先进感知时代，三坐标测量机（CMM）依然稳坐核心地位

随激光到X射线等新计量感知方法兴起，有人以为老牌CMM将淡出视野。事实截然相反。

永恒真理：制造永远挑战成本、性能、尤其是质量极限。“公差永不放宽，只会收紧”，Mitutoyo America（伊利诺伊奥罗拉）CMM产品专家Gene Hancz评论。

这是固定床身坐标测量机（CMM）保持关键工具地位的原因之一。即使新感知技术进入计量领域，CMM仍是最精准工具之一。多为基本桥式CMM变体，Hancz称：移动桥架横跨固定工件台，探针上下移动，三轴光栅定位X、Y、Z点位。多关节独立旋转探针与旋转工作台提供额外自由度。

供应商也创造许多桥式CMM变体适配演进需求并降本。例悬臂探针单支撑水平臂CMM。虽全自动超精密大尺寸测量机抢眼，但配触发探针甚至硬球的手动CMM仍有立足之地。CMM持续相关的另一原因：技术更强而性价比更高。“入行时小型手动CMM价格可能相当于现在计算机控制CMM，但后者精度翻倍、测量体积翻倍”，Hancz说。

他报告即使简单手动CMM仍受欢迎，尤其小型职业车间仅需少量测件。“必须为正确应用买正确设备。常有人要最高精度，即LEGEX系列近0.25微米。但购机与恒温恒湿室成本极高，仅少数应用必要。”

事实上他认为最大趋势是CMM近线/在线质量测量。此致Mitutoyo开发MACH系列CMM，面向CNC机床配合的高速近线/在线测量。例MACH-3A水平臂CMM针对长圆柱件如曲轴高速测量优化。最新MACH Ko-ga-me可配置独立或集成入工位的在线CMM。

CMM进产线，监控健康状态成关键。此趋势映射智能工厂演进，Hancz指向Mitutoyo支持的MTConnect标准。“我观点里，它是未来在线/近线机床监控的基础技术标准。”

增长与技能组合

“CMM市场仍有大量增长空间”，Hexagon Manufacturing Intelligence（罗德岛北金斯敦）总裁Angus Taylor赞同。认同质量需求增长推动CMM市场。观察到许多Hexagon售出的CMM置于生产环境，质量室部署仍占大头。

“但除生产用途外，最大担忧是用户技能组合。有客户想增设备，却无人编程”，他评论。像好管理者，他见机会而非危机。“意味着更多自动化，坦白说也是机会：帮客户写检测程序。”

自动化含机器人上下料CMM，也关联可反哺工艺的信息。“关键要素是我们Q-DAS软件”，指Hexagon收购的统计软件公司，分析计量设备数据辅助决策。“借此开始监控刀具磨损、更具体地特征数据、追踪特定特征数据。”

响应生产需求与让CMM更易用，5月Hexagon发布新Global S CMM平台，东部展首秀。据称Global S是Hexagon增强生产力系列（EPS）首发。新平台含智能技术：用户体验（UX）增强、测量软件、高级绿色选项。EPS平台简化测量程序创建执行分析，检测流程更快因Global S全集成iPC-DMIS CMM软件采集评估管理呈现制造数据。

Taylor见其他趋势：非接触计量重视度提升、设备集成进智能互联工厂。“新光学探针系统用于CMM大幅提升透平叶片/叶盘检测吞吐”，他说，“全领域非接触技术将更快采集数据、更好理解特征与单件。”

多任务与应用专用

“跨多行业见趋势：人们想让CMM更高产”，Carl Zeiss工业计量技术（明尼苏达枫树林）产品经理David Wick说。即同设备测多样件最大化投资回报。关键在于用CMM上最大数量传感器。除经典触发扫描模拟探针，CMM今常配激光线扫描甚至表面粗糙度传感器。蔡司2016年为Accura级CMM推新共聚焦白光传感器。

