从光学器件到激光器、从显微镜到医疗仪器、从望远镜到眼镜镜片、从索尼高端DV摄像机到诺基亚高端手机镜头，德国蔡司公司已将其160余年的精彩技术成就融入人类科学和技术的方方面面。今天，在工业制造业领域，蔡司三坐标测量仪器已被人们所熟知并使用，并且成为生产现场不可或缺的测量与检测工具。

　　以生产大型、重型、超重型数控龙门铣镗床、龙门加工中心为主的北京第一机床厂（以下简称“北一”）在北京林河工业开发区投资兴建的北京数控机床生产基地现已成为国内领先的现代化机床制造企业，其计量检测中心是国内唯一获得中国合格评定国家认可委员会颁发的实验室认可证书的机床行业企业计量单位。

　　无论是在生产现场的精确测量，还是在计量检测中心的超精密校准与检测，测量设备在机床的生产制造中发挥着举足轻重的作用。那么，随着现代机床向高速、高精、高效方向发展，测量技术又有哪些相应的解决方案和发展趋势？近日，记者与北一计量检测中心王冬生主任就蔡司测量设备的应用情况和测量技术的发展趋势等话题进行了交流。

　　从了解到应用

　　已在测量领域工作了30余年的王冬生主任经历了测量技术的发展和变迁。他回忆早年参加工作时，就已经了解并使用过德国蔡司公司的测量仪器。而这，还远不及卡尔·蔡司的产品在世界各地的广泛应用，在光学、医疗、工业乃至军事等诸多领域，早在几十年前，卡尔·蔡司就是光学及测量领域的先驱。

　　王冬生主任回忆说：“蔡司与中国计量检测行业接触得比较早，可以说很早就植根于我们这些人的心里。早在20世纪50年代，我就使用过德国蔡司公司的万能工具显微镜、立式测长机、卧式测长机。此外，我也随同事一同去德国蔡司公司实地考察与接触过，体会最深的是蔡司追求的是产品的精益求精，其安全裕度和精度储备比较高，而且蔡司的测量设备操作轻松自如，我们认为蔡司测量技术是最值得信任的。”

　　与共和国同龄的北一经过60年的发展，其生产的大、重型机床导轨长度达60m、80m，工作台宽10m，成为装备中国制造工业的脊梁。这样的大型机床对测量技术要求很高，因此北一的计量部门的建立甚至要早于国家计量院的建立。2005年，北一购买了蔡司的PRISMO navigator三坐标测量机用于生产现场的应用，在随后的几年中，又陆续购买了蔡司UPMC 550计量型三坐标测量机等多台国际领先的测量设备。

　　现代化的测量设备使北一计量检测中心达到国际先进水平，在长度测量方面，北一最高的标准量块达到三等基准，这在中国的企业单位已经是最高等级了；同时，在平面度、平行度、垂直度、角度、圆度、粗糙度等形位公差的测量方面，计量检测中心也成为北一追求卓越产品品质的有力保障。

　　也许，没有哪一个技术领域如同测量一样对精度的追求孜孜不倦。如果没有测量的精度，机床的精度又从何谈起呢。

　　王冬生主任介绍说三坐标测量机不仅是简单地取点读数，而是一个完整的测量系统。测头采集的数据被收集起来，经过计算机的分析处理，自动得出最终的测量结果报告，大大提高了测量效率和准确度。比如通过蔡司的CALYPSO软件，用户可以在软件界面中选择所需要的测量项目，可视化的窗口便于编制和维护测量程序，智能化的编程可设置详细参数，自动生成测量路径，轻松实现手动测量或自动测量，既可以进行单点测量，也可以进行接触式连续采点的扫描测量。

　　谈及应用于北一生产现场和计量检测中心的最新蔡司测量机，王冬生如数家珍。ConTURA G2桥式测量机是一机多用的扫描平台，非常适合生产现场使用，X轴与Z轴采用陶瓷材料制成，具有良好的刚性，可以保护设备不受生产环境所造成的影响。三轴均采用四面环抱气浮轴承，可在高速行进时保持稳定性。采用HTG（宽温带）机型，能够在较宽的温度范围内达到相同的测量精度。

