广泛，诸如振动模式测量，体内生物医学成像和自动驾驶技术等技术的发展，都离不开光学成像和测量技术的进步。尤其是快速准确地实现对微米和纳米级设备的表面轮廓的成像，对研究这类设备的静态和动态属性起着关键性作用。在静态属性方面，在越来越大的晶圆面积上进行更高动态范围和更高数据量的尺寸测量对半导体工业愈发重要。到目前为止，已经使用了使用干涉测量法和共聚焦显微镜来实现对表面的测量，但是，这些方法在测量范围（通常小于几微米）和速度（通常需要数百秒来完成成像）方面都仍然具有相当的局限性。而在动态特性方面，准确表征微和纳米机械设备中的振动和动态行为对于理解基础物理学和推进其应用至关重要。尤其是新近被发现的各种非线性、瞬态和复杂的机械动力学，例如微米和纳米机械谐振器中的非谐振动、脉冲光机械等等，都需要具有更精细的轴向和横向分辨率、更高速度和更高动态范围的实时表面变形成像。在这一问题上，相干干涉仪和白光干涉仪因其纳米级的轴向分辨率和可靠性而被广泛使用。但是，这些技术也存在亚微米的模糊范围和低动态成像的速率等局限性。因此，无论是静态还是动态的微观表面成像，都存在着成像质量和速率上的缺陷，如果能解决这个问题，无疑能让光学测量技术以及微机械技术向前迈进可观的一步。在本研究中，研究人员搭建了一种基于电光采样的新型线扫描飞行时间 (TOF) 成像技术，能够捕捉具有高动态范围的微型设备的静态和动态特性（图一）。该方法能够实现高像素率（高达 260 兆像素/秒）、高轴向分辨率（低至 330 pm）（图二，图三）和高动态范围（高达126dB）（图四），并且能够同时检测数毫米视场(FOV)上超过1000 个空间坐标的TOF变化范围。这种前所未有的性能优势不仅可以在不需要太多先验知识的情况下对复杂结构进行快速和精确的成像，还可以实时观察微型设备和机械谐振器中快速和非重复的机械运动，对微测量领域的发展具有极其重要的意义。图一：基于电光采样的线扫描TOF相机的工作原理。将锁模Er-光纤振荡器作为光学频率梳的源。使用MUTC光电二极管生成的超低抖动光电流脉冲，来生成时间尺。在目标成像过程中，光脉冲被扩展，并进行谱色散以实现空间-波长编码。从目标物体反射后，TOF编码的子脉冲被收集并在 EOS-TD中进行TOF到强度的转换。最后使用线扫描相机分析EOS-TD输出光谱，以同时重建超过1000个空间点的TOF信息。图二：线扫描TOF方法的轴向和横向分辨率的分析。(a) 对TOF精度的测量，重叠艾伦偏差（overlapping Allan deviation）关于采集时间的函数。图中展示了 4 V、8 V和16 V（不饱和和饱和相机条件）的三个MUTC 光电二极管偏置电压。插图：相对于光脉冲和光电流脉冲上升沿之间的相对时间的归一化 EOS-TD 输出，展示了4 V、8 V 和 16 V（不饱和）和 16 V（饱和）偏置电压的可测量范围分别为 3 毫米、1.6 毫米、1.2 毫米和 0.4 毫米。(b) 在10 ms采集时间（16 V 偏压，不饱和相机）每个像素位置的TOF 精度测量。(c)以30毫米焦距聚焦时测得的光束轮廓。(d)分辨率目标的显微成像。右上图中显示了第6组和第7组的放大图像（左侧图中的红色框）。如单线扫描轨迹所示，第6组中元素 6 的三个条具有约23%的对比度，从而产生约 114 lp/mm（4.38μm）的横向分辨率。图三：3D表面轮廓成像结果。(a) 相同材料（碳化铬）的两个量块的表面轮廓成像。如从点 A到 A' 的横截面图所示，可以清楚地测量到300 μm的台阶高度。灰色区域表示量块的边缘，由于来自两个表面的反射，TOF 在此处具有模糊性。台阶高度（点 I和II之间）确定为 300.029 μm，重复误差（在100 μs 采集时间下 100 次连续测量的标准偏差值）为 31 nm，与校准干涉仪结果的误差为 +31 nm。(b) 不同材料组装成像结果；附在陶瓷光学平面上的两个钢量块。测得的500μm 阶高 (II - I) 具有93 nm 的重复误差（100 μs 采集时间）和校准干涉仪结果的-22 nm 误差。(c) 复杂周期结构的表面轮廓成像（涂有100 纳米厚的银的硅样品）。一对f = 60 mm 镜头用于得到更好的空间分辨率。区域 I 中TOF点的直方图展示了10.039 μm平均高度差，与共聚焦显微镜结果相比有-14 nm 误差。插图：样品的显微图像 (2.5X)。图四：动态成像结果。(a) 两个附有PZT的镜子之间的相互作用。f = 75 mm镜头用于约10 mm的水平FOV。两个PZT的驱动持续时间约为100毫秒，延迟约为25毫秒。下方的图依次显示了调制开始、相互作用瞬态、稳态和调制结束时重建的TOF迹线。(b) 对MEMS 桥弯曲模态形状的实时观察。14 束光束尺寸约为 8 μm，FOV约为880 μm的光束沿桥的长边入射。测量了前五个弯曲模式（从4.0 kHz 到80.9 kHz）的共振运动。14 个局部位置的TOF用红点表示，点之间的TOF曲线是用样条法插值的。插图中展示扫描电子显微镜的成像结果。

p　　航空发动机叶片几何形状复杂、尺寸跨度大、加工精度要求高等特点决定其成为了航空发动机中加工制造的难点，同时也对航空发动机叶片加工质量检测精度和检测效率提出了更高要求。航空发动机叶片检测技术已逐步从定性检测到定量检测，从接触式检测到非接触式检测，从传统手工检测到自动数字化检测，从二维比对检测到多自由度组合检测，从单一规格大批量检测到多规格小批量检测。航空发动机叶片质量检测方法众多，如标准样板法、自动绘图测量法、光学投影测量、电感测量法、坐标测量法、激光测量法、机器视觉测量法等，其中，三坐标检测凭借通用性强、重复性好、稳定性强、检测精度高等优势在航空叶片制造企业中被广泛应用，但此种方法要求测量时处于恒温环境下且采样效率较低。本文将介绍和评析航空叶片三坐标自动测量研究现状和发展趋势，并基于三坐标测量机(Coordinate Measuring Machine，CMM)提出一种改进型航空叶片自动测量与控制系统。/pp style="text-align: left "strong　　1 叶片三坐标自动测量研究现状/strong/pp　　(1)基于CAD数模的自动测量/pp　　基于CAD数模的三坐标测量是产品设计、加工、测量一体化进程中的重大突破。CMM的测量能力和可操作性在很大程度上取决于测量软件的功能，测量软件决定了CMM可采用的测量方式以及应用范围。目前很多叶片测量软件都具备基于CAD模型脱机编程功能，比如海克斯康PC-DMIS、蔡司Calypso等，并能读入多种文件格式，如IGES、DXF、STL及VDA等格式，也可以兼容UG、Pro/E或CATIA等CAD格式文件。/pp　　CMM可实现基于CAD数模的叶片自动测量，待测点的分布和采集、测量路径优化及测量程序生成是自动测量中的关键问题。杨雪荣等结合ARCO CAD测量软件，实现了对基于CAD数模零件进行自动测量 周保珍等基于UG CAD提出了沿待测点矢量方向测量的方法，并给出了自动生成DMIS测量程序的方法步骤 刘勇等在前人的成果上基于UG CAD数模给出了叶片自动测量路径规划系统的操作流程 S.G.Zhang等基于CAD数模特征，在CMM平台上设计了一套检测过程规划原型系统，能极大减少判断探针方向的时间 Hui-Chin Chang等基于汽轮机叶片CAD数据库，系统通过简单三角函数计算在短时间内能自动生成无碰撞检测路径，并输出DMIS格式文件。/pp　　在对三坐标测量系统进行研究总结后，测量程序生成方法主要有以下几种：/pp　　①脱机编程。此方法根据待测件的几何特征和公差要求，用DMIS语言手动编写测量程序，以指导CMM自动测量。但此方法对操作人员专业水平要求较高，编程所需时间长。/pp　　②自学习编程。此方法适合没有CAD数模和设计图纸的情形下，操作较为简单便捷，适合产品大批量测量。在手动测量一次后，三坐标测量软件系统会自动记录测头运动和操作并保存为测量程序，对相同批次的产品可实现自动重复测量。但此时测量软件需要与CMM联机才能完成程序的编制，CMM其他任务将会被占用。/pp　　③自动编程。此方法将CAD数模导入到CMM测量软件中，将工件坐标系(即测量坐标系)与理论坐标系进行对齐后，检测员基于CAD模型进行测量路径规划，测量软件系统按照GD& T设计要求，自动生成DMIS程序，动态虚拟模拟路径无误后自动保存。也可利用三维软件二次开发功能、C#编程语言或VB编程语言等工具，根据三维软件生成的测量前置文件(包含测量点信息和测头信息)开发格式转换程序，直接生成DMIS格式文件，大幅提高测量效率。/pp　　在无图纸的情况下实现叶片的批量测量，可基于光学扫描仪完成叶片初始点云数据的采集，然后利用Geomagic Design Direct设计软件进行逆向建模，获取初始CAD模型，并导入PC-DMIS测量软件中，以引导CMM进行测量路径自动规划。基于CAD数模的交互自动编程较手工编程而言，效率更快、更清晰直观、方便验证，而且也便于对测量点进行采集和编辑。目前，基于CAD数模自动测量已被国内外先进的CMM测量软件普遍采用。/pp　　(2)自动定位夹具/pp　　目前，由于航空叶片形状复杂且规格繁多，检测时并没有与之兼容的通用定位夹具。国内很多航空叶片制造企业基于三坐标检测普遍都采用简单支撑固定的方式，以降低制造成本，而且每次只能对单个叶片进行测量，每次都需要对待测叶片进行装夹和粗定位，导致叶片检测效率极低。/pp　　针对以上难点，不断开展叶片专用夹具研究，叶建友等提出了柔性相变材料夹具为叶片自动化测量提供保障。定位件和夹紧体位置灵活可调，一套柔性相变材料夹具能装夹一定尺寸范围内任意形状的零件。但该夹具存在准备周期长、刚性不足、手工操作繁琐等问题，同时，仍只能对单一叶片实现定位夹紧，在提升检测效率方面效果并不显著。容器里相变材料反复进行固液态两相变换，膨胀和收缩不可避免，势必影响到夹具的装夹精密度和稳定性。/pp　　陈林等设计了一套叶片测量气动专用夹具，利用榫根底面、侧面及内径相面进行6点定位并对底平面实现磁力夹紧，有利于实现叶片测量自动化。该套夹具具有刚性强、定位精准、操作简单等特点，但对于具有轴颈型榫根或枞树型榫根的叶片无法实现固定支撑，且仍只能对单一叶片进行测量。/pp　　通过研析现有文献和对叶片企业的实地调研，针对航空叶片夹具设计提出参考规则：①夹具在对工件进行装夹时，能保证工件位置的正确性 ②基于某一特征，夹具可对同一规格叶片进行多片装夹定位 ③夹紧操作不能损伤叶片 定位要可靠 夹具系统稳定性强，操作简便快速 ④使用三坐标测量机进行测量时，夹具必须保证探针对于待测叶片的空间可达性且不发生碰撞 ⑤夹具应避免使用吸铁等带有磁性的材料，避免工件或探针收到磁性作用而影响测量结果。/pp　　(3)自动测量系统/pp　　当前，国内很多叶片加工企业在检测环节没有实现模块化和系统化，特别是在信息共享和自动控制方面能力不足。具体表现在：①测量数据过度离散化，可追溯性较差 ②测量过程人机交互多，自动化程度低 ③工序质量控制能力弱，产品报废率高。/pp　　在工业4.0智能制造的大背景下，海克斯康集团推出了自动化、智能化的测量系统。整个自动化测量系统分为几个物理单元：三坐标测量机、自动控制系统及管理软件、料架系统、零件识别系统、机器人系统、机器人外围系统及安全防护系统。通过信息系统把各单元串联起来，形成有效的集成单元，对测量信息高效管理，并对工序过程进行有效的数据反馈，明显提升生产效率。/pp　　智能化作为自动化的高级应用，智能测量系统在工业4.0中扮演重要角色，雷尼绍公司推出搭载第二代REVO多传感器五轴测量系统的大型龙门式三坐标测量机有如下特点：①分辨率提高近20倍 ②可加载不同的测量模块 ③不仅可以测量大工件大尺寸，也可以测量大工件小尺寸 ④采用螺旋扫描，采集点的效率高。/pp　　(4)叶片三坐标自动测量发展趋势/pp　　三坐标测量技术的不断发展促进了测量行业的进步和变革，也对三坐标测量技术提出了更高要求。在航天航空领域，面向智能制造的高精度动态实时测量技术和飞机大尺寸数字化测量关键技术不断被讨论和研究，其中航空叶片三坐标测量技术的研究方向主要是：①自动化、智能化 ②实时监控、可视化 ③高速、高精度、高稳定性。/ppstrong　　2 叶片自动测量夹具设计/strong/pp　　(1)叶片检测现状/pp　　以叶片的叶型测量过程为例，无锡某航空叶片企业的检测过程需要的人机交互操作较多，如待检叶片信息的输入，待检叶片的装夹及粗定位、抽调对应的测量程序、PDF文件名及保存路径的输入等，该企业现有检测流程如图1所示。/pp style="text-align: center "　　img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/212bc28d-9c34-4158-a4cf-746818aaacd4.jpg" title="1.jpg" style="width: 420px height: 298px " width="420" vspace="0" hspace="0" height="298" border="0"//pp style="text-align: center "　　图1 现有叶型检测流程/pp　　在检测过程中，若没有及时的人机交互，CMM就会停机等待操作指令。由于该检测流程仅面向单个叶片，检测效率极其低下，根本无法满足正常的叶片检测需求。/pp　　针对上述实际问题有以下解决方案：①增加三坐标测量机以及检测人员数量 ②增强企业叶片数控加工系统的可靠性 ③引进全过程自动化在线控制检测系统 ④优化叶片现有三坐标测量机夹具。/pp　　方案①中通过增加检测设备和人力投入显然不符合企业低成本的要求，在设备维护和人员管理上也会耗费巨大 方案②虽然可以改善叶片加工稳定性和精度，减少了叶片检测的任务量，但对于中小型企业来说，短期内很难突破关键技术瓶颈，对企业资金能力、技术能力、检测环境等都提出了更高要求，实施难度大 方案③为目前先进的自动化检测技术，可以实现100%检测并实现零废品率，一定程度上可以降低生产成本，但中小型企业生产规模小，一次性投入太大 方案④是建立在现有设备和人力不变的情况下，通过优化叶片检测夹具来实现叶片测量效率的提升，显然这个方案更加适用于中小型企业。通过对该企业CMM检测过程的实地调研，来找到最合适的解决方案。具体改进后的叶片叶型检测流程见图2。/pp style="text-align: center "　　img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/c306372c-5a40-443d-bdcd-097232cca3b8.jpg" title="2.jpg" style="width: 500px height: 467px " width="500" vspace="0" hspace="0" height="467" border="0"//pp style="text-align: center "　　图2 改进后叶型检测流程/pp　　通过电子扫描槍对该待检测叶片工序流转卡进行扫描获取叶片ID号，系统自动在产品工艺数据库中根据叶片ID号检索相关加工工序信息。选择检测对应工序名后，系统自动从该数据库中检索对应工序的测量程序文件地址，从FTP服务器下载测量程序到Calypso测量软件指定文件夹，并保留待检测叶片相关信息至指定文本文件作为该叶片自动保存地址。运行Calypso软件并调取对应测量程序，叶型测量完成后调取Blade Pro分析软件的同时运行自动保存应用程序，该应用程序捕捉到系统保存窗体的弹出并获取文本文件中保存地址和名称，实现测量报告的自动命名和保存。生成的PDF文件自动上传到FTP服务器，作为该企业的工艺资料储备。生成的TXT文件经过自动转换后导入MySQL工艺数据库，可实现测量数据的精确查询和SPC分析。对于在可控范围内的测量数据，在逆向工程中进行特征数据提取实现叶片三维建模，以指导无图纸工件进行CMM测量路径规划，并生成测量程序完成自动化测量。/pp　　(2)自动测量夹具方案/pp　　由于该企业三坐标测量机叶片专用夹具一次只能对单一叶片进行装夹定位，针对燕尾型榫根叶片叶型测量，提出一种多片自动测量专用夹具，该装置主要由夹具体、气缸、气缸座、基座、定位销钉、夹紧块、带有9个楔形块结构的矩形轴组成，单元结构如图3所示。/pp style="text-align: center "　　img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/fc8a2889-a955-437c-b2af-0bea51b52c36.jpg" title="3.jpg" style="width: 300px height: 180px " width="300" vspace="0" hspace="0" height="180" border="0"//pp style="text-align: center "　　图3 夹具单元结构/pp　　该夹具能实现9片叶片联装联测，由原本单个支撑工位线性地扩展成9个联测装夹工位。该工装夹具利用蔡司Calypso和PDFFactory配合连续测量，并最多保存9份检测报告，缓解企业CMM检测能力不足和效率低下的问题。/pp　　采用两个定位销钉和一个紧固螺钉连接夹具体与基座 9个夹具体线性分布在基座上，保证间隔不干涉叶片装夹 矩形轴两端均采用滑动副，并带有9个楔形块，楔形块和夹紧块配合形成滑动副。/pp　　夹具装夹方式是：夹具体楔形面和燕尾型榫根楔形面配合，模拟叶片装配状态，限制了榫根5个自由度 用定位销钉对榫根侧面进行定位，限制了榫根1个自由度 通过启动气缸推动矩形轴移动，从而使楔形块推动夹紧销钉向上移动，实现对9片叶片同步进行装夹。单个榫根装夹图如图4所示。/pp style="text-align: center "　　img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/4b836cd9-4fe9-4d79-92e2-9ea4889a0a04.jpg" title="4.png" style="width: 300px height: 213px " width="300" vspace="0" hspace="0" height="213" border="0"//pp style="text-align: center "　　图4 单个榫根装夹/pp　　以榫根楔形面的中分面(即通过发动机轮毂盘轴线的径向面)工件测量坐标系的XOZ平面，以给定值来确定XOY平面和YOZ平面，以此建立工件测量坐标系(见图5)，且该坐标系与建立CAD数模的理论坐标系保持一致。/pp　　在对9片叶片进行检测路径规划时，只需要在DMIS文件中在第一片叶片工件坐标系基础上连续偏置一个固定值即可得到其他叶片的工件坐标系。/pp　　该夹具具有以下特点：①定位装置尺寸链短，对测量精度影响较小 ②多叶片可同步装夹和拆卸，实现批量测量 ③采用气动夹紧，实现自动夹紧测量。/pp　　/pp style="text-align:center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/bacf711e-9ee3-41e0-843f-949e80d69dc4.jpg" title="5.png" style="width: 310px height: 167px " width="310" vspace="0" hspace="0" height="167" border="0"//pp style="text-align: center "　　图5 建立叶片工件坐标系/ppstrong　　小结/strong/pp　　本文对航空叶片自动化测量技术研究现状和发展趋势展开论述，总结了基于CAD数模的检测路径规划方法和DMIS文件生成方法和自动测量夹具设计基本准则，结合相应实例对叶片自动检测系统未来趋势做了总结阐述，并针对某航空叶片企业实际情况给出了相应解决方案，提出了改进型叶型测量夹具，极大提高了检测效率。/ppbr//p