随CMM柔性增强，可能开始取代专用测量设备如形状测量。“最新Prismo CMM配旋转工作台新版Calypso软件，可测圆柱/球轴承等多形状形位公差”，Wick说。逆向工程常见应用：激光线扫描测无CAD模型零件生成点云建模。一机多测，对常接多任务小批量中小企尤适用。

大客户CMM用法演进不同：要更多应用专用安装，与工厂世界互联互通。“自动化、机器人上料、托盘化需求增多”，他解释，“一次测10件非1件，需更多应用知识。”例Zeiss Gear Pro软件（Calypso选项）建齿轮专用安装：测圆柱/锥/蜗轮齿轮及转子，亦测切齿滚刀。其他包含透平叶片/电蚀电极。

他也观察到同他人：CMM更被车间接受。恶劣环境下DuraMax HTG凭IP54机柜在15-40℃宽温域保精度增用性。集成自动化方面，Zeiss软件现按任意机器人厂商原生语言直连机器人上料机。

这引出数据安全议题。5月公司宣布与思科合作构建安全数据传输平台，连接现场Zeiss设备（如测量机）至工业4.0环境高层系统。目标集成安全。涉联合开发监控Zeiss测量机方案，允许快速提供全球服务：远程专家支持、帮助台支持。

CMM新路径——便携性

桥式CMM及变体市场表现良好，但总有变体空间。从CAD文件编程CMM一直是标志性特征，但即便小型版本也不便携。进入Fowler High Precision（马萨诸塞奥本代尔）30磅zCat便携CMM。酷似带Renishaw TP20触发探针伸缩臂的咖啡推车。设备既便携又可编程。

与其他CMM关键差异：半径机，两轴而非三轴。测量体积：中心轴半径700mm × 高度250mm。精度规格两维：[3.0 + D/100mm（半径）]微米与[5.0 + L/100mm（线性）]微米。“区别于其他便携设备，这是真正直接计算机控制便携CMM”，zCat LLC国际销售经理Jeff Petersen说，新近成立的机器生产商（Fowler部分持股）。

为何便携可编程CMM？对Fowler是计量手工具目录合乎逻辑下一款，Petersen解释。“典型工具单轴或线性标尺类，擅长本职但无法做典型CMM的详细3D测量。CMM通常禁锢特殊室由高培训人员操作。”梦想把CMM带到造零件CNC机床旁，由编程培训远少的人员操作。

2014年推出以来“进展顺利”，Petersen说。“有客户买第二第三台。”

超越CMM的工艺视角

Renishaw发明触发探针常被誉为开启CMM革命，实现直接计算机控制，精度重复性超越被替代硬球探针。作为计量世界关键零部件供应商——含但不限于CMM——Renishaw LLC（伊利诺伊西邓迪）销售营销副总裁、前CMM业务经理Denis Zayia有独特视角。“今日更聚焦计量驱动工艺理解、提供变量控制反馈、验证最终结果”，他观察。Renishaw探针演进为独立五轴测量系统REVO，单CMM上实现高速扫描、非接触检测、表面光洁度分析。

他信制造单元全链路——机床、质量室CMM、车间柔性量仪——均有数据采集监控位置。CMM虽在车间重要性升级，传统被视为瓶颈。“基于全流程欣赏，须避免CMM成瓶颈”，他说。“五轴系统旨在克服此点。机上测量有挑战。主愿机床切削或造件”，他说。过去通常不记录数据，丢失测量历史。今软件已克服。

各组件——机床、CMM、柔性量仪——各司其职，Renishaw为各阶段供探针设备。Equator量规系统基于此“全流程”构建。质量室CMM常最适合做主件供Equator量规用，后者驻车间机床旁，免温漂影响区别于CMM。

“基于熟悉准则建立各组件负载的平衡高效方法”，他说。“昂贵低批件可在机床自检。大批件最好在CMM检测主件后在柔性量规复测。后续每件与已知主件比对，偏移数据反馈机床。平衡术带来效率吞吐成本三赢。”

智能制造

以其独特视角，Renishaw Zayia如何看未来？“直接工艺控制与智能制造的工厂，基于采集数据在车间决策。叠加增材制造及相关吞吐、计量、材料可用性提升。”