　　在北一精密部件制造中使用的精密型蔡司PRISMO navigator桥式测量机，测量范围为700×900×1500mm，精度等级为（0.8+L/350）μm，用于精密零部件的快速测量。PRISMO navigator是全世界高速扫描的第一测量机，其精度、动态特性和环境耐受力方面均性能优异。蔡司独有的VAST万能测头可用于多点或单点测量，并灵活地适于每项测量任务。它可以快速确定尺寸、形状及位置，而且一次完成，在高速扫描时所有设备组件均支持最高精度，既可采用接触测量，也可采用光学测量。此外，针对北一对锥齿轮和端齿盘的分度值的测量要求，PRISMO navigator还增加了转台功能。

　　如果说ConTURA G2和PRISMO navigator都是应用于生产车间的精密型测量机，那么应用于北一计量检测中心的计量型蔡司UPMC 550高精度测量机则能够满足对精度的至高要求。这台设备在北一计量检测中心承担着标准环规、锥度规、轴承以及精密量、检具的校准，还有精度特别高的零部件的检测。其测量范围为550×500×450mm，精度高达（0.6+L/600）μm。UPMC 550采用龙门架式中央驱动，以实现在整个测量范围内达到稳定的精度。采用CARAT技术及对温度不敏感的光栅尺，所有轴的伺服驱动器具有电子驱动监控和限制剪切力功能。精细CAA和S-CAA用于进行导轨误差修正和取决于位置的设备刚性弯曲修正。

　　服务于大型零部件测量的蔡司ACCURA多功能测量机用于北一重型机床装配车间，其测量范围为4200×2200×1200mm，如此大的测量范围精度仍能达到（2.2+L/300）μm。ACCURA集成了蔡司多功能测量机的技术方案，能够实现光学扫描及接触测头测量，可以让用户针对每项测量任务选择最佳测量方案。VAST主动式扫描技术及测头自动更换架可在测定尺寸、形状和位置时，提高灵活性及生产率。

　　测量技术的未来

　　可靠及高质量的测量技术包括三坐标测量机、客户服务、成熟的软件及全面的技术支持。蔡司公司充分调动这四个要素，使测量近臻完美和谐。

　　蔡司公司提供的世界唯一的mass（多测头应用测量平台）概念是一机多能的测量技术方案，整合了多功能测量机的优势，既可采用接触测量，也可采用光学测量。而这，也是未来测量技术的发展方向。

　　蔡司最新的METROTOM系统所具有的断层成像技术融合了计量学和层析X射线摄影法，开创了不可预期的可能性。断层扫描分析如同在工件内部测量，所有采集的数据可用于质量保证的范围和进行评估，比如装配检查、损伤和气孔分析、材料检验或损坏检查。与传统的破坏测量比较，利用断层成像技术可实现产品无损可视化测量，无论是孔隙度或损伤分析，通过三维模型，一切尽收眼底，实现工件瑕疵的实时可视化。断层成像技术能大幅缩短产品的研发周期和质量分析时间，具有便于理解的彩色几何图形对比以及各种标准格式的详尽的测试报告。

　　王冬生主任认为测量仪器将会更进一步的智能化，能够更加迅速地处理数据，得出用户需要的最终参数。此外，重型机床的大型零部件的检测需要精度高而且方便于现场使用的测量设备。王东升希望将来能有更多的便携式现场测量装置，精度能够达到3ppm，这样的设备对大型机床的生产和检测非常必要。

　　“使科学和技术超越人们的视野”，是蔡司公司最重要的宗旨。“We make it visible”表达了蔡司公司的承诺，也是卡尔·蔡司集团在世界各地的全体员工努力不懈、孜孜以求的目标。记者在北一重型机床装配车间内看到赫然醒目地写着北一精神：制造精良，追求卓越。而装备先进的蔡司测量设备，无疑将成就北一追求卓越，成为具有全球竞争力的机床制造商与服务供应商的愿景。