不知道大家有没有听过一个童话故事《金凤花姑娘和三只熊》？故事中，金凤花姑娘试着喝几碗粥，发现一碗太烫，一碗太凉，最后一碗刚刚好。这个故事告诉我们，适合的才是最好的。一谈到STM7测量显微镜时，让人不由得想起这则故事，因为这款显微镜在多项精密测量应用中表现得“恰如其分”。 STM7测量显微镜专为高通量、高精度3D测量而设计，非常适用于检查机加工金属部件的公差等。测量设备种类繁多，从简单的手持工具到大型的精巧装置。 那么，为何选择STM7呢？ 这就是开头提及金凤花姑娘故事的原因了。对于在机加工件的生产和质量控制中的多项测量应用而言，STM7测量显微镜实现了易用性与高质量结果的正确平衡。 不妨看看其他替代品的表现。比如卡尺和千分尺等手持式工具。这些工具简单易用，无需培训，但需接触样品，而且对于复杂部件往往让人“手忙脚乱”。此外，不同操作员的测量结果也是大相径庭。 再比如坐标测量机、轮廓投影仪或光学比测器等高级测量工具。这些工具视野大，可以进行复杂的测量工作，但要么在测试实验室中太占空间，要么成本过高。有些还需要大量的培训。平衡正确的显微镜 STM7测量显微镜对各方面因素的平衡拿捏得恰到好处。其亚微米分辨率和3轴测量支持全方向操作，无需重新放置样品。性能远超仅具备同轴度、周向、角度等功能的产品系列。在STM7显微镜下放一颗螺钉螺钉的测量结果 通过将这些先进功能与快速、简单的操作相结合，STM7非常适合机加工部件的高通量测量。无需先拍照；只需定义起点并移动平台即可进行快速、准确的测量。当然，它可兼作普通的光学显微镜，较之其他测量设备，这是一大优势。 高精度测量与紧凑型设备的快速、直观操作相结合，使STM7成为部件测量的金凤花姑娘：贴合多种应用。

现如今5G基站建设如火如荼5G正在走进家家户户其在通讯、无人驾驶等方面有着广阔的应用空间普及率也在不断提升《中国移动经济发展报告2020》指出预计2025年中国5G普及率将达到50% 不管是基站建设还是5G应用都拉动了5G高频高速线路板的需求5G全新赛道的开启为PCB厂商提供了新的机遇但也对技术、品质提出了更高的要求 正业科技全新自动线宽测量仪（XK32A）技术提升，硬件、软件全面升级可用于5G及高端线路板的检测为品质保障、安全使用保驾护航 正业科技全新自动线宽测量仪（XK32A） 正业科技全新自动线宽测量仪（XK32A）主要应用于5G高端线路板及普通线路板的内、外层半成品经显影蚀刻后（上绿油前）线路的上幅及下幅宽度、线距，圆孔（相机视野范围内）检查和分析。 正业科技线宽测量仪研发已超过 10 年线宽系列产品在PCB行业销售已超过 400 台技术过硬！运行稳定！质量可靠！ 第四代“新”升级 工作原理 通过影像成像系统及光源从上表面垂直于被测板，呈显影像（相机实时拍图）感测，并将图像传送至电脑测量软件，通过软件测量工具分析图像的“线宽/线距/线宽上下幅/圆/金手指线宽等”标准公差值对比，从而判断被测板上的测量值OK或NG。 成像原理 产品优势 检测实例 技术参数

RheolabQC 是一款基于最先进流变测量技术制造的旋转流变仪，同样可以用于研发领域。该流变仪性能超群，操作简便，结构坚固，可用于进行快速单点检查、流动曲线测试、屈服点测试，直到更为复杂的流变研究：RheolabQC 为常规流变测试确立了新的标准。这款功能强大的流变仪是现代测量仪器的卓越典范，它融合了现今所能利用的相关技术，可确保灵活、可靠、简便的操作。黏度测量 — 从单点到复杂的流变测试RheolabQC 旋转流变仪可测量低密度至半固体样品的动态黏度。除单点测量以外，还可通过流动曲线和黏度曲线研究样品的流变特性：不论样品是理想黏度流体（牛顿流体）、剪切变稀流体（假塑料流体）甚或剪切增稠流体（胀塑料流体），RheolabQC 均能轻松进行评估。屈服点测定、触变性和温度测试可帮助显著了解样品的特性。用户可选择控制剪切速率 (CSR) 和控制剪切应力 (CSS) 两种设置。功能强大的高动态 EC 马达可提供极快的速度和扭矩改变（数毫秒内）。仅一台旋转流变仪即可提供多种不同应用很宽的速度和扭矩范围可实现仅用一台仪器即能测量多种样品。从油漆、涂料到食物样品（例如巧克力或乳制品），再到石化产品（例如，机油，甚或沥青），RheolabQC 可快速而简单地测量任何类别的低密度至半固体样品。对于制药行业的客户，可获得符合 21 CFR Part 11 法规的制药认证方案。单点黏度测定和更复杂的流变测试（例如，屈服点测定）的操作简单可在脱机模式下或软件控制下操作 RheolabQC。该仪器含有免费的数据导出软件。可将仪器的测量数据传输至计算机。Toolmaster™ ，用于自动识别测量系统的获得专利的系统，可确保无差错操作。快速连接器可快速简便地安装和更换测量系统，无需使用螺纹装置。各种不同的测量系统和附件适合多种应用。RheolabQC 可提供多种测量系统和附件，适合多种不同的应用。同心圆筒测量系统（符合 DIN EN ISO 3219 和 DIN 53019 标准）：适用于粘性液体至粘弹性液体（从低黏度样品至半固体样品，例如乳膏）双间隙测量系统（符合 DIN 54453 标准）：适用于低黏度样品（100 mPa.s）浆式转子：适用于含颗粒（0.1 mm）或趋向于沉淀（例如，分散液）的样品Krebs 转子（符合 ASTM D562 标准）：尤其适合使用 Krebs 设备测量黏度的涂料、建筑和采矿业客户灵活的容器支架：可直接将测量转子浸入样品容器中，例如铝罐（油漆、涂料）或 500 mL 烧杯圆球测量系统：适用于大颗粒样品，例如建筑材料（水泥、混泥土、石膏）或食品（例如，含果粒的酸奶或果酱）快速、准确的温度控制RheolabQC 配备有帕尔贴温控设备（温控范围：0 °C 至 180 °C）。帕尔贴系统具有快速的加热速率（8 K/min）和冷却速率（4 K/min）以及极高的控温精度。由于通过空气进行逆向式冷却，因此该系统无需配备额外的流体恒温器。

作者：泛林集团 Semiverse Solutions 部门软件应用工程师 Pradeep Nanja介绍半导体行业一直专注于使用先进的刻蚀设备和技术来实现图形的微缩与先进技术的开发。随着半导体器件尺寸缩减、工艺复杂程度提升，制造工艺中刻蚀工艺波动的影响将变得明显。刻蚀终点探测用于确定刻蚀工艺是否完成、且没有剩余材料可供刻蚀。这类终点探测有助于最大限度地减少刻蚀速率波动的影响。刻蚀终点探测需要在刻蚀工艺中进行传感器和计量学测量。当出现特定的传感器测量结果或阈值时，可指示刻蚀设备停止刻蚀操作。如果已无材料可供刻蚀，底层材料（甚至整个器件或晶圆）就会遭受损坏，从而极大影响良率[1]，因此可靠的终点探测在刻蚀工艺中十分重要。半导体行业需要可以在刻蚀工艺中为工艺监测和控制提供关键信息的测量设备。目前，为了提升良率，晶圆刻蚀工艺使用独立测量设备和原位（内置）传感器测量。相比独立测量，原位测量可对刻蚀相关工艺（如刻蚀终点探测）进行实时监测和控制。使用 SEMulator3D®工艺步骤进行刻蚀终点探测通过构建一系列包含虚拟刻蚀步骤、变量、流程和循环的“虚拟”工艺，可使用 SEMulator3D 模拟原位刻蚀终点探测。流程循环用于在固定时间内重复工艺步骤，加强工艺流程控制（如自动工艺控制）的灵活性[2]。为模拟控制流程，可使用 "For Loop" 或 "Until Loop"（就像计算机编程）设置一定数量的循环。在刻蚀终点探测中，可使用 "Until Loop"，因为它满足“已无材料可供刻蚀”的条件。在循环中，用户可以在循环索引的帮助下确认完成的循环数量。此外，SEMulator3D 能进行“虚拟测量”，帮助追踪并实时更新刻蚀工艺循环中的材料厚度。通过结合虚拟测量薄膜厚度估测和流程循环索引，用户可以在每个循环后准确获取原位材料刻蚀深度的测量结果。用 SEMulator3D 模拟刻蚀终点探测的示例初始设定在一个简单示例中，我们的布局图像显示处于密集区的四个鳍片和密集区右侧的隔离区（见图1）。我们想测量隔离区的材料完成刻蚀时密集区的刻蚀深度。我们将用于建模的区域用蓝框显示，其中有四个鳍片（红色显示）需要制造。此外，我们框出了黄色和绿色的测量区域，将在其中分别测量隔离区的薄膜厚度 (MEA_ISO_FT) 和沟槽区的刻蚀深度 (MEA_TRENCH_FT)。工艺流程的第一步是使用 20nm 厚的硅晶体层（红色）、30nm 的氧化物（浅蓝色）和 10nm 的光刻胶（紫色）进行晶圆设定（图2）。我们曝光鳍片图形，并对使用基本模型刻蚀对光刻胶进行刻蚀，使用特定等离子体角度分布的可视性刻蚀对氧化物材料进行刻蚀。氧化物对光刻胶的选择比是100比1。我们在 SEMulator3D 中使用可视性刻蚀模型来观察隔离区和有鳍片的密集区之间是否有厚度上的差异。图1：模型边界区域（蓝色），其中包含四个鳍片（红色）和用于测量隔离区（黄色）和沟槽区（绿色）薄膜厚度的两个测量区域图2：SEMulator3D 模型，硅晶体（红色）、氧化物（浅蓝色）和在光刻胶中显影的四个鳍片（紫色）SEMulator3D 刻蚀终点探测循环SEMulator3D 的工艺流程使用 Until Loop 循环流程。我们将测量隔离区的材料厚度，并在隔离氧化物薄膜耗尽、即厚度为0时 (MEA_ISO_FT==0) 停止该工艺。在这个循环中，每个循环我们每隔 1nm 对氧化物材料进行1秒的刻蚀，并同时测量此时隔离区氧化物薄膜厚度。此外，我们将在每次循环后追踪两个鳍片间沟槽区的刻蚀深度。这个循环索引有助于追踪刻蚀循环的重复次数（图3）。图3：SEMulator3D 刻蚀终点探测模拟中的循环流程结果对隔离薄膜进行刻蚀，直至其剩余 20nm、10nm 和 0nm 深度的模拟结果如图4所示。模型中计算出隔离薄膜厚度的测量结果，以及两个鳍片间沟槽区的刻蚀深度。图4：隔离区薄膜厚度剩余 20nm、10nm 和 0nm 的工艺模拟流程，及相应从光刻胶底部开始的沟槽刻蚀深度我们对循环模型进行近30次重复后，观察到隔离区的薄膜厚度已经达到0，并能追踪到沟槽区氧化物的刻蚀深度（当隔离区被完全刻蚀时，密集区 30nm 的氧化物已被刻蚀 28.4nm）。结论SEMulator3D 可用来创建刻蚀终点探测工艺的虚拟模型。这项技术可用来确定哪些材料在刻蚀工艺中被完全去除，也可测量刻蚀后剩下的材料（取决于刻蚀类型）。使用这一方法可成功模拟原位刻蚀深度控制。使用类似方法，也可以进行其他类型的自动工艺控制，例如深度反应离子刻蚀 (DRIE) 或高密度等离子体化学气相沉积 (HDP-CVD) 工艺控制。参考资料：[1] Derbyshire, Katherine. In Situ Metrology for Real-Time Process Control, Semiconductor Online, 10 July 1998, https://www.semiconductoronline.com/doc/in-situ-metrology-for-real-time-process-contr-0001.[2] SEMulator3D V10 Documentation: Sequences, Loops, Variables, etc.

近年来，我国高端制造业蓬勃发展，对高精度测量设备的需求持续攀升，极大地推动了以三坐标测量机为代表的精密测量仪器市场的迅猛增长。全球知名品牌和国产新兴势力纷纷加入这场激烈的竞争，竞相展示各自的技术实力和创新能力。随着国产替代需求的日益增长，中国三坐标测量机企业正迎来前所未有的发展机遇。为深入了解中国三坐标测量机产业的发展态势，仪器信息网成立25周年之际，特别策划了“万里行”系列走访活动。该活动深入中国三坐标测量机代表性企业，与行业专家共同开展实地走访，探寻产业发展的最新进展和亮点，为发展新阶段赋能。走访第一站，由上海大学李明教授，仪器信息网产业研究部主任武自伟、营销服务中心经理韩永风、测量仪器编辑牛亚伟等组成的走访项目组，走进了苏州英示测量科技有限公司（以下简称“英示”）。英示总经理沃林等高层领导热情接待了走访团队，并与项目组进行了深入交流与探讨。合影留念一、行舟竞渡，走国产化发展之路长期以来，三坐标测量机这一高精度测量仪器的技术和市场主导权一直掌握在少数国外知名企业手中。这种局面使得国际市场上的三坐标测量机产品不仅价格高昂，而且技术更新和服务支持也往往受限于这些厂商的节奏。对于国内企业来说，由于技术门槛高、研发投入大、市场渠道不畅等多重因素的限制，在三坐标测量机领域的参与度一直较低。为了打破这一局面，国内企业开始逐渐加大在三坐标测量机领域的投入和研发力度。交流现场，沃林总经理表示，英示坚持自主创新，积极攻克国外三坐标测量机卡脖子技术，并详细介绍了英示三坐标测量机的竞争优势。此系列产品采用了经典的桥式结构，整体式工作台，确保了结构的稳定性和测量的准确性；配备了高精度空气轴承，能够极大地减少摩擦，确保测量过程中的平稳性和精准度；独特的Z轴防扭矩设计，更是巧妙地减小了旋转误差，使得测量结果更加准确可靠。此外，现场三坐标测量机专为车间现场设计，无需压缩空气，即可在复杂的生产环境中进行快速、准确的测量。英示三坐标测量机沃林总经理进一步补充道，三坐标测量机仅是英示众多产品中的一类。在当前行业高度竞争的背景下，英示凭借近万种产品，构筑起一座精准测量的堡垒。产品覆盖机加工行业的每一个角落，包括测量几何尺寸和形位公差、硬度测量、金相分析、工件表面和内部检查、推拉力和扭力测试、环境试验等。如今，英示的综合目录已成为行业客户的参考工具书。随着制造业智能化和数字化转型的浪潮，英示更是走在前列。作为国内唯一能够全面实现数字化的测量品牌，英示不仅提供标准产品，更能根据客户需求定制在线自动化检测系统。此外，英示的部分产品已成功入选国防科工局和工信部联合编制的《国产清单》，打破了国外品牌长期以来的垄断地位，为测量设备的国产化进程贡献了重要力量。一直以来，英示积极响应国家“自主可控”的发展战略，坚持走国产化发展之路。经过多年发展，英示形成以中国苏州为中心，辐射全球的战略布局，在八十多个国家建立了稳固的销售渠道，同时，在德国、西班牙、捷克、美国、巴西、印度等地均有分公司，国内客户已涵盖航天、航空、核电、高铁、船舶、汽车制造等大中型企业和专业院校。英示在测量领域的影响力正逐步扩大，成功获批高新技术企业、国家级专精特新“小巨人”企业、江苏省首批产教融合试点企业等，已成为工业测量细分行业的隐形冠军。二、上下求索，推动高端装备制造自1995年成立以来，英示与众多高校及科研机构携手，共同推进测量技术的研发与产品创新，不断汲取全球顶尖企业的成功经验，致力于提供更为精密、先进的测量解决方案。英示能够快速响应并满足多样化应用场景与复杂环境下的测量需求，确保客户在各种挑战面前都能获得准确可靠的测量结果。为了培养更多优秀的测量技术人才，英示还建立了机械行业能力评价长度计量实训基地，为行业输送了大量专业人才。同时，英示与国家及地方计量院所紧密合作，共同制定和推动计量标准的制定与实施，为行业的健康发展提供有力支持。值得一提的是，英示作为国家技能大赛赞助企业，多年来支持了世赛选拔赛、国赛、国家一类和二类大赛、部分省赛、行业赛等100多场赛事的测量工具及仪器和技术协作，成为技能大赛的“优秀合作企业”。以三坐标测量机为例，英示在测量理念、技术和方法上始终保持着前瞻性的研究态度。通过采用先进的测量技术和高效的测量手段对传统测量量具进行数字化改造和赋能，为制造业，特别是高端制造业质量数据网络的构建提供准确、高效、可靠的数据源，其他相关量具和量仪产品亦是如此。英示秉承“解决测量难题”的核心理念，不断提升生产过程中现场测量、在线测量和快速测量的量值溯源能力，发挥计量检验检测在产业技术基础创新中的变革性作用，推动高端装备制造的高效发展。三、持续深耕，助力产业加速度在探讨国产三坐标测量机产业的发展策略时，英示沃总在交流中表示，在当前行业内卷化日益加剧的背景下，单纯的产量和价格竞争已经无法满足产业长期、健康、可持续的发展需求。真正的竞争优势，源于对服务的深度挖掘和精准提供。沃总指出，客户在测量过程中常常遇到“测不了、测不全、测不快、测不准”等痛点，这些问题是制约测量技术发展的关键因素。面对这一挑战，英示坚定地将重心聚焦于研发针对这些痛点的精准、高效测量解决方案。正是这种核心服务能力的持续强化和提升，使得英示在激烈的市场竞争中脱颖而出。同时，英示也深刻认识到三坐标测量机关键零部件和组件的重要性。沃总强烈建议，国家应像对待工业母机一样，对三坐标测量机的关键零部件和组件给予高度重视，进行前瞻性的战略布局，并组织相关力量进行技术攻关。这有助于提升国产三坐标测量机的整体技术水平，更能推动整个产业的持续发展和创新。沃总进一步表示，英示公司不仅仅满足于作为三坐标测量机的生产商，更将致力于打造一个量具量仪的“一站式”超市。这个超市将汇集各种先进的测量技术和设备，为客户提供更加全面、便捷、高效的测量解决方案。这种一站式的服务模式，将极大地提升客户的测量效率和精度，解决他们在测量过程中遇到的各种难题。英示总部大楼即将落成交流会结束后，沃林总经理向远道而来的上海大学李明教授以及仪器信息网的相关人员表达了深深的谢意。他亲自引领这一行人参观英示的展厅，详细介绍了英示在国产三坐标测量机及量具、量仪产品所取得的最新成果和技术突破。他强调，这些测量设备不仅具备高精度、高效率的特点，更在助力智能化改造和数字化转型方面具有显著优势。英示产品能够与各种智能制造系统和数字化平台无缝对接，实现数据的实时采集、传输和分析，极大地提升生产效率。英示展厅通过实地探访和深入交流，走访项目组对英示的技术实力、创新能力以及市场地位有了更加清晰的认知。英示的众多量具量仪产品在性能上达到国际水准，甚至在某些关键领域展现出独特的优势。英示“INSIZE”作为中国基础装备制造业的代表性品牌，已经在国际市场上崭露头角，与德国Mahr、日本Mitutoyo品牌并列齐名。走访活动不仅强化了仪器信息网与英示之间的紧密联系，也为双方未来的合作奠定了坚实的基础。

精密测量是科学探索的“眼睛”、高端制造的“尺子”。高水平的精密测量技术和精密仪器制造能力，是一个国家科学研究和整体工业领先程度的重要指标，更是发展高端制造业的必备条件。众多精密测量仪器中，三坐标测量机由于其通用性强、测量范围大、精度高、效率高，可以与数控加工系统组成柔性制造系统，故有“测量中心”之称。它可以检测零件的尺寸、形状和位置精度，广泛应用于机械制造、汽车、航空航天、电子电器、国防等领域，成为高端制造业不可缺少的万能测量设备。 “中国制造2025“发展战略对高端装备中的超精密测量精度要求越来越高，促进精密测量仪器生产厂商不断推陈出新。为方便大家了解三坐标测量机新产品与新技术，本文特对2023年上市新品进行盘点，以飨读者。据仪器信息网不完全统计，2023年，共有10个系列三坐标测量机在国内市场上市。（如有遗漏，欢迎大家留言补充。联系邮箱:niuyw@instrument.com.cn）海克斯康INSPECTOR S系列三坐标测量机海克斯康INSPECTOR系列三坐标测量机自 2007年上市以来，深受广大用户青睐。2023年，秉承海克斯康不断创新的理念，全新一代INSPECTOR S焕新升级，在满足多行业测量精度的同时增加柔性选择平台，用户可以根据需求选择触发、扫描、非接触式等不同的测量解决方案。INSPECTOR S全面、柔性的测量解决方案为用户的持续发展带来更多可能。GLORY桥式三坐标测量机GLORY桥式三坐标测量机是依托于海克斯康创新型先进技术开发的新一代通用型测量机，所有功能均基于用户研发，柔性的设计平台可随用户的多样性需求而组合。GLORY融合海克斯康全球化技术沉淀和本地化落地应用，通过独特的设计、核心技术优势时刻保持行业技术领先，为用户提供稳定、可靠的测量结果，帮助用户缩短和优化时间周期,更好地利用检测设备资源，获得最大生产力。从手动到半自动，从半自动到全自动，从离线到线旁，从线旁到在线，GLORY可轻松集成到自动化系统，即插即用且模块化，满足各种级别自动化需求，高效简化人力成本，全面增强用户应用体验。Xpert高精度检测平台国产Xpert高精度检测平台传承海克斯康在计量领导优势的机械设计、运动控制与测量软件技术，精度高达0.5μ+，是海克斯康目前精度最高的国产测量装备。它采用先进的机械设计和运动控制技术，拥有增强型平衡支架、主体全花岗岩材料、稳定坚固的封闭框架结构、专业的移动工作台设计、精密滚珠丝杠传动，保证更好的性能和长期稳定性。在软件方面，配置专用的测量软件及附件包，操作人员无需编程即可运行检测程序，并且可以定制化全尺寸检测与评价。雷尼绍AGILITY五轴坐标测量机AGILITY坐标测量机分为L系列实验室型和S系列车间现场型两种型号，适用不同的应用场景，以满足包括消费电子、汽车、航空航天等行业对精密测量以及质量控制的要求。五轴联动数控技术是衡量复杂精密零件制造能力技术水平的重要标准之一，五轴机床能够显著提高加工精度和加工效率。雷尼绍发明的REVO五轴多类型传感器系统推动了坐标测量机的测量能力、速度和灵活性的提升。而作为承载REVO五轴测量技术最佳平台的AGILITY，它的推出则是雷尼绍推进测量革命的又一重大举措。日本三丰LEGEX匠系列三坐标测量机高精度三坐标测量机LEGEX匠系列初项精度达0.23μm，较以往LEGEX型号提升26%。LEGEX匠系列三坐标测量机进一步分析和排除了存在的误差因素，采用全方位的振动对策，并灵活运用了日本三丰所培养的超高精度研磨技术和精密加工技术，多维精进，实现最大允许长度测量误差E0,MPE(0.23+0.7L/1000)μm*，这意味着，测量1米长度物体时的误差，从以往LEGEX型号的1.28μm下降到0.93μm以下，测量精度突破了亚微米级别。可用于以高精度机床、半导体制造装置、镜头、精密模具等超高精度要求的制造行业的品质管理，还可作为质量控制部门的验证机使用。中图仪器Mars系列三坐标测量机移动桥式Mars系列三坐标测量机，支持触发、扫描和非接触式探测系统。能够对各种零件和部件的尺寸、形状及相互位置关系进行检测，也可以对软材质或复杂零件进行光学扫描测量。并且支持测头更换架以及白光系统，同时支持精密转台等。支持各种测量软件，包括Rational DMIS、中图SMT-DMIS、 ARCOCAD等，支持中图控制器和Pantec控制器，可用于机械制造、汽车工业、电子工业、航空航天工业、以及计量检测等领域。思看科技AM-CELL C200自动化光学三坐标系统AM-CELL C200是专为中型零件量身定制的全新三坐标测量系统。采用灵活柔性的模块化设计，轻松部署多种测量方案；配备主动安全防护系统，无需特殊安全防护外框。在生产车间、科研实验室、教学中心等复杂的交互场景中都能游刃有余；为企业精益化、自动化、智能化的业务演变与升级，提供产品全生命周期的质量管控解决方案。一键启动即可实现100%无人化全自动测量，调试中可拖拽机器人进行示教，实现快速自动路径规划，极大降低操作人员对自动化设备的使用门槛；按功能性模块化结构设计，布局紧凑、占地面积小，可基于不同生产条件轻松部署多种测量方案（L型、I型、T型、分离型）。瑞士丹青Extol在线三坐标测量机在线自动化三坐标EXTOL秉承瑞士丹青-Aberlink的创新传统，包括EXTOL370和EXTOL520 两个型号，满足车间自动化质量控制需求，能够全天候24小时运行。EXTOL无需压缩空气，插电即用，省去压缩空气带来的隐患；采用非笛卡尔（直角）坐标系设计，相对于传统桥式三坐标大幅减少占地面积，测量速度快，重复性精度高。Fulcrum手动三坐标测量机Fulcrum是一款革命性的手动三坐标测量机，不同于传统的大理石花岗岩结构的大型三坐标。该设计优化了检测流程，实现了在制作过程中对工件进行精确检测，不占车间空间。在最终检查之前，可以将检测结果及时反馈到加工过程中。Fulcrum测量软件优化了用户界面，使其更加简单易用，同时保留了全部功能。使用该软件，只需手动扫描零件，便可自动识别关键特征，并自动显示尺寸。即使没有操作经验，使用Fulcrum手动三坐标测量机后几分钟内就可以测量零件，无论是首检、小批量质量控制还是设置CNC机床都可以直接使用。精度高是Fulcrum手动三坐标测量机的最大优势之一。它能够测量微小的尺寸误差，能够满足高精度零件的检测需求。同时，Fulcrum手动三坐标测量机还具有快速测量、高效率、易于操作等特点，可以大大提高生产效率。西安爱德华DaisyB/P系列三坐标测量机DaisyB/P系列作为2023年爱德华测量创变改革后的首发产品，共推出Daisy Basic基本配置型和Daisy Pro用户定制型两款产品，可为用户提供不同测量范围的12款机型。DaisyB/P系列不但延续了爱德华20多年工艺技术，深化高性价比、高稳定性、高精度的产品特性，还在产品智能化配置、人性便捷性操作方面进行了全新提升。整机外观线形流畅、大气简约、具有操作舒适性；电气控制系统提供多样化配置选择，定制性更强；软件系统全面优化，便捷式操作、运行更流畅。小结纵观2023年上市新品，三坐标测量机在向高精度、高效率和大量程测量方向不断发展的同时，也在向自动化、柔性化和智能化测量方向不断进步。在可见的未来，三坐标测量机将成为无人化车间和智能化工厂的重要组成部分。更多产品详情请查看三坐标测量机专场

涂魔师在线漆层检测|复杂外形工件表面非接触漆膜膜厚自动检测系统测量平坦表面涂层厚度并不容易，对复杂几何表面结构的涂层厚度的测量更加困难。传统的单点接触测量往往无法满足客户需求，这种方法通常是相当不准确的，而且只适用于固化后的涂层厚度测量，无法支持在生产工艺过程中进行涂层厚度测量。为了实现对复杂几何表面结构的涂层厚度，涂魔师在线漆膜测厚仪基于先进的ATO光热法技术，研发了一款利用涂层与底材之间的热性能差异进行涂层厚度的非接触无损测量系统。涂魔师漆膜膜厚自动检测系统适用于粉末喷涂，能精确检测粉末涂层厚度，稳定喷涂工艺质量；适用于湿膜和干膜应用，能精确检测固化前湿膜涂层即时得到干膜厚度，节省时间和稳定质量等。通过调研，50%的人在固化或干燥工艺后手动测量涂层厚度，43%的人是在有质量保证的实验室中手动测量涂层厚度，21%的人在选择在固化干燥工艺前手动测量涂层厚度，然而，没有人使用自动化仪器进行涂层厚度测量并优化喷涂工艺。从调研结果上看，大部分的人选择在生产线后期使用接触式涂层测厚仪，手动测量固化后的涂层厚度，然而，无论是湿膜还是干膜，在生产线末端进行涂层厚度测量已经太晚了，如果此时测量效果不好，则会产生大批量的次品，需要进行返工，这将导致更多的资金、人力、物力的消耗。涂魔师非接触无损测厚系统能够在生产线早期阶段进行涂层厚度测量，为您和您的客户记录涂装工艺过程的连续数据，为优化工艺、更换耗材提供依据；能减少物料消耗；提供高精度的生产条件，及时分析膜厚数据，及时发现喷枪堵塞等失效问题，协助调整工艺参数。涂魔师在线漆膜测厚系统如何实现在固化前测量涂层厚度？涂魔师在线漆膜测厚系统使用ATO光热法原理，通过计算机控制光源以脉冲方式加热待测涂层，其中内置的高速红外探测器从远处记录涂层表面温度分布并生成温度衰减曲线。表面温度的衰减时间取决于涂层厚度及其导热性能。最后利用专门研发的算法分析表面动态温度曲线计算测量待测的涂层厚度。涂魔师漆膜膜厚自动检测系统产品系列介绍涂魔师漆膜膜厚自动检测系统有FLEX手持式，Inline在线式，Atline实验室，3D整体膜厚成像系统这4种。涂魔师手持式涂层测厚仪FLEX是一款功能齐全的高精准的非接触式无损测厚系统，无需进行整合，操作方便，校准简单，无需严格控制测试距离和角度，无需等到涂层固化后才进行涂层厚度测量，能有效节省材料和避免涂层缺陷问题，十分适用于生产车间现场，且自动记录数据及生产全过程。使用手持式涂层测厚仪FLEX在产线上监控喷粉膜厚后，调节出粉量后节省30%的粉末。特别是对于小批量，产品未出炉已喷完，所以无法根据干膜调整膜厚。而涂魔师在开始喷涂的几分钟内就调整好出粉量，减少返工，降低成本。涂魔师3D整体膜厚成像系统，通过3D成像检测技术，轻松非接触精准测量形状复杂零部件的膜厚分布情况，测试点的数据与工件被测部份一一对应，实时高效监控膜厚真实情况。为什么需要测量整体的涂层厚度？通过使用涂魔师3D整体膜厚成像系统测量涂层厚度，可以使涂层分布清晰可见，连续实时检测产线的移动工件膜厚，无需严控测量条件，对于摇摆晃动、外形复杂（曲面、内壁、立体、边缘等部位）、各种颜色（不受白色等浅色限制）的工件也能精准测厚。通过SPS等接口实现涂装线的自动化控制，能将涂魔师3D整体膜厚成像系统轻松高效集成到现有涂装线上，集成成本低。涂魔师3D整体膜厚成像系统测量复杂几何表面工件涂层厚度，能够在半秒内获得复杂形状工件表面大约十万个测量点的信息，这使得复杂表面涂层厚度的测量变得简单，并通过对测量结果的记录归档及时调整工艺，实现对喷涂工艺质量的有效控制。翁开尔是涂魔师漆膜膜厚自动检测系统中国总代理，欢迎致电咨询涂魔师漆膜膜厚自动检测系统更多产品信息和技术应用案例。

金属基底作为品牌传递其身份和价值的关键手段，面临挑战。特别是在两片式金属包装生产中，成本高昂不仅源于对反光表面如饮料罐的颜色评估难度，还因为快速生产过程中对印刷色彩的控制困难。因此，为实现颜色一致性和支持可持续发展目标，采用色彩测量技术是一种经济高效且精确的解决方案。一、为何目测不足以评估金属罐的色彩?观察色彩离不开三样东西--我们的眼睛、光线和物体，而这三者都充满变数。人们对色彩的感知受多种因素影响，包括遗传、记忆中的色彩、视觉疲劳、色觉异常以及药物的影响，导致每个人对颜色的辨识和评价存在微妙的差异。这种个体间的差异意味着在团队成员、管理层，以及客户之间可能会对相同的色彩有不同的解读，使得仅凭目测来统一色彩标准和评估几乎不可行。特别是对于金属包装这类具有反光特性的物体，目测评估色彩的可靠性受到进一步挑战。一个角度下看到的色彩可能看起来符合标准，但从另一个角度或在不同光照条件下观察，色彩的表现可能截然不同。即使某些颜色在观察者眼中似乎合格，品牌所有者的标准可能有所不同，而且很难保证这些颜色与销售点陈列架上相邻产品的包装颜色匹配。色彩的感知不仅受观察者的视觉系统影响，还极度依赖于光照条件的变化。具体来说，不同的光源会发出不同色温的光线，如某些光源发出的光偏黄，而另一些则偏蓝，这些差异直接影响我们所看到的颜色。因为饮料罐表面反射周围的光线，所以在不同的光照下，相同的罐装饮料可能呈现出不同的色彩。为确保色彩一致性，对饮料罐的色彩评估必须在严格控制的照明环境下进行。进一步地，饮料罐上使用的油墨的物理和化学特性，如吸收和反射光线的能力，以及所使用的颜料、不透明度和涂层类型，都会影响光线的反射和因此色彩的表现。在不同光源下，这些因素共同作用，导致色彩的变化。由于色彩感知的这些复杂性，以及其对成本和产品质量的重要性，单靠目视评估来确定色彩的准确性是不足够的。正确评估色彩需要更系统、科学的方法，以确保产品在各种光照条件下的色彩一致性和吸引力。二、如何通过数字化色彩工作流程来破解难题确保全球范围内色彩准确性的有效方法是采用色彩的数字化指定和评估，结合实物样本使用色彩的数字值。这种转变使得任何人都能更准确地实现设计初衷的色彩，并与其他地区的生产保持一致。1、数字色彩标准为了确保全球生产过程中的色彩一致性，采用既方便又准确的色彩标准至关重要。PantoneLIVE色库提供了一个理想的解决方案，特别是对于饮料罐行业。这个色库包含了Pantone官方认可的色彩标准，涵盖了Pantone的全部涂层色卡范围，并为每种色彩提供了不透明和透明两种版本的选项。通过使用PantoneLIVE，饮料罐制造商可以轻松选择和印刷经Pantone认证的色彩。这些色彩作为行业标准，确保了即使在不同的生产地，也能实现色彩的一致性，因为所有的生产都将以这些经认证的色彩为目标进行匹配。2、数字化色彩测量色差仪使用：通过光谱测量技术进行生产现场的样本测试，可以确保每一批次的印刷品色彩均保持在接受的公差范围内。质量控制软件应用：通过设定标准的数字色彩规格和接受的色差容差（dE）值，利用色差仪测得的数据即可快速判断色彩是否达到预设目标。此外，该软件允许追踪色彩的变化趋势并向品牌商汇报色彩的合规性情况。利用质量控制软件，还可以有效跟踪和管理关键色彩参数，如色彩数值和饱和度，以优化生产过程。通过转换实物色彩参考为精确的数字值，饮料罐制造商能够确保不同工厂之间的色彩匹配原始设计的意图，从而自信地实现一致的色彩效果。三、完整的爱色丽彩通解决方案能够全面满足金属罐色彩测量的所有需求①Ci64 积分球分光光度仪Ci64 积分球分光光度仪通过同步SPIN/SPEX测量和光泽度检测，收集精确的光谱数据，支持统计过程控制。其配置灵活的菜单允许操作人员直接在设备上查阅测量程序和数据，确保跨班次和工厂的色彩一致性。②杯形和筒形夹具专为圆柱形饮料罐设计的夹具，配有样品定位臂和可调节的工作台，确保Ci64能够以恰当的高度和角度进行测量，保证测量结果的准确性和一致性，避免形变或失真。③PantoneLIVE系统PantoneLIVE是一个云端色彩库，收录了全套Pantone色彩和材料标准，使饮料罐供应商能够获取确切的目标色彩光谱数据。全球众多CPG品牌依靠PantoneLIVE共享Pantone色彩及品牌专色。④Color iQC 软件这个基于任务的软件方案简化了色彩评估流程，帮助用户判断样品是否符合预定容差。Color iQC软件让品牌商、供应商和生产商能够设定标准、容差和测量模式，确保全球各地的色彩测量作业准确无误。⑤NetProfiler 软件这一全面的云服务工具利用软件和色彩标准来自动校准和优化仪器性能，解决因设备老化、磨损或环境变化导致的问题。NetProfiler还可识别需要维护的设备，减少生产中的色彩偏差和供应商之间的设备差异。作为领先的色彩管理专家，我们深知色彩对品质的重要性和实现一致、精准色彩生产的挑战。结合色彩艺术与科学，我们提供从设计到生产的一站式解决方案，以优化您的色彩管理。借助我们超过六十年的行业经验和创新技术，我们致力于消除色彩偏差，帮助您的产品在市场中脱颖而出，同时确保提供卓越的客户支持和培训服务。四、关于爱色丽“爱色丽彩通 ”总部位于美国密歇根州，成立于1958年。作为全球知名的色彩趋势、科学和技术公司，爱色丽彩通提供服务和解决方案，帮助品牌、制造商和供应商管理从设计到最终产品的色彩。如果您需要更多信息，请关注官方微信公众号：爱色丽彩通

第14届深圳国际机械制造工业展览会，即SIMM 2013，即将于2013年3月28日-31日在深圳会展中心举行，届时海克斯康计量将于1L01展位展出新型测量设备，并现场提供一站式模具测量体验。　　海克斯康计量绝对关节臂测量技术：绝对便携测量　　超过20 年的便携式测量经验，海克斯康计量是关节臂测量机的发明者和市场领导者。轻巧便携的系统设计让测量变得快速、便捷和经济。　　海克斯康计量绝对关节臂是海克斯康计量最新推出的现场计量产品，成为迄今为止最轻便、最高精度、最灵活、技术最新的关节臂测量系统。率先使用绝对编码器技术，为关节臂的每个位置指派绝对值。启动无需初始化，开机即可测量。　　全新的海克斯康计量绝对关节臂测量机，具有无以伦比的可靠性和空间测量精度，测量范围从 2.0 m - 4.5 m，空间长度精度可达 0.023 mm，能够满足大多数工业检测要求。　　为满足不同用户的需要，海克斯康计量绝对关节臂提供了三种配置：　　 满足通用测量需要、以触发测量为主的六轴绝对臂　　 集合触发与激光扫描功能为一体的激光内置型七轴绝对臂　　 可外接激光扫描测头的外接型七轴绝对臂　　GLOBAL Silver: 车间现场的精密计量　　GLOBAL Silver (亮箭系列)测量机是海克斯康计量推出的最新一代GLOBAL测量机。GLOBAL Silver采用海克斯康集团全球最新测量机技术，拥有更高的测量效率，测量应用能力更广泛，环境适应能力更宽，同时，测量操作更便利友好。　　得益于优化的运动算法、改进的软件功能及最新的电子控制技术，GLOBAL Silver较之前的GLOBAL系列测量机，提高了35%的扫描速度，同时保证了一贯稳定的高精度级别。该系列测量机新添加了车间型精密测量机型——GLOBAL Silver SF,该机型采用更为先进的温度补偿技术，能够适应15℃-30℃的宽温带车间环境 针对现场粉尘油污等恶劣环境条件,Silver SF配有灵活轻巧、可重装的防尘罩、无中断激光安全保护带和自动上下料等系统，为高效率安全无人值守操作提供无限可能。　　GLOBAL系列测量机自2001年上市，已经获得全球4万用户，并在中国达到4000余台销量，在三坐标测量机行业占据了绝对的市场地位。该次技术升级换代，GLOBAL Silver再次为测量行业树立了新的标杆，释放之初已受到广大新老客户的青睐。　　GLOBAL Mini:小型高精密计量之选　　GLOBAL Mini，海克斯康计量最新推出的小型数控活动桥式测量机，采用经过验证的机械结构、先进的运动控制系统和功能完善的软件技术，为小尺寸高精密计量提供了完美解决方案。　　通过配备触发与扫描技术，GLOBAL Mini 可实现各种类型零部件的精密测量和复杂形状评价，该设备行程为300×400×300(mm)，最大精度可达1.0+3L/1000(μm),非常适用于精密加工制造业、电子与医疗器械、光学、制表业等行业小型零部件计量。

随着工业4.0浪潮的持续深化，高精度、智能化、集成化的测量仪器成为推动制造业转型升级的关键力量。2024年上半年，众多仪器厂商凭借其深厚的技术积累和创新能力，推出一系列几何量精密测量仪器新品，不仅提升了测量技术的边界，更为智能制造注入了新的活力。本文特对2024年上半年上市新品进行盘点，以飨读者。（本文产品信息来源网络公开信息，如有遗漏，欢迎留言补充。联系邮箱:niuyw@instrument.com.cn）海克斯康 SmartScan VR800智能蓝光扫描系统3月，海克斯康发布SmartScan VR800智能蓝光扫描系统。该新品是首款配备自动变焦镜头的结构光3D扫描仪，拥有智能分辨率、智能变焦和智能抓拍三大创新功能。它专为提高工作效率而设计，通过简单的软件设置，即可完成扫描分辨率和测量范围的快速调整，为用户实现精确、高效的扫描测量提供了前所未有的创新体验。 OCTAV HP高精度复合式影像测量专机4月，在2024中国数控机床展览会（CCMT）期间，海克斯康发布重量级新产品——OCTAV HP高精度复合式影像测量专机。该产品精度高达0.4μ+，是一款为满足用户对于高精度、高性能、高稳定性测量需求而设计的高端复合式影像测量专机。该新品将行业内先进的测量传感技术，包括高精度的接触式触发和扫描技术，基于影像测头的视觉检测技术，基于共聚焦白光测头的光学扫描测量技术等，定制化集成到一台测量设备上，实现了一机多能以及高精度复合式测量。OCTAV HP亚微米级别的影像测量功能结合先进的多传感器融合技术，适用于航空航天、半导体、新能源、3C电子、医疗等行业领域。蔡司CAPTUM三坐标测量机3月 28 日，深圳ITES展会现场，蔡司盛大推出全新三坐标测量机CAPTUM。新品具有安装快捷、服务便利、操作简便等优势，为企业提供坚实可靠的质量保障。值得一提的是，CAPTUM 家族首次引入“Plug and Play”即插即用设计概念，让用户操作更为便捷。其高适配的应用场景特点，更是让三坐标的应用变得更简单易用。4月，在第十六届重庆国际电池技术交流会/展览会（CIBF 2024）上，蔡司发布O-INSPECT 863 Duo多用途复合式坐标测量机，该新品是一款集成了三坐标测量功能、影像测量以及显微镜检测功能的复合式测量设备，配备连续扫描接触式测量、高倍率变焦影像镜头等，广泛应用于电子、医疗、汽车、航空航天领域的复杂工件的形位公差测量及缺陷检测。天准科技CM系列三坐标测量机4月，在第十三届中国数控机床展览会（CCMT 2024）上，天准科技发布CM系列三坐标测量机，该新品以超高精度 0.3μm 国家重大专项复合测量机技术背景为研发基础，目前拥有CMZ/CMU/CME 三大系列，集Vispec Pro软件系统、HSP测头/TR50旋转测座探测系统、驱控一体TCC电控、直线电机驱控技术四大自研技术为一体，同时创新性地将工业级的碳化硅陶瓷材料运用在高端系列机型上，重新定义行业精密测量标准，广泛应用于汽车、模具、机械加工、精密制造、计量院所、航空航天等领域。6月18日，在第十六届中国国际机床工具展览会(CIMES)上，天准科技发布了全新VMZ超高精度影像仪。该新品在测量精度以及稳定性上实现了跨越式提升，测量精度高达0.8μm，最大倍率高达4000倍。出色的测量精度和稳定性，使其能够轻松应对各种复杂测量任务，适用于半导体、微组装、光通信等高精度测量场景。思看科技NimbleTrack灵动式三维扫描系统4月9日，思看科技发布NimbleTrack灵动式三维扫描系统和NimbleTrack灵动式三维扫描系统。NimbleTrack集全无线、不贴点、双边缘计算、一体成型架构于一身，精准驾驭中小型场景动态三维测量场景，其扫描仪和跟踪器深度集成高性能芯片与嵌入式电池模组，实现了全域无线测量和高速稳定的数据传输，开启工业计量智能无线新时代。AM-CELL C系列自动化3D检测系统AM-CELL C系列自动化3D检测系统创新性融入核心单元设计理念，集易部署、易操控、高拓展性、全方位安全于一体，为中小型零部件检测打造自动化交钥匙解决方案，探寻智能制造更多可能。中图仪器WD4000系列无图晶圆几何量测系统2月，中图仪器针对晶圆几何形貌量测需求，基于在精密光学测量多年的技术积累，历经数载，自研了WD4000系列无图晶圆几何量测系统，适用于线切、研磨、抛光工艺后，进行wafer厚度（THK）、整体厚度变化（TTV）、翘曲度（Warp）、弯曲度（Bow）等相关几何形貌数据测量，能够提供Thickness map、LTV map、Top map、Bottom map等几何形貌图及系列参数，有效监测wafer形貌分布变化，从而及时管控与调整生产设备的工艺参数，确保wafer生产稳定且高效。3月，中图仪器发布Mizar Silver三坐标测量机，融汇多项核心创新技术，采用低热膨胀花岗岩导轨系统、环抱式气浮支撑系统、Z轴柔性平衡设计、高刚性传动系统、空间21项结构误差补偿技术等，并装载全自主化运动控制器与测头测座系统，自主化三坐标测量软件PowerDMIS。先临三维FreeScan UE Pro2 无线高速激光手持三维扫描仪5月，先临三维发布FreeScan UE Pro2 无线高速激光手持三维扫描仪。此番创新融合了嵌入式边缘计算模块，实现无线传输功能，为用户带来了前所未有的操作自由。这款新品借助内置的嵌入式边缘计算模块与灵活的移动电源支持，可以更加游刃有余地获取高精度三维数据。基恩士VM-6000大范围三坐标测量仪5月，基恩士发布VM-6000大范围三坐标测量仪，通过接触探头、激光扫描探头，单人即可在现场测量大型产品的尺寸、形状。新品测量范围由原来的15m扩大到25m，适用于各行各业的大型产品。Qualifire&trade 激光干涉仪2024年初，阿美特克 旗下Zygo公司宣布发布其最新的激光干涉仪Qualifire&trade 。Qualifier加入了一系列高端干涉仪解决方案，旨在支持半导体、光刻、星载成像系统、尖端消费电子产品、国防等行业中最苛刻的计量应用。这款干涉仪在不牺牲性能的情况下，将显著的增强功能集成到一个更轻的小型封装中。秉承Zygo在计量领域的卓越标准，Qualifire&trade 不仅确保了高精度，更通过精细化的人体工程学设计优化了用户交互体验，使操作更为高效，部署更加灵活，完美平衡了性能与便捷性。综上所述，2024年上半年发布的一系列新品，在高精度、集成化、智能化、自动化、便捷性与易用性等多个维度实现了显著突破与创新。这些技术的深度融合可大幅提升生产效率与灵活性，降低对人工的依赖，助力企业降本增效。这一系列创新成果，无疑为工业4.0智能制造的加速推进提供了强有力的技术支持和保障。

pH防爆PH让危险复杂工况监测更安全、更可靠需求现状针对复杂恶劣的工业过程监测，不少用户在选型时面临着防爆资格取证的困扰，放眼国内仪器仪表市场，拥有PH防爆资质取证的厂家也屈指可数。在我们接到的询价沟通中，不少客户在PH监测的需求上首要强调一点：你们有防爆资质吗？东润的PH计产品已取得防爆资质。资质证书的取得是一个准入门槛，是对客户提供专业服务的权威保障。东润更以20多年在仪器仪表行业的深耕承诺，拥有自主研发知识产权的东润，在拥有资质取证的准入基础上，针对复杂恶劣特殊工况，我们将用专注、专业、贴心的服务为您提供一站式、定制化解决方案！来看看我们的明星推荐产品吧，防爆PH闪亮全场… … 型号:PHD-99S品名:东润智能型防爆PH变送器亮点:防爆防爆证号:CE18.1239照片:防爆“证件照”产品概述PHD-99S型变送器是一款智能型工业在线检测仪表，隔爆结构设计，功能先进、性价比高，可适用于污水处理、废水监测、净水检测、酸碱中和以及化工反应等多种工业过程中pH/ORP值的监测与控制。仪表特点◎智能化仪表，通过两个按键标定及参数设置，查看电极的性能参数，操作简单方便；◎蓝色背光LCD，同时显示pH（mV）、温度、输出百分比；◎24VDC两线制，输出4-20mA对应量程可任意设置；◎手动/自动温度补偿，PT100/PT1000温度传感器可现场通过设置切换；◎标校及参数调整，通过按键操作；隔爆场合可使用磁棒在壳体外部进行，更安全可靠； 技术参数测量范围:pH: 0～14pH 仪器分辨率：0.01pH测量精度:±0.1pH仪器稳定度:±0.05pH/48小时温度补偿范围:-10～100℃模拟输出：1路4～20mA，回路负载500Ω环境温度：-10～55℃环境湿度：5%～90%，无冷凝防护等级：IP65供电：24VDC防爆等级：隔爆型 ExdIICT6Gb一站式服务电极+电缆+护套，在东润这些您可一站式购齐！东润自有机加工车间，可生产加工各种通用护套，同时也可根据客户现场工况的不同进行定制加工。欢迎垂询。

引 言工业测量是指在工业生产、试验和科研各环节中，为产品的设计、模拟、测量、放样、仿制、仿真、质量控制和运动状态，提供测量技术支撑的一门学科[1]。本文中的工业测量是指尺寸、位置、形状等几何量的测量。摄影测量学是通过影像研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学，通常利用摄影或遥感的手段获取被测物体的影像，研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、性质和相互关系，起始于19世纪中叶摄影机的发明和立体视觉的发现。工业摄影测量是工业测量与摄影测量技术与学科发展相结合而形成的一个细分研究领域，既可以看作是摄影测量学科的一个分支，也可以看作一个交叉学科，如图 1所示。图1 工业摄影测量与工业测量和摄影测量学科的关系由于摄影测量具有非接触、自动处理等特点，为传统工业测量提供了新方法和新技术，尤其是在智能化、自动化发展的大趋势下，以摄影测量方法为主的光学测量受到越来越广泛的重视 另一方面，由于工业测量涉及的被测物体范围广、差异大，为工业摄影测量提出了许多传统航空摄影测量方法难以直接解决的问题，而且工业测量与仪器仪表、电子电路、光学、传感器、机器人等领域联系密切，因此工业测量的需求与行业背景，也为工业摄影测量技术提供了新的创新动力。传统工业测量主要是使用三坐标测量机等传统工业测量仪器对零件进行少量人工抽检，或者用专门研制的检具对单一型号的零件进行全检。随着生产模式的变革，工业品的种类型号日益增多，客户对产品的品质要求日益增长，对工业测量技术带来了更大的挑战，在线、自动化、智能化的工业测量技术成为迫切需求。文献[2]指出工业几何量测量的核心任务是保证测量结果具有溯源性，实现产品质量状态精准高效地获取、测量数据管理、分析及后续应用等。文献[3]介绍了若干种传统的工业测量技术，其中也包括摄影测量技术。文献[4-5]介绍了多种工业摄影测量设备及其各自适合的应用场景。总体来说，没有任何一种工业测量技术可以解决所有类型工业品的测量问题，但是可以通过对工业品特点的分类，设计出几种通用的方案来解决大部分工业测量问题，也使工业测量装备在一定程度上适应柔性化生产。工业摄影测量由于其自身具有非接触、高效率、自动化等特点，很早就在工业测量领域发挥作用。随着工业生产朝着自动化、智能化方向发展以及国家智能制造战略的实施，工业摄影测量技术在工业测量领域中处于越来越重要的地位。如同计算机技术的发展推动了数字摄影测量技术的快速发展一样，仪器仪表、传感器、机器人、电子电路、芯片等技术的发展，也为工业摄影测量技术的发展注入了新的活力，因此工业摄影测量技术也迎来了最好的发展时机，近年来各种创新技术不断涌现，各种应用越来越广泛，显现出勃勃生机。1 工业摄影测量的发展现状1.1工业测量发展现状工业测量作为工业体系的基础支撑技术，目前有多种工业测量技术和设备在工业测量领域被广泛采用。每种技术设备都有其优点，但是又没有一种工业测量技术设备能够满足所有的工业测量需求，因此目前是多种工业测量技术共存的局面。下面对目前最先进的并且广泛应用的几种工业测量技术和设备进行简单介绍。(1) 三坐标测量机。三坐标测量机是传统通用三维坐标测量仪器的代表，通过测头沿导轨的直线运动来实现精确的坐标测量。它的优点是测量精确、通用性好 其不足是属于接触式测量方式，不易对准特征点，对测量环境要求高、不便携、测量范围小[6]。由于其超高精度，毫无疑问三坐标测量机目前仍然是工业测量领域应用最广泛的产品之一。由于其接触式测量等缺点，在一定程度上限制了其在自动化在线检测领域的应用。(2) 关节臂测量机。关节臂测量机是一种便携式测量仪器，对空间不同位置待测点进行接触测量，实际上是模拟了人手臂的运动方式。仪器由测量臂、码盘、测头等组成，各关节之间的测量臂的长度是固定的，测量臂之间的转角通过光栅编码度盘实时得到，最终通过空间支导线的原理实现三维坐标的测量功能。(3) 激光跟踪仪。激光跟踪仪采用球坐标测量系统，其测量原理与全站仪一样，仅仅是测距方式的不同，激光跟踪仪的测距方式是单频激光干涉测距，其精度可以达到16 μm±0.8 μm/m。Leica公司在1990年推出了第一代商用激光跟踪仪，美国的API公司和FARO公司随后推出了各自的类似产品。由于干涉法距离测量的精度高、测量速度快，因此激光跟踪仪测量性能和精度要优于全站仪。在大空间高精度工业测量领域，激光跟踪仪具有显著优势[7]。与三坐标测量仪使用的红宝石测球(图 2(a))类似，激光跟踪仪主要使用的是全反射测球(图 2(b))来进行测量，从技术原理上都属于接触式测量。接触式测量的缺点是，会对被测物体表面产生应力(某些情况下是不可忽略的)，并且每接触一次只能获取一个点的坐标，测量效率低。近年来，尽管也发展出了非接触式末端测量工具，其中三坐标测量机和关节臂测量机可以使用单线激光扫描头(图 2(c))，而激光跟踪仪可以使用带有靶标点的跟踪式单线激光扫描头(图 2(d))，从技术原理上属于机械式测量和摄影测量的结合，但其激光线范围较小、测量效率仍然较低。而在自动化在线检测方面，三坐标测量机体积大且依赖恒温恒湿环境，关节臂测量机依赖于人的协作运动，激光跟踪仪在跟踪丢失后需要人工干预，故三者均难以胜任。图2 接触式和非接触式末端测量工具1.2工业摄影测量发展现状除了三坐标测量机、关节臂测量机、激光跟踪仪等传统工业测量技术和设备之外，摄影测量技术和方法在工业测量领域也发挥了重要作用，典型的工业摄影测量技术和产品包括：标志点工业摄影测量系统、结构光测量系统等，下面对这些技术进行详细介绍。根据摄影测量的定义，本文将以下利用相机进行几何量测量的测量系统，纳入到工业摄影测量的范畴。1.2.1 标志点工业摄影测量系统标志点工业摄影测量系统的工作原理是，首先在被测物体表面粘贴一定数量的均匀分布的标志点，然后在不同的位置和方向获取被测物体的数字图像(至少两幅)，经过计算机图像匹配等处理及相关摄影测量计算后得到标志点精确的三维坐标。标志点工业摄影测量系统一般分为单台相机的脱机测量系统、多台相机的联机测量系统，它们均具有精度高、非接触测量和便携等特点。由于要在物体表面粘贴标志点，所以这类系统一般用于大型工业构件的曲面控制测量、装配测量等方面，很少用于在线测量领域。1.2.2 结构光测量系统常用的结构光测量系统是线结构光测量系统和面结构光测量系统。线结构光测量系统仅投射出一条激光线，光切面与物体相截为一条曲线，曲线投影到影像上，基于三角法测量原理，可以计算出该曲线上所有点的三维坐标。由于该系统每次只能测量一条曲线上的数据，因此要测量完整的物体表面需要利用机械位移机构带动光束在物体表面移动来实现扫描测量。面结构光测量通过投射带有编码信息的特殊光场，如光栅、空间编码模板等，实现物体表面投影测量。基于光栅投影的结构光测量系统，具体过程是将光栅投影到物体表面，然后利用一个或两个CCD相机观测投射条纹得到变形的光栅条纹图像，对光栅条纹图像进行解码可以实现图像对应，从而可以交会计算得到被测物体的三维空间坐标。基于该原理形成的工业测量产品包括3D相机、固定拍照式三维扫描仪等。1.3工业摄影测量的特点尽管近年来激光雷达扫描(LiDAR)、多视角立体匹配(multi-view stereo，MVS)、飞行时间法3D相机(time of flight，TOF)等新兴技术发展迅猛，成为了摄影测量领域的主要技术手段，但是由于其精度难以满足工业测量的需求，故而始终未能进入工业摄影测量领域。精度是工业测量的首要问题之一，人工目标往往比自然目标具有更高的图像定位精度，通过人工标志点可以在较大的范围内获取最高的摄影测量精度，而在较小的范围内，结构光测量系统可以发挥其静态多频相位观测带来的精度提升作用。除了精度外，实时测量、动态测量、无人工测量等也是工业测量的典型特征。工业摄影测量是利用摄影测量的技术和方法来解决工业测量的问题，因此具有非常鲜明的摄影测量的特点，比如：(1) 非接触式测量。工业摄影测量在获取影像时不需要接触目标本身，不会破坏物体本身固有属性，而且可以在一些不适宜人类进入的场所进行测量。(2) 可以瞬间记录被测物体的大量信息，包括几何信息和物理信息[8]。对于获取的信息进行实时处理，可以快速获得三维空间数据。(3) 数据自动处理。随着数字摄影测量技术的发展，摄影测量数据处理算法可以实现自动处理。(4) 随着电子电路、传感器等技术的发展，摄影仪器生产技术得到提高，测量精度不断提高。(5) 随着计算机视觉领域的新算法、新方法的引入，数字(工业)摄影测量的理论和方法也在不断完善[9]。由于以上特点的存在，工业摄影测量在工业测量领域受到越来越多的关注和越来越广泛的应用。尤其是在自动化、智能化等行业发展趋势的推动下，近年来工业摄影测量技术得到迅猛的发展。2 工业摄影测量技术重要进展一方面，随着现代工业的发展，尤其是以数字制造为核心的先进制造技术的迅猛发展，对工业摄影测量技术提出新的要求。另一方面，随着传感器、计算机、电子信息、图像处理、机器人、人工智能等技术的快速发展，工业摄影测量也与电子信息、测试计量技术与仪器、计算机视觉、机器人、人工智能等多个相关学科交叉融合，进入了快速发展的新阶段。工业测量的核心问题是精度和效率，工业零部件在设计阶段就确定了每个几何特征的公差，公差的大小决定了工业测量精度的下限，也是保证不同零部件之间可以装配成功的最低要求。在规定的测量精度范围内，尽可能地提高测量效率，是工业用户不断追求的目标。提高效率从使用角度可以体现在，节省测量前的准备时间、节省测量时的操作时间、节省测量后的处理时间，从技术角度又可以表现为实时性强(时间短)、便捷性好(易操作)、自动化程度高(省人工)以及智能化程度高(干预少)。2.1实时性集影像信息获取、处理和成果表达(输出)于一体，一步完成的摄影测量，称之为实时摄影测量[10]。它能够在影像信息获取的同时，以足够快的速度进行信息处理和成果输出。实时摄影测量的研究与应用一直是工业摄影测量的主要发展方向[11]。现代工业的发展，更是对测量的实时性提出更加迫切的需求。工业摄影测量的实时性，要求“所测即所得”，数据获取、数据处理和结果呈现同步完成，因此对测量设备和算法提出很高的要求。针对实时性的要求，笔者设计实现了一款工业级三维手持扫描测量系统，其原理如图 3所示：首先，在工业零件上或者零件周围布设一定数量的标志点，然后手持数据采集设备对工业零件进行数据采集，在数据采集的同时进行解算，并把结果传到电脑上实时呈现。该设备非常便携，即拿即测，结果实时获得。图3 工业级三维手持扫描测量原理与系统由图 3可以看到，这套工业级三维手持扫描测量系统包括两个工业相机和一套激光器。其中两个同步的工业相机，分辨率500万像素，相机拍照频率最高可达75 Hz，激光器最多同时发出17束激光线，每秒最多可采集210万个三维点，满足实时摄影测量的需求。扫描测量系统在移动过程中，激光器投射线激光，工业相机获取激光线的图像然后传到电脑上进行解析处理，获取三维数据并实时显示在电脑屏幕上。由于要达到实时处理，在下一帧数据传输之前，必须完成前一帧数据的全部处理，并更新屏幕上的结果显示。这里的数据处理包括标志点提取与定位、传感器位置姿态计算、激光线提取与三维坐标解算、三维数据的拼接与融合等，其中数据融合是有别于传统摄影测量的新方法，它基于Hasp Map体素模型进行三维重建[12-13]，可以从含有大量噪声的原始测量点中提取出更高精度的三维点(如图 3(c)、3(d))。这里，工件上面粘贴标志点的作用是在扫描测量系统移动过程中确定扫描测量系统的位置和姿态。该系统中为了实现实时处理，采取的主要措施包括：(1) 使用全局快门的CMOS图像传感器[14]。摄影测量中常用的单反相机，通常都是滚动快门(或称卷帘快门)，它们的像素是逐行曝光的，在静态摄影中可能不会有问题，但是在动态摄影中会产生拖影，不利于摄影测量解算，而全局快门的CMOS中所有的像素都是同时曝光的，适合于实时动态的摄影测量场景。(2) 超短曝光时间的光照技术。在动态测量中曝光时间通常小于1/1000 s才能忽略运动模糊，使用回光反射的玻璃微珠材质制作的反光标志点[15]，当作摄影测量中的控制点或加密点，进行相机的定位，反光标志点可以在极短的曝光时间内在图像中呈清晰明亮的像。(3) CPU和GPU协同工作的加速算法。在实时摄影测量中，把图像加工为三维网格，需要经过畸变纠正、特征提取、特征匹配、平差、点云去噪、融合、构网等算法，每一种算法通过拆解细分，把不同的步骤分别部署到CPU或GPU上，最大效率地利用计算资源。(4) 实时渲染技术。实时计算生成的三维网格会随着扫描的时间而逐步增大，可以增加到几百万乃至几千万三角形，而每一帧图像只影响局部范围，通过局部增、删、改三维数据，并利用OpenGL顶点缓冲区技术，实现实时三维网格渲染。2.2便捷性上一节介绍的工业级三维手持扫描测量技术需要在工业零件表面或者周围粘贴标志点，这在一些特殊环境下难以适用，因此本文进一步对上述技术进行改进。工业零件表面或者周围粘贴标志点的作用是对扫描装置进行定位定姿，如果不粘贴标志点，就需要其他的定位定姿方法。在本文中提出了两种新的定位定姿方法，一种是通过增加全局控制的光学跟踪装置 一种是将标志点贴在周围的墙上然后进行反向定位。2.2.1 光学跟踪全局定位为了避免在被测物体表面贴标志点，笔者设计了光学跟踪全局定位扫描测量系统。如图 4(a)所示，该系统在数据扫描装置之外增加光学跟踪装置，二者配合工作。在扫描测量过程中，光学跟踪装置时刻观测数据扫描装置，通过数据扫描装置上的标志点实时获取数据扫描装置的位置和姿态，从而实现三维扫描数据的实时拼接融合，如图 4(b)所示。由图 4中可以看到，光学跟踪装置由双目立体视觉系统组成，在数据扫描装置外围布设了标志点框架，这样在其移动测量的过程中，光学跟踪装置实时跟踪观测数据扫描装置周围的标志点，从而对数据扫描装置进行实时定位定姿，最终将数据扫描装置获取的数据整合到统一的坐标系下，实现数据的自动实时拼接和融合。该系统不需要在被测物体表面贴标志点，可以“即拿即测”，便捷性大大提高。图4 光学跟踪全局定位扫描测量系统2.2.2标志点反向定位标志点反向定位的原理如图 5所示。图 5(a)是传统的物体表面贴点扫描测量方式，该方式通过标志点的识别定位对扫描仪进行定位定姿 图 5(b)是标志点反向定位扫描测量方式，在这种方法下标志点不是贴在物体上，而是贴在周围固定不动的墙壁上或其他结构物上。同时在扫描仪上加装了第三台定位相机，只要定位相机能够观测到周围墙上或其他结构物上的标志点即可对扫描仪进行反向定位定姿，实现所有数据的坐标系统一和自动拼接。标志点反向定位与航空摄影测量中的后方交会是同样的原理[16-17]。图5 标志点反向定位2.3自动化和智能化现代工业的发展，对工业测量的自动化、智能化水平提出了更高的要求。本文在上述手持式三维扫描测量设备的基础上，集成机器人、控制系统等硬件以及路径自动规划等软件算法，实现了自动化、智能化的工业摄影测量系统，如图 6所示。图6 自动化、智能化工业摄影测量系统本文实现的自动化智能化工业摄影测量系统包括工业测量传感器(扫描头+跟踪器)、机器人、控制系统、路径自动规划软件、测量数据后处理软件、机械工装等部分。其工作流程如图 7所示，首先根据被测工件的CAD数据，路径自动规划软件对机器人行走路径进行规划设计[18]，这项工作对于同一批工件只做一次 在具体测量过程中，机器人自动按照规划设计的路径行走，一边行走一边进行扫描测量 扫描结束，数据传给测量数据后处理软件进行处理，包括自动和CAD设计数据进行比对，自动出检测报告等，如果需要还会做出是否为合格品等判断并输出结果 对所有的工件进行扫描测量、后处理等整个自动化测量过程，直到结束。图7 自动化、智能化工业摄影测量系统工作流程2.4市场应用上述技术和设备为工业测量提供了新的方法和成熟的解决方案，通过典型终端客户验证了新技术可以替代传统的测量方式，提高了工业领域决策者的信心。自动化、智能化三维测量装备面向大部分工业制造行业，不仅可以用于在线测量，而且可以实现柔性检测，促进了传统工业测量检测工艺的进步。目前本文研制成果已在汽车白车身、新能源汽车电池盒、发动机、铁路扣件、无砟轨道板、隧道管片等的在线自动化检测方面得到成功应用，通过进一步推广，可极大地提升汽车制造、轨道交通、航空航天等高端智能制造领域的自动化测量与检测水平，每年可为各类型企业创造可观的经济价值。高精度智能在线自动三维测量系统，有助于制造企业转型升级为高标准、高质量、柔性化、数字化的“智慧工厂”建设。3 工业摄影测量的主要应用方向工业摄影测量技术应用于工业设计、加工、检测等各个阶段[19]，应用场景非常广泛、处理对象也千差万别。本文结合技术发展方向和趋势对其最主要的几个应用方向进行归纳介绍，包括逆向工程、质量检测、辅助智能制造。3.1逆向工程逆向工程(reverse engineering，RE)也称为反求工程，是指在缺少设计图纸和文档的情况下对产品进行复制的一种技术[20]。逆向工程作为获取零件设计加工数据最快捷的方式，具有高效率、低费用的特点，能极大缩短工业产品的研发周期[21]。近年来，随着科技的进步，逆向工程技术发展迅速，已广泛应用于汽车、航空航天、医学、文物修复等领域。工业摄影测量技术的快速发展使其成为逆向工程中数据采集的重要手段，下面以燃气轮机为例，介绍工业摄影测量技术在逆向工程中的应用。燃气轮机是一种先进而复杂的成套动力机械装备，是典型的高新技术密集型产品，也被称为“制造业皇冠上的明珠”[22]，如图 8(a)、图 8(b)所示。作为高科技的载体，燃气轮机代表了多理论学科和多工程领域发展的综合水平，是21世纪的先导技术。燃气轮机主要由压气机、燃烧室、涡轮三部分组成，内部包括叶片等零部件，整体结构复杂，共计47个零件。燃气轮机对逆向精度要求极高，本次要逆向的燃气轮机长约4.5 m，要求单个零件逆向精度在0.1 mm以内，整体逆向精度在0.3 mm以内。逆向后还需进行虚拟装配，保证整体零部件符合设备工作原理。图8 燃气轮机逆向工程采用上一节介绍的工业级三维手持扫描仪对燃气轮机进行逆向。首先，利用工业级三维手持扫描仪获取了燃气轮机模型的三维表面数据，如图 8(c)所示。三维手持扫描仪在采集模型三维数据的同时进行了数据优化、去燥和精简等处理，因此提供的数据质量比较高，可以直接用于模型重建。模型重建在UG软件中完成[23]，利用UG的数字编辑模块和强大的曲面造型功能重建燃气轮机曲面。采用混合曲面造型方式，先对数据进行面轮廓线特征创建，在特征线的基础上，利用UG强大的Though Curve Mesh命令，将调整好的曲线编制成光顺曲面，得到了燃气轮机的重建曲面，并且由于Though Curve Mesh可以控制四周曲面边界的曲率，因而构成的曲面质量更光顺，贴合STL数据精度也更高。曲面重建结果如图 8(d)所示。在完成曲面重建后，对重建曲面的光顺性和精度进行了分析评估，如图 8(e)所示。最后，在重建的燃气轮机模型的光顺性和精度都满足要求的条件下进行了虚拟装配，最终验证了逆向成果的正确性和可靠性，如图 8(f)所示。在该逆向过程中，采用先进的工业摄影测量技术，很好地克服了燃气轮机零件繁多、模型复杂、相互遮挡严重等问题，使得三维测量的效率大大提高，比传统接触式测量的效率提升5倍以上。3.2质量检测产品的几何特征在质量检验中占有重要地位，90%的质量检验都与几何形状参数有关[24]。几何量检测是一项基础性强、应用面广的质量检测类别。在工业生产中，机械产品的质量与零件的加工精度和装配精度有关，而加工和装配的高精度需要通过高精度的工业测量技术得以保证。例如，一辆汽车有数千个零件，由数百家工厂生产，如果没有高精度的工业测量技术作保证，是难以装配成功的。工业摄影测量已经在汽车制造业、零部件质量控制和整机装配等环节的在线检测中得到广泛采用[25-26]。下面以新能源汽车电池盒检测为例进行详细介绍。近年来，新能源汽车受到越来越多消费者的青睐。作为动力电池的主要载体，电池盒是新能源汽车必备的安全结构件，对承载、固定和保护电池组起着关键作用。电池盒的尺寸一般从1.0 m至2.5 m不等，主体结构分为上盖和下壳体，由于装配的需求，其表面分布了几百个圆孔等特征。电池盒的质量检测要求测量所有圆孔圆槽的位置公差、小铸件平面的轮廓误差、部分平面的平面度等，测量精度要求在0.1 mm以内，另外测量检测效率要求能够跟上生产效率，一般是在5~7 min之内。目前测量电池盒外形尺寸及安装孔位主要依靠三坐标接触式测量，效率不理想，难以满足生产需求。由于产量巨大，因此通过自动化在线检测来替代人工操作是基本需求。针对以上要求，以文中介绍的技术成果为基础设计了一套专门针对电池盒的自动在线测量检测系统，如图 9所示。该系统包括扫描测量仪、跟踪器、机器人、滑轨、电控等部件，通过软件实现自动路径规划、自动数据采集、自动数据处理、自动出报告等功能。图9 电池盒自动化检测系统当电池盒进入待检区后，只需按下机柜启动键，机器人即携3D扫描仪按规划路径开始扫描测量，直至测完整个工件，然后自动与CAD设计数据比对并出具PDF格式的检测报告，如图 10所示。整个过程实现了无人化的测量与检测。图10 检测结果报告除了新能源汽车电池盒，相关技术还应用到汽车白车身、高铁轨道板等部件的检测(图 11)、铁路弹条扣件在生产线上的自动化尺寸检测(图 12)等，取得了良好的经济效益和社会效益。图11 汽车白车身与高铁轨道板检测图12 铁路弹条扣件在线自动化检测3.3辅助智能制造在智能制造中，有很多场景需要借助工业摄影测量技术，才能实现自动、智能、柔性制造。比如，对于一些铸件毛坯的自动打磨，需要测量铸件毛坯的表面模型，才能进行打磨机器人路径规划，实现自动打磨 对于焊接，需要提前测量焊缝实际空间位置，才能规划焊接路径 对喷漆和涂胶等应用，也需要对物体首先进行表面测量，才能规划机器人路径实现自动柔性工作等[27]。可以说，工业摄影测量技术在智能制造的过程中能够发挥重要作用。另外，打磨、抛光、喷涂、焊接等工作都是高危险高污染的行业，迫切需要专门设备自动化完成。下面以鞋模打磨为例详细介绍工业摄影测量技术辅助智能制造。在制鞋过程的早期，需要对鞋模进行打磨，适当提升表面粗糙度便于后期涂胶粘贴更加牢固。如图 13所示，是一个工业摄影测量技术辅助鞋模打磨的设备，该设备能够实现机器人自动三维扫描、机器人自动打磨。具体工作流程是，在初期工位首先利用工业摄影测量技术对鞋模进行表面扫描测量，然后根据获取的三维表面模型对打磨机器人的行走路径进行规划，当对应鞋模到达打磨工位，打磨机器人即可按照规划好的路径进行打磨处理，实现鞋模的自动打磨。图13 辅助鞋模自动打磨在智能制造领域，笔者研发的工业摄影测量技术已经应用于自动焊接、自动喷漆等领域，使得制造过程更加自动化、智能化，实现了全无人化操作。可以预见，随着智能制造向纵深发展，工业摄影测量技术在此过程中将会发挥更大的作用。4结束语传统工业领域普遍使用的测量设备是三坐标测量机、关节臂测量机、激光跟踪仪等，它们主要采用的是接触式测量方法，尽管近年来也研发了小范围的单激光线扫描测头(非接触式)，但依然难以摆脱测量效率低、极度依赖人工操作的特点。标志点摄影测量系统和结构光测量系统是前些年迅速崛起的测量方式，前者解决了大范围的高精度测量问题，后者解决了小范围的高精度测量问题，但仍然存在效率低、灵活性差等不足。代表当前最新技术发展的手持扫描测量系统、跟踪式扫描测量系统、反向定位扫描测量系统以及机器人自动化扫描测量系统，除了具有高精度测量的特点外，还极大地提高了测量效率，主要表现在实时性、便捷性、自动化和智能化等方面。工业摄影测量应用场景非常广泛，本文展示的几个应用案例只是其中的典型代表。但是，可以从中看到，工业摄影测量技术具有自身鲜明的优点，与工业测量领域相关的电子信息、传感器、机器人等技术相结合，取得了长足的发展，在工业测量领域发挥着越来越重要的作用。可以预计，随着智能制造2025等国家重大战略需求和智能化、自动化技术发展的推动，工业摄影测量将以更快的速度发展，并将在工业产业发展和智能制造领域发挥更大的作用。参考文献[1]冯文灏. 工业测量[M]. 武汉: 武汉大学出版社, 2004.FENG Wenhao. 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高附加值产品中元器件的表面形貌，包括几何形状和微观纹理，对于其公差、装配和功能至关重要。表面形貌对制造工艺的变化非常敏感，由不同工艺形成的表面复杂且多样。表面形貌会影响零件的摩擦学特性、磨损和使用寿命，例如航发叶片的表面会影响飞机的空气动力学性能和燃料使用效率。扫描白光干涉术（SWLI），也称为相干扫描干涉术（CSI），是用于测量材料表面形貌最精确的技术之一。作为一种光学测量手段，扫描白光干涉术先天具有高精度、快速、高数据密度和非接触式测量等优势，被广泛应用于精密光学、半导体、汽车及航天等先进制造与研究领域。扫描白光干涉仪光路结构与成像原理示意图扫描白光干涉术经过30多年发展，在制造和科研领域得到验证，成为表面形貌高精度测量技术的标杆，尤其在半导体、精密光学和消费电子等产业的推动下，其测量功能和性能得到了持续提升。以扫描白光干涉术为代表的光学测量技术，充分利用了光的波动属性以及干涉和全息成像的优势，以光的波长作为“尺子”，在先进的光学、电子和机械元器件的支撑下，将在先进制造与智能制造中充当越来越重要的角色。第二届精密测量技术与先进制造网络会议期间，两位专家将现场分享扫描白光干涉技术及其在半导体行业的典型应用。部分报告预告如下，点击报名  》》》中国科学院上海光学精密机械研究所研究员 苏榕《扫描白光干涉表面形貌测量技术：原理及应用》（点击报名）苏榕博士，研究员，博士生导师，中国科学院及上海市海外高层次人才引进。长期致力于超精密光学干涉成像与散射测量仪器与技术研究，聚焦基础理论、核心算法、校准技术、工业应用及相关国际标准制定。主持多项国家和省部级重点研发项目；发表论文40余篇，书籍章节2章，部分技术被国际顶尖仪器制造商采用。担任期刊《Light: Advanced Manufacturing》和《Nanomanufacturing and Metrology》编委及《激光与光电子学进展》青年编委，SPIE-Photonics Europe、EOSAM和ASPE技术委员会委员，全国产品几何技术规范标准化技术委员会委员，中国计量测试学会计量仪器专业委员会委员，中国仪器仪表学会显微分会委员。【报告摘要】扫描白光干涉术是目前最精确的表面形貌测量技术之一，被广泛应用于各种工业与科研领域。从发明至今的三十余年间，在精密光学、半导体、汽车及航天等先进制造领域的需求牵引下，该技术不断取得新的进展与突破。本报告将介绍白光干涉技术的原理与应用，以及近年来的技术创新。布鲁克（北京）科技有限公司应用经理 黄鹤《先进封装工艺中三维几何尺寸监控的挑战与布鲁克白光干涉技术的计量解决方案》（点击报名）黄鹤博士现任布鲁克公司纳米表面仪器部中国区应用经理。服务于工艺设备和测量仪器行业超过15年，尤其在半导体、数据存储和材料表面工程研究领域拥有丰富经验，是一名材料学博士。黄鹤博士先后在香港理工大学任助研；在应用材料公司任高级应用工程师，负责化学机械抛光工艺和缺陷检测应用；在维易科公司任应用科学家，负责白光干涉三维形貌技术推广与导入。【报告摘要】在半导体行业路线图对不断缩小晶体管几何尺寸的快速追求的推动下，PCB/HDI尤其载板制造商正在通过更薄的高密度互连，将多芯片模块（包含芯粒）借由基板上开发更小、更密集的功能。在大批量生产过程中，对于更细线宽的铜线（Line）、更小开口的孔洞（Via）和深沟槽（Trench）及层间对位偏差（Overlay）等三维几何尺寸的测量面临多种新的挑战。而具备计量功能的 ContourSP 大型面板高效测量系统专门设计用于在制造过程中测量载板面板的每一层，确保在生产过程中最短的工艺开发时间、最高的产量、最长的正常运行时间和最稳定的测量结果。此外，本报告也会简略介绍白光干涉技术在晶圆封装时再布线工艺（RDL）监控中的典型应用。更多详细日程如下：第二届精密测量与先进制造主题网络研讨会报告时间报告题目报告嘉宾单位职称12月14日上午09:00-09:30纳米级微区形态性能参数激光差动共焦多谱联用测量技术及仪器赵维谦北京理工大学 光电学院院长09:30-10:00扫描白光干涉表面形貌测量技术：原理及应用苏榕中国科学院上海光学精密机械研究所研究员10:00-10:30先进封装工艺中三维几何尺寸监控的挑战与布鲁克白光干涉技术的计量解决方案黄鹤布鲁克（北京）科技有限公司应用经理10:30-11:00激光干涉精密测量技术、仪器及应用谈宜东清华大学 精密仪器系系副主任/副教授11:00-11:30关节类坐标测量技术于连栋中国石油大学（华东）教授12月14日下午14:00-14:30基于相位辅助的复杂属性表面全场三维测量技术张宗华河北工业大学教授14:30-15:00短脉冲光频梳激光测距技术杨睿韬哈尔滨工业大学副研究员15:00-15:30机器人精密减速器及关节测试技术程慧明北京工业大学 博士研究生15:30-16:00纳米尺度精密计量技术与国家量值体系施玉书中国计量科学研究院纳米计量研究室主任/副研究员16:00-16:30尺寸测量，从检验走向控制与孪生李明上海大学教授为促进精密测量技术发展和应用，助力制造业高质量发展，仪器信息网联合哈尔滨工业大学精密仪器工程研究院，将于2023年12月14日举办第二届精密测量技术与先进制造网络会议，邀请业内资深专家及仪器企业技术专家分享主题报告，就制造中的精密测量技术等进行深入的交流探讨。报名页面：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/precisionmes2023/

安捷伦科技推出的全新自动化蛋白样品前处理解决方案可提高复杂工作流程的精密度和通量 2014 年 6 月 17 日，北京 — 安捷伦科技公司（纽约证交所：A) 今日宣布推出两种自动化蛋白样品前处理解决方案：AssayMAP 磷酸化肽富集解决方案和 Affinity 纯化工作流程解决方案。它们是安捷伦整套产品系列的一部分，可帮助客户优化最具挑战性的蛋白样品前处理工作流程。 传统的样品前处理方法在手动操作时间和重现性方面往往表现出难以维持和不稳定等不足。相反，AssayMAP 磷酸化肽富集解决方案为质谱分析提供高重现性且自动化的磷酸化肽富集。利用 Affinity 纯化工作流程可直接纯化目标抗体或通过固定化抗体进行纯化，以捕获其抗原。 安捷伦生命科学解决方案分部的副总裁兼总经理 Yvonne Linney 说道：“安捷伦正在全面改善基于液质联用系统的蛋白质分析，包括样品前处理、分离和分析型质谱。我们将仪器研发工作与 AssayMAP 样品前处理解决方案相结合，提供从样品到分析的更完善的端到端工作流程解决方案。AssayMAP 是一种平台技术，能够帮助分析科学家最大程度提高工作效率，以此取得更大的成功。” AssayMAP 平台采用当代先进的方法来克服样品前处理所面临的挑战。此款简便易用的解决方案包含由软件进行直观操作的经过验证的自动化方案（AssayMAP Bravo 液体处理仪器），以及一套经优化适用于蛋白分析工作流程的 AssayMAP 小柱。可结合各项应用执行功能强大的一体化工作流程。AssayMAP 帮助客户充分利用这种分析方法的优势对多肽进行可靠的鉴定，从而使完成大型质谱分析项目成为可能。 要了解更多信息，请访问 Agilent AssayMAP 多肽样品前处理网站。 关于安捷伦科技公司 安捷伦科技公司（纽约证交所：A) 是全球领先的测试测量公司，同时也是化学分析、生命科学、诊断、电子和通信领域的技术领导者。公司拥有 20600 名员工，遍及全球 100 多个国家，为客户提供卓越服务。在 2013 财年，安捷伦的净收入达到 68 亿美元。要了解安捷伦科技的信息，请访问：www.agilent.com.cn。 2013 年 9 月 19 日，安捷伦宣布将通过对旗下电子测量公司进行免税剥离，分拆为两家上市公司的计划。分拆后的电子测量公司命名为是德科技 (Keysight Technologies, Inc.)，此次分拆预计将于 2014 年 11 月初完成。 编者注：更多有关安捷伦科技公司的技术、企业社会责任和行政新闻，请访问安捷伦新闻网站：www.agilent.com.cn/go/news。

——现可使用法向力测量法量化流体的拉伸性能　　德国卡尔斯鲁厄市(2009年3月10日)— 服务科学，世界领先的赛默飞世尔科技近日宣布已扩充其Thermo Scientific HAAKE CaBER拉伸流变仪的测量选件。作为流变学领域的先锋，该公司提供的唯一一款用于商业用途的拉伸流变仪，可使用法向力测量法将流体的拉伸性能加以量化。这些选件是与卡尔斯鲁厄理工学院Manfred Wilhelm博士(教授)及其研究团队合作开发的。Rüdiger Brummer(拜尔斯道夫集团旗下公司，位于汉堡)为该项目提供了应用工程方面的支持。　　拉伸流变仪操作简便，使用软件控制，其测量原理是将样品置于上下两块平板之间，高速上移上平板从而产生流体细丝。激光测微仪可用于测定细丝直径随时间变化而产生的收缩情况。物理效应(包括表面张力、弹性、粘度及传质等)决定了拉伸流，并可通过模型拟合分析加以量化。使用这种方法，可为流体充填性能、粘合剂固化、喷涂性能或打印油墨与墙体涂料的雾化等工艺流程开启重要的发展方向。该测量原理对可拉伸出圆柱形细丝的弹性样品十分适用，例如，化妆品乳液、染发剂、打印机油墨、食品或某些粘合剂等。　　如今，拓展后的测量原理还可测量产生非圆柱体细丝的样品，并且基于一套灵敏度高、反应快的亚毫牛级的法向力测量法，集成在设备下部的测量模块中，并结合了现代数据记录技术。在上平板已开始上移的同时，测量作用在下平板上的法向力。通过这种方法，可获得有关流体细丝形成和拉伸性能的信息，而这些信息是使用经典HAAKE CaBER设备无法获得的。　　“出于保护客户投资的考虑，我们正在销售的新仪器都附带了这项新测量选件” ，赛默飞世尔科技材料物性表征部副总裁兼总经理马库斯施莱尔(Markus Schreyer)表示，“同时我们确信，已有的HAAKE CaBER测试台也能通过扩展，添加这项测量原理。”　　凭借全面的Thermo Scientific物料表征解决方案，赛默飞世尔科技公司成功为各行各业提供支持。其产品可分析并测量塑料、食品、化妆品、药品以及油墨、涂料以及石化产品的粘度、弹性、加工性能及受温度影响的力学变化等特性。欲获取更多信息，请访问：www.thermo.com/mc。　　Thermo Scientific是服务科学，全球领先的赛默飞世尔公司旗下的子公司。Thermo Scientific 拉伸流变仪HAAKE CaBER关于赛默飞世尔科技 赛默飞世尔科技有限公司（Thermo Fisher Scientific Inc.）（纽约证交所代码：TMO）是全球科学服务领域的领导者，致力于帮助客户使世界变得更健康、更清洁、更安全。公司年度营收达到105亿美元，拥有员工34,000多人，为350,000多家客户提供服务。这些客户包括：医药和生物技术公司、医院和临床诊断实验室、大学、研究院和政府机构以及环境与工业过程控制装备制造商等。该公司借助于 Thermo Scientific 和 Fisher Scientific 这两个主要品牌，帮助客户解决从常规测试到复杂的研发项目中所面临的各种分析方面的挑战。Thermo Scientific 能够为客户提供一整套包括高端分析仪器、实验室装备、软件、服务、耗材和试剂在内的实验室工作流程综合解决方案。Fisher Scientific 则提供了一系列用于卫生保健，科学研究，以及安全和教育领域的实验室装备、化学药品以及其他用品和服务。赛默飞世尔科技将努力为客户提供最为便捷的采购方案，为科研的飞速发展不断地改进工艺技术，并提升客户价值，帮助股东提高收益，为员工创造良好的发展空间。欲了解更多信息，请登陆：www.thermofisher.com（英文），www.thermo.com.cn（中文）。

我国几何量精密测量领域自主创新成果——关节式坐标测量机关键技术研究于连栋，赵会宁，贾华坤[序言] 2004年我的导师费业泰教授开始与合肥工业大学校友Richard He合作开发便携关节式坐标测量机，是国内较早开展关节式坐标测量机研究的团队之一，当时费老师带领胡鹏浩和胡毅等几位老师及若干研究生从零开始攻关，研制了首台关节式坐标测量机原型样机。2006年6月本人加入这项研究工作，主要负责测量机误差建模和测量机参数标定和辨识方面的工作。初期仪器的研发工作还曾与中国船舶工业第6354研究所合作过一段时间。经过多年的持续研发，我们在关节式坐标测量机的创新精度支撑理论和仪器研发工程技术方面均积累了丰富的成果，本人先后主持4项与关节式坐标测量机相关的国家自然科学基金面上项目，2013年成功获批“便携关节式坐标测量机开发与应用”国家重大科学仪器设备开发专项（简称仪器专项），项目分别于2018年和2020年通过技术验收和综合验收。天津大学叶声华院士曾经说过“关节臂仪器项目的顺利实施得益于费老师和合肥工业大学在仪器精度理论领域积累的丰硕成果”。该项目历时近20年经过两代人的持续投入和潜心研发，完全掌握了关节式坐标测量机的核心关键技术和应用开发技术，实现了具有自主知识产权的关节式坐标测量机零的突破，该技术成果获中国仪器仪表学会科学技术奖一等奖。仪器专项在实施过程中得到合肥合锻智能制造股份有限公司、清华大学、重庆理工大学、北京信息科技大学等单位的大力支持，项目在申报过程中得到合肥工业大学夏豪杰教授的大力支持，项目实施过程中赵会宁、贾华坤等博士研究生及若干硕士研究生均做出了重要贡献，在此一并表示感谢！一、研究背景关节式坐标测量机是一种广泛应用于汽车制造、飞机装配、模具制造等领域的高精密几何量测量仪器。与传统正交式坐标测量机相比，关节类坐标测量机通常由6或者7个旋转关节串联而成，具有灵活性高、便携性好、测量范围大和适于在位测量等优点。其测角系统由安装在各旋转关节上的高精度角度编码器实现 关节类坐标测量机采用光学扫描测头可实现被测件复杂曲面的非接触快速测量 为得到精确的测量模型，还需研究多种建模和参数辨识方法以及由不同国际组织制定的关节类坐标测量机的性能评价标准。针对上述关键技术，本文介绍了关节类坐标测量机的研究现状和技术进展，并对其未来发展趋势进行了展望。二、核心关键技术2.1基于广义误差模型的运动学建模技术传统D-H建模方法在某些情况下存在病态问题，极大地影响关节式坐标测量机的测量精度。为克服上述问题，提出了一种能够同时包含几何误差和非几何误差的运动学建模方法—广义误差模型建模理论，进一步提高了关节式坐标测量机的模型精度，如图1所示。图1 关节式坐标测量机广义误差模型2.2圆光栅传感器测角误差修正技术将阿贝原则拓展到角度测量领域，定义了测角阿贝误差的概念，提出了测角阿贝误差的修正方法，在修正测角阿贝误差的基础上进一步对测角误差进行修正，圆光栅传感器的测角精度得以显著提高，如图2所示。为探究圆光栅传感器各主要的误差作用方式和各项误差成分比重，开展了基于误差源分析的测角误差修正技术研究，推导并验证了包括旋转主轴径向误差运动和光栅盘安装偏心的测角误差模型，并为精密轴系的设计和装调提供了理论指导作用；为进一步修正温度产生的测角误差，提出了基于傅里叶级数展开-遗传算法优化BP神经网络的方法，显著提高了圆光栅传感器的测角误差。图2 测角阿贝误差测量装置 图3 测角误差修正效果2.3自制3D体约束标定体结合现行ASME B89.4.22-2004、VDI/VDE 2617-9和ISO 10360-12-2016标准，提出一种全新的全测量空间3D体约束的标定系统并首次建立了全空间综合误差标定模型，如图4所示。基于全测量空间3D体约束标定体，利用最佳采样策略，获取全空间标定数据集，建立了基于虚拟距离和单点双重约束的关节式坐标测量机全空间综合误差标定模型（结构参数误差和非结构参数误差），大幅消除了非参数系统误差、拟合误差，并根除了传统标准件位姿变化引起的变形误差，有效提升了标定精度和效率。该技术在机器人、极坐标测量仪器等误差修正方面具有普遍应用价值。图4 全测量空间3D体约束标定系统2.4结构设计与轴系精密装配自主设计了6-DOF关节式坐标测量机的结构，其核心关键机械结构是精密旋转轴系。根据仪器测量精度的设计指标，选择高精密级轴承并依据轴孔配合原则合理设置公差带。制定零件加工质量检测规程，对旋转主轴等零件的关键部位尺寸使用正交式坐标测量机进行检验。利用热胀冷缩效应装配精密轴系，通过改变轴承预紧力实现对旋转主轴转动状态的调整，制定旋转主轴转动状态检测规程，利用自准直仪等仪器设备对旋转主轴的误差运动进行检测，评估精密轴系是否达到最佳工作状态，如图5所示。图5 精密轴系装配图2.5力平衡系统研发由于关节式坐标测量机是一款手持式精密测量设备，需要在靠近基座的第二个关节处安装力平衡系统以平衡仪器自身的重力，提高工人在长期操作仪器时的舒适性，降低操作疲劳，保障测量结果的准确性和可靠性。经公式推导、仿真分析、定量实验和仪器整机平衡性能验证，研发了可靠的关节式坐标测量机力平衡系统，如图6所示。图6 力平衡系统研发过程图2.7仪器测量软件开发测量软件是仪器的重要组成部分，项目组以Qt软件为开发平台，结合OpenCasCade开发了适用于关节式坐标测量机的测量软件，完成直径、圆度、圆柱度、平面度等几何尺寸、形位公差的算法开发，并用标准测试数据与成熟商用软件进行比对，验证算法准确性。软件具备测量过程实时显示、数据存储、测试结果导出等功能，并方便进行功能扩展，如图7所示。图7 关节式坐标测量机测量软件经上述关键技术积累，成功研制了测量范围为1.2m-3.6m共5种关节式坐标测量机，如图8所示。其单点测量重复性介于±0.018-0.036mm，长度测量重复性±0.049-0.119mm。图8 不同型号关节式坐标测量机三、应用技术开发3.1汽车行业的应用针对汽车行业模具标定、焊接夹具定位和人机工程测试三个典型应用场景，在奇瑞汽车股份有限公司开展了相关测试验证，如图9所示。（1）模具标定测量提出利用关节式坐标测量机对汽车冲压模具进行现场测量。通过在测量现场测量被测模具的多个关键点，把测量机的测量坐标系统一到模具自身设计的坐标系内，然后通过关节式坐标测量机测量得到各被测点坐标值，与其理论设计值比较，给出测量结果评价，也可以通过关节式坐标测量机的测量软件拟合测量得到模具模型，与其设计理论模型比较，得到模具的形变，根据其形变情况标定模具。（2）焊接夹具定位测量 在使用关节式坐标测量机对焊接夹具进行定位检测时，通过对夹具体检测基准的测量，采用与理论数模相拟合的方式建立坐标系，分别测量夹具体的各个定位销及定位面与三维数模的偏差，以判定该夹具是否符合要求。（3）人机工程测试 为保证汽车乘坐人员的乘坐舒适性，需要保证汽车座椅空间3D位置的精密安装。在车身边架设关节式坐标测量机，将其测头伸进车厢内，完成对隐藏在车厢内座椅关键点的位置测量，并通过测量车身各关键点，来判断座椅的安装是否符合人机工程的要求。关节式坐标测量机在汽车制造中的应用，解决了汽车零部件几何尺寸测量和定位安装现场检测的难题，提高了生产效率，保障了生产质量。图9 关节式坐标测量机在汽车行业的应用3.2飞机制造中复杂零件、工装的现场检测在民用飞机制造企业利用关节式坐标测量机对飞机舱门及装配工装进行检测，并对点云数据进行处理。该类测量可以保障装配人员通过可视化的方法提高装配质量，根据提供的详细尺寸参数，实现对飞机关键部件生产质量的全面控制，提升飞机关键部件的产品质量，促进了我国飞机制造业的自主高质量发展。如图10所示。图10 关节式坐标测量机在飞机制造业的应用3.3 EAST核聚变大科学装置关键部件定位测量和形变检测全超导托卡马克核聚变 实验装置（EAST）内部含有种类繁多的关键零部件，每次放电后需要对其装配定位精度和形变进行精密测量。传统方法采用靠板、标尺等手段仅能进行定性测量。为解决核聚变装置内部关键部件装配定位测量难题，我们提出激光跟踪仪与关节式坐标测量机进行组合测量的模式，充分发挥激光跟踪仪超大尺寸全局测量和关节式坐标测量机灵活、便携、无测量障碍点的局部测量优势。通过升级EAST大厅外部基准、构建内部基准，统一内外基准网，在EAST核聚变装置维护改造期间通过搭建测量系统，顺利完成关键部件装配定位测量和形变检测，为核聚变实验的顺利进行提供了必要保障，如图11所示。图11 关节式坐标测量机在国家大科学装置的应用四、总结风雨18年仪器研发路，在两代仪器人的共同努力下，积累了基于“新原理、新装置、新工艺”的整套仪器研发经验，实现了自主知识产权的关节式坐标测量机从无到有，从原理样机到小批量生产的突破，打破了国外产品在国内市场的垄断，为相关仪器的国产化替代奠定了基础。【作者】于连栋，博士，教授，2003.9-2020.5年就职于合肥工业大学，2020年6月以来就职于中国石油大学（华东），长期从事3D宏观尺度坐标测试技术、微纳传感技术、超快光学精密测试技术研究，2017年入选国家百千万人才工程、国家级有突出贡献中青年专家、享受国务院政府津贴。点击图片直达报名页

科学家门捷列夫说：“科学是从测量开始的。”“现代热力学之父”开尔文有一条著名结论：“只有测量出来，才能制造出来。”人类科学研究的革命，工业制造的迭代升级，都离不开测量技术的精进。在当代科技和工业领域，高水平的精密测量技术和精密仪器制造能力，是一个国家科学研究和整体工业领先程度的重要指标，更是发展高端制造业的必备条件。随着精密测量技术不断进步，其在科学研究、工程科技、现代工业、现代农业、医疗卫生和环境保护等领域发挥着越来越重要的作用。精密测量是工业生产的倍增器精密测量是一个大的泛指的范畴。凡是准确度很高的各类测量，都可称之为精密测量。在精密和超精密工程领域，精密测量有具体的数量级，是指测量准确度在1微米至0.1微米量级的测量，超精密测量是指测量准确度优于100纳米，如10纳米、1纳米，甚至皮米（千分之一纳米）量级的测量。精密测量兴起于工业大生产。规模化大生产是现代工业的重要特征，产业分工与专业化配套越来越细化，地域分布越来越广，产业链遍布全世界。也就是说，一个产品由成百上千甚至成千上万个零部件组成，这些零部件不可能由一个厂家生产，需要联合遍布各地的多个优势厂家。比如一部智能手机有1600多个零件和元器件，由分布在世界上10多个国家和地区的150多家工厂提供。这样做，能大批量标准化生产，生产效率高、质量高、成本低，优势明显。但技术层面存在一个难题——面对如此多零件、元器件，其中任何一个的尺寸精度或其他技术指标不合格，就无法集成到一起。为解决这类问题，国际标准化组织（ISO）和国际计量局（BIPM）制定了一系列标准与规范。依据这些标准与规范，国际计量局将公认的标准量值传递给每一台测量仪器，以保证这个标准量值在全世界范围内一致。之后，生产厂商使用测量仪器，对产品的每一个零件和元器件的所有技术参数进行精密测量。这样才能保证所有的测量仪器都是精确的，测量数据都是精准的，进而成千上万的零件或元器件具有互换性。通俗地说，就是不同厂商的产品都是合格的、好用的。由此而来，精密测量已成为促进科技发展的新兴学科。精密仪器助力科学新发现怎样进行精密测量？这就需要实施精密测量的工具——精密仪器。精密仪器包括各类高端测量仪器、分析仪器、成像仪器、诊疗仪器和各类实验仪器等。在帮助工业生产“把关”的同时，精密仪器也是科学研究的有力工具。纵观各国科技发展历史，不难发现，科技强国一定是基础研究强国，基础研究强国一定是测量与仪器强国。大多数现代科学发现和基础研究突破，都是借助先进的精密测量方法和尖端测量仪器实现的。引力波探测就是一个典型例子。引力波探测是直接验证爱因斯坦广义相对论、探索宇宙起源和演变的实验，具有重大科学价值。但引力波信号极其微弱，探测难度极大，采用超高分辨率的远距离激光干涉测量方法探测，是目前最有优势的技术途径。也就是说，激光干涉测量仪的测量准确度，将直接决定探测引力波的极限能力。如果激光干涉测量仪建立在地球上，其互为垂直的两路激光测量臂长至少要达到4000米。只有满足这一条件，引力波引起的激光测量臂长极其微小的变化（不超过质子直径的万分之一）才能被测量到。如果按比例放大，这一超高分辨率测量相当于在绕地球1000亿圈的长度上，检测出不超过一根头发丝直径的长度变化。经各国科学家共同努力，2016年人类首次直接测量到高频段引力波，3位相关科学家因此项成果获得诺贝尔物理学奖。就科学研究而言，这样的探测还远远不够。为测量到低频段引力波，必须将激光干涉测量仪建立在太空环境中。这样，其互为垂直的两路激光测量臂长才能够达到数十万千米到数百万千米，激光干涉测量仪的测量准确度才有望达到1皮米。引力波的例子很好地证明了，测量技术有多精密，科学探索就能走多远。只有测量出来，才能制造出来对国家而言，精密测量与装备制造业水平紧密相关。装备制造业向中高端跨越的关键是提升制造质量，而提升制造质量的关键则是提高精密测量能力。只有通过精密测量，才能知道产品哪里不合格；只有通过大量精密测量数据的积累，才能找到产品不合格的根源与规律；只有基于精密测量数据建立起成体系的误差补偿模型，才能有效实现制造精度和产品性能的精确调控，产品质量才能在不断的精确调控中逐渐提升。超精密光刻机的研制，很好地证明了这个结论。超精密光刻机被称为“超精密尖端装备的珠穆朗玛峰”，挑战着人类超精密制造的精度和性能极限。超精密光刻机是在超精密量级上把最先进的光机电控等几十个分系统、几万个零部件集成在一起，使其高性能协同工作。它是人类装备制造史上复杂程度最高、技术难度最大、综合精度性能最强的尖端装备之一。它在高速和高加速度下，达到纳米级的同步精度、单机套刻精度和匹配套刻精度等，这与传统的精度提升环境完全不同。超精密光刻机的制造精度已接近现有制造能力的极限，其精度提升一点点，通常都要付出几倍十几倍的努力。比如，用于28纳米节点制程的DUV光刻机拥有7万多个光机零件，涉及上游5000多家供应商。这些零部件对精度和稳定性的要求极高，只有发挥供应链上所有顶尖制造商的技术优势，才能全部达到标准，超精密光刻机才能研发成功。任何一个重要零件的不合格，都会导致超精密光刻机研制失败。以其中一个构件——激光反射镜的制造精度为例。它由微晶玻璃制成，有108项尺寸公差和62项形状、位置、方向公差，还有内部应力等技术要求。要完成这样一个复杂构件的超精密测量，需要20多种专用超精密测量仪器。而光刻机有7万多个光机零件，其中80%以上的零件属于精密和超精密级，需要700多种专用精密和超精密测量仪器。如果没有成体系的专用超精密测量技术与仪器来管控制造精度，就不可能制造出合格的零件，也就不可能装配调试出合格的部件与分系统，更不可能制造出合格的光刻机整机。精密测量技术还推动了各国建立国家测量体系。它能够有效管控工业测量体系，保障整个制造链的质量，赋能高科技产业高质量发展。对大众而言，直观感受就是所购买的工业产品质量变好了、更好用了。目前工业发达国家的产品都经历了从低质量向高质量的曲折发展历程。正是因为建立起了完整的精密测量体系，培育起了一批顶尖超精密仪器企业，才能对高端装备制造形成强有力支撑，才能打造出诸多国际驰名品牌。我国正在向世界科技强国、制造强国和质量强国迈进，构建新一代国家测量体系成为关键一环。今年1月，国务院印发《计量发展规划（2021—2035年）》，明确提出加快构建国家现代先进测量体系，推进计量标准建设。我国精密测量领域科研工作者将继续勇担重任，以与时俱进的精神、革故鼎新的勇气、坚忍不拔的定力，为中国制造备好“尺子”，为科技强国建设不懈奋斗。作者：中国工程院院士、哈尔滨工业大学教授谭久彬

引 言随着检测技术的不断发展，特别是质谱仪的普及，对于复杂样品中微量成分的检测，已经变得更加容易。但为了实现准确定量，仍需将微量或者痕量的目标成分与复杂基质进行分离，以减少干扰。这样，原本简单快速的分析过程，却因为繁琐的前处理操作而变得低效，费时。更重要的是，前处理步骤越多，人为因素干扰就越多，分析结果重现性和准确度将无法保证。因此，为节省人力，并得到更加准确的分析结果，对自动化前处理装置的需求越来越多，各大仪器厂商也纷纷推出了此类产品，但由于价格昂贵，短时间内仍无法得到普及。 岛津中国创新中心一直致力于开发和引进全新的分析检测技术，帮助用户解决实际工作中的难题。此次，将为大家介绍复杂样品自动化分析中的在线前处理系列技术。在现有分析设备基础上，通过追加高压切换阀，应用超临界流体色谱技术，配备特殊填料柱，搭建多维柱切换系统，来实现含有复杂基质的生物样品以及食品药品的在线前处理，并实现准确快速的自动化分析。 今天，我们首先为大家介绍通过使用二维柱切换系统和稳定同位素内标实现全血中免疫抑制剂的快速监测技术。免疫抑制剂是对机体的免疫反应具有抑制作用的一类药物，主要用于器官移植抗排斥反应和自身免疫疾病的治疗。在临床上，免疫抑制剂的浓度必须维持在一个有效和安全的范围内，才能起到对治疗的促进作用。常用的免疫抑制剂如环孢素A（Cyclosporin A）、依维莫司（Everolimus）、西罗莫司（Sirolimus）和他克莫司（Tacrolimus）等，由于其治疗窗窄（治疗浓度与中毒浓度接近），并且其代谢过程容易受个体差异，环境等因素影响，因此对该类免疫抑制剂药物浓度进行监测，对于患者的治疗具有非常重要的指导意义。 图1. 四种常用免疫抑制剂结构式（依维莫司Everolimus、他克莫司Tacrolimus、环孢素A Cyclosporin A、西罗莫司Sirolimus） 目前，用于生物样品中免疫抑制剂的定量方法主要有免疫分析法、高效液相色谱法（HPLC）和LC-MS/MS法等，现有方法存在专属性差或者前处理复杂等缺点。为简化样品前处理过程，提高分析效率，并提高检测结果准确性，岛津公司开发了一套二维色谱质谱联用系统，并配合稳定同位素内标技术，实现了全血样品中的免疫抑制剂的快速监测。如下图所示，首先在第一维流路中，使用特殊的SPE小柱对全血样品中的免疫抑制剂进行在线捕集，并除去样品溶液当中的蛋白和盐。进一步，在第二维流路当中，分析流动相将免疫抑制剂从捕集小柱上洗脱至分析柱上进行分离，并通过岛津公司性能稳定的临床质谱LCMS- 8050CL进行检测定量。图2. 全血中免疫抑制剂在线捕集系统 如下图所示，该系统通过使用在线捕集系统和同位素内标技术，可以在1.4min以内完成全血当中四种免疫抑制剂的准确定量。该技术极大地简化了全血样品的前处理过程，提高了工作效率和分析的自动化程度，减少了人为误差，确保得到更加准确的结果。 图3. 全血中四种免疫抑制剂质谱色谱图（红线：同位素内标；黑线：未标记物）图4.四种免疫抑制剂和同位素内标的离子对信息

研究背景各种类型的涂层，包括粘合剂和油墨，在包装优化过程中起着关键的作用。对于所有形式的涂层来说，了解并匹配基材的表面特性和涂层的特性是至关重要的，即润湿性、液滴铺展、染料吸收、短期/长期的粘附力及印刷质量等。对于表面特性和涂层在涂料树脂领域的新发展，BASF要求ORONTEC的自动化和数字化专家在Ludwigshafen总部建立了数字化材料分析实验室，这是世界上最现代化的涂料实验室之一。在此项Lab 4.0综合项目中普遍地采用了KRÜ SS的MSA进行接触角测量。案例介绍ORONTEC的模块化表面扫描设备根据涂料行业的规范和标准整合了不同的测量设备。当个别要求超出这个范围时，就像巴斯夫的情况一样，于是ORONTEC与客户一起开发了自动化的概念。在BASF SE，ORONTEC首次根据要求将接触角的测量整合到表面扫描系统中。该系统可测量的参数包括：色值、光泽、雾度、DOI、干膜厚度，以及基于接触角的润湿性。接触角这个测量变量与涂层表面的防水、防污和防腐蚀性能息息相关，对最终产品的使用寿命和可持续性起着重要的参考作用。KRÜ SS便携式表面分析仪 - MSA用于接触角测量，已经在BASF SE的传统实验室中被广泛使用。除了出色的便携性和可靠的自动化分析外，极快的测量和结果输出也是这台仪器最终脱颖而出的重要原因。整合的过程极为简单，ORONTEC将ADVANCE软件通过接口（API）整合到复杂的自动化和数据处理程序中。对于KRÜ SS来说，这并不是第一次将其测量设备整合到自动化系统中--而这种通过水接触角和二碘甲烷测接触角，以确定表面自由能（SFE）的方式，还提供了极性和非极性物质的表面润湿性概况。用户相信只有通过 "一键式 "测量SFE表面自由能的方法，才能实现这套测量程序的数字化的整合。涂料行业有一种乐观的精神--对于ORONTEC来说，通过数字化实现发展、协同、整合的时代才刚刚开始。在BASF SE实施的项目充分地展示了通过自动化和智能化的系统，涂料的研发可以变得如此高效。一键式表面自由能测量仪 - MSA

杭州谱育科技发展有限公司（简称“谱育科技”）一直以来都积极推动以技术创新实现分析检测及监测的现场化、自动化、智能化，致力于成为全球领先的科学仪器制造商，在先进工业、生态环境、医疗诊断、生命科学、食品药品、应急安全等领域为用户提供解决方案，推动我国科学仪器发展。近日，谱育科技创新研制的全自动超级微波消解系统荣获2022年度“朱良漪创新成果奖”，这是继上一年获此奖项的又一次获奖，是科学仪器行业对谱育科技创新能力的再一次肯定。为了了解谱育科技与微波消解的“不解之缘”，窥探其保持创新活力并获得成功的“秘诀”，仪器信息网特别邀请谱育科技为我们分享这“背后的故事”。仪器信息网：继去年荣获“朱良漪创新成果奖”后，谱育科技在2022年再次获得此奖，请您谈一谈获奖感受，并简单的介绍下此次获奖的成果。谱育科技：非常感谢朱良漪奖组委会、评审专家给予谱育科技的肯定，同时也感谢在此过程中给与支持和帮助的各位专家，此次获奖是对我们前期工作的肯定，更是对我们后续工作的鞭策。去年、今年持续获奖，也代表了谱育科技在分析仪器上持续奋斗的精神，是对公司创新能力的再一次认可。此次获奖的成果为全自动超级微波消解系统，是对国内科学仪器创新的另一种诠释。谱育科技团队攻克技术难点，开发了基于微波又可实现全自动的微波消解系统，弥补了传统微波操作繁琐、时间长、效果不理想等不足。系统结合多项自研创新技术，其工作温度、压力稳定性、升温速率、冷却效率等指标与国际同类产品相当，达到了国内先进水平。仪器信息网：国内外微波消解产品品牌众多，其中不乏做得非常不错的国产厂商，谱育科技选择这个品类的背景和初衷是什么？谱育科技：接触这个品类时，我们了解到，在样品前处理过程中，微波消解作为有效的手段，能解决常规样品难溶性问题，但是，部分难溶性样品需要更高的消解温度、更高的消解压力才能得到有效消解。为了解决此类难溶难消解样品（例如peek材料、石墨碳矿样等）的消解问题，同时为了结合自动化智能化的设备发展趋势，真正意义上把分析人员从繁琐重复的前处理工作中释放出来，我们采用新一代微波消解技术+自动化系统设计，研制出了消解更加高效、操作更加方便、使用更加安全的超级微波消解系统。同时，谱育科技具备成熟的质谱、色谱、光谱、理化等分析检测技术，而超级微波能够有效提升无机前处理的平台能力，两者结合可持续拓展整体产品组合，以全面的产品体系、创新的应用方案来满足更多客户需求。仪器信息网：该成果经历了怎样的研制过程，取得了哪些里程碑式的进展？当前成果的产业化情况如何？谱育科技：项目从2019年研发立项到2021年研制成功历时近3年，其中，2020年完成了工程样机的集成和应用测试，2021年完成产品样机系统测试，同时完成了生产线建设和产品批量交付。该产品申请了发明专利5项，申请软著2项。每一次客户的难处理样品得到有效解决，都是我们最大的喜悦，也是成果能力的体现。当前该成果已经建立了年产300套的生产线，实现了产业化。在全国多个省市销售200余台。该成果近3年在政府质检、疾控、大型三方检测机构、科研院所等单位都实现规模应用，有效提升了现有样品前处理的手段和能力。仪器信息网：该成果实现了怎样的创新突破？解决了哪些以前没有解决的应用难题，最适合的应用场景有哪些？谱育科技：“全自动超级微波消解系统”首创了同时多腔体独立控制消解模式，通过负载动态自适应的调节算法，提升微波传输效率；自锁式高压微波消解容器的设计，提高了微波消解仪的安全性；单反应腔多样品消解模式设计，实现了复杂样品的全自动消解。该系统将超级微波消解技术与自动化技术相结合，实现了样品消解全流程自动化，与ICP-OES/ICP-MS等仪器进行联用，实现元素分析全流程自动化。仪器信息网：全自动超级微波消解系统可以与谱育科技哪些仪器产品结合提供整体解决方案？请分享1-2个这方面的成功案例。谱育科技：目前该成果可以与公司现有的无机光谱、质谱产品实现自动化联用，实现了系统的自动化应用，提供样品前处理到分析一体化解决方案，同时也与实验室光谱、质谱、理化相关仪器形成整体解决方案，形成行业应用。例如，中国农业科学院作物科学研究所ICS工作人员采用谱育超级微波进行消解，通过SUPEC 7000 ICP-MS对小麦籽粒的8种矿质元素（B、Mg、Ca、Zn、Mo、Mn、Fe、Cu）含量进行检测分析， 以期为小麦矿质元素遗传改良提供有效材料基础。在开启碰撞模式的情况下，对于小麦籽粒这种具有复杂基体的样品，基于此微波消解方法的稳定可靠性，SUPEC 7000能有效消除基体干扰，保持较高的灵敏度、准确度、精密度和稳定性。仪器信息网：围绕成果及相关技术，谱育科技后续还将开展哪些创新工作？谱育科技：未来，围绕分析自动化、实验室4.0的建设目标，我们将进一步加大产品研发投入，优化产品组合，提升产品性能，满足用户更多的需求。结合分析仪器的自动化联用，甚至全自动实验室建设中实现系统联用。在样品前处理仪器、系统、分析仪器、分析自动化系统中不断精进技术，以持续创新应用，为实验室自动化提供有力支撑。仪器信息网：连续两次获得“创新成果奖”，请分享一下公司在产品创新方面的心得？产品创新点来源于哪里？贵公司是如何选择产品研发方向、实现成果转化并成功推向市场的？谱育科技：对于谱育科技来说，产品创新的第一来源就是客户需求，我们始终致力于满足客户未被满足的需求。从2021年的高性能双通道走航质谱分析仪到2022年的全自动超级微波消解系统，我们都是洞察了现有市场的客户需求之后，再展开大面积调研、总结归纳、提炼需求，进一步去解决市场痛点，只有满足客户需求的产品才是成功的产品。谱育科技积极拓展技术平台，补齐自身短板，希望在高端科学仪器领域能不断拓宽自身能力，掌握更多先进技术，用新技术、新产品、新方案来满足客户新需求。同一个问题可以有多个解，我们多掌握一种技术，客户就能多一个选择。实现成果转化的驱动力源自我们强大的研发能力，我们的研发投入占比超20%，研发人员中博硕占比超60%，坚实的研发实力让我们有将需求转化为成果的能力，并根据市场反馈实现快速迭代，最终得到客户认可。产品详见：谱育科技EXPEC 790系列 全自动超级微波消解系统

RDO荧光溶氧测量技术符合ASTM D888-05 （Standard Test Methods for Dissolved Oxygen in Water）中方法C（LUMINESCENCE-BASED SENSOR PROCEDURE）荧光法传感器的要求。可适用于大多数水和废水样品，且不受传统膜法溶解氧电极面临的干扰因素的影响。工作原理RDO溶解氧传感器上有一层荧光物质，测量时LED光源发出的蓝光会激发荧光物质发出红光，并由Photo Diode光电二极管接收该红光。然而，从发出蓝光与接收到红光之间的时间差，以及红光的强度都与样品中的溶解氧浓度成反比。仪器通过测量出该时间差及红光强度来计算样品中溶解氧的浓度，并直接在主机屏幕上显示测量结果。蓝光、红光都是在传感器内部发射、传输，所以样品的颜色、浑浊度不会对测量产生影响。产品特点：· 维护量低-无需更换膜组件和填充液，无需对电极进行抛光，节省时间。特别适用于污水、地表水的测量。· 无需极化，插上电极即可测量。· 抗干扰能力强，可测量有色、浑浊样品，不受H2S、重金属、油脂、酸碱的干扰。· 荧光帽耐磨，即使被刮蹭或被污染也不会影响其性能。· 无最低流速要求。现在有三种Orion Star RDO系列便携式荧光法溶氧仪，满足您的不同应用。详见http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100750/C96504.htm#。关于赛默飞世尔科技赛默飞世尔科技（纽约证交所代码： TMO）是科学服务领域的世界领导者。我们致力于帮助我们的客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年销售额接近 110 亿美元，拥有员工约37000人，服务的客户横跨各大领域，包括：医药和生物技术公司、医院和临床诊断实验室、大学、科研院所和政府机构、以及环境与工业过程控制行业。借助于Thermo Scientific 和 Fisher Scientific 两个首要品牌，我们将持续技术创新与最便捷的采购方案相结合，为我们的客户、股东和员工创造价值。我们的产品和服务有助于加速科学探索的步伐，帮助客户解决在分析领域所遇到的各种挑战，无论是复杂的研究项目还是常规检测或工业现场应用。 欲了解更多信息，请浏览公司网站：www.thermofisher.com，或中文网站：www.thermofisher.cn。