三坐標測量機市場使用情況淺析摘要：目的：探討主流三坐標品牌的優缺點及改進方向。

方法：通過介紹三坐標的組成及應用，國內外市場占有率及產品自身特點，同時結合單位性質分析主流三坐標品牌產品優缺點。

結論：國內廠家相對國外產品在產品硬件或者軟件仍有差距，產品質量和穩定性有待提高。

關鍵詞：

三坐標

三豐

蔡司

海克斯康

1.三坐標測量機的定義及應用

1.1三坐標的定義

三坐標即三坐標測量機，它是指在三維可測的空間范圍內，能夠根據測頭系統返回的點數據，通過三坐標的軟件系統計算各類幾何形狀、尺寸等測量能力的儀器，又稱為三次元、三坐標測量機、三坐標測量儀。

三坐標測量儀可定義為一種具有可作三個方向移動的探測器，可在三個相互垂直的導軌上移動，此探測器以接觸或非接觸等方式傳送訊號，三個軸的位移測量系統（如光學尺）經數據處理器或計算機等計算出工件的各點坐標（X、Y、Z）及各項功能測量的儀器。三坐標測量儀的測量功能應包括尺寸精度測量、定位精度測量、幾何精度測量及輪廓精度測量等。任何形狀都是由三維空間點組成的，所有的幾何量測量都可以歸結為三維空間點的測量，因此精確地進行空間點坐標的采集，是評定任何幾何形狀的基礎。

1.2三坐標的應用

三坐標測量機主要是通過測量并且獲得相應的尺寸數據的一種儀器，已經廣泛運用在很多行業中。最為普及的幾個領域也就莫過于模具行業、汽車行業以及發動機制造業中。

對于模具行業，它在其中主要是一種設計開發、檢測、統計分析的現代化的智能工具，同時更是模具產品不可少的質量技術保障的有效工具。由于它測量的精準度之高，從而備受模具制造者的青睞。它主要靠著其相對高的精密度與柔性和一定的數字化處理能力，從而成為模具工業設計、開發以及加工制造過程中的質量保障，同時還具備很強的逆向工程能力。

此外，在汽車行業中，三坐標測量機是完成各種汽車零部件幾何量測量與品質控制的理想工具。它主要是通過測頭系統與工件的相對移動，從而來進行工件表面點三維坐標的相關探測的。它可以進行空間坐標值計算出待測的一些幾何尺寸和形狀，甚至是位置。

與此同時，在發動機制造業這個對精密度要求也相對較高的行業中，三坐標測量機的出現，也更加保證了產品質量和穩定生產過程，同時提高其生產效率。

三坐標測量機可以說在以上三種行業中運用算是最為廣泛普遍的，同時也是最受廠家青睞的，有效地提高了其生產效率以及成品率等。

2.三坐標設備主要性能特點

2.1．設備的設計方案和主要組成部分；

三坐標測量機主要由五大系統組成，分別是機械本體，測頭系統，光柵系統，控制系統和軟件系統。具體如右圖所示：

2.2．設備的關鍵技術；

三坐標測量機的五大系統需要進行完美匹配。

a)機械本體的好壞，是決定了三坐標整體精度的穩定性和耐久性。而機械本體上，材料的運用和導軌的設計以及傳動方式非常重要。目前材料上主要以鋁合金和天然花崗巖為導軌材料，而國外機器高端機器的材料運用均為鋁合金材料，此種材料的優勢是熱導比高，能夠較快適應環境變化，鋁合金采用擠壓技術，能夠使材料達到超強剛性。

b)三坐標測量機運用的傳動方式主要有嚙合傳動和摩擦傳動。而嚙合傳動屬于高級別的一種傳動方式。

c)光柵系統。安裝方式主要有兩種，貼片式安裝和安裝導槽安裝。光柵主要有兩種形式，金屬光柵和玻璃光柵。金屬光柵運用導槽安裝是較好的一種方式。

2.3．設備制造的關鍵技術和難點；

設備制造的關鍵技術是機械本體材料，控制系統和測頭系統的制造。

a)

鋁合金材料技術目前國內沒有廠家能夠掌握，屬于國外技術。國內鋁合金陽極化處理可以實現，但是擠壓技術現在還無法實現，因為變形量不可控。

b)

控制系統和測頭系統國內現在沒有技術實力進行制造，全部采用進口方式，所以匹配性上經常出問題。故障率較高。

3.三坐標品牌占有率及廠家能力分析

3.1三坐標市場占有率分析

三坐標國內外廠家較多，技術能力、產品質量和服務響應度參差不齊，本文著力于國內外市場情況，并結合國內航天航天企業高精尖檢測技術手段的需求，重點介紹全球三家最著名的三坐標測量機生產企業：、

a)測量機在國外范圍的市場情況

全球有三家最著名的三坐標測量機生產企業：

排名第一：日本三豐（Mitutoyo），日本工業的計量標準，在中國以外的市場占有優勢；

排名第二：德國蔡司，德國工業的計量標準，在歐美地區和德國企業占有市場優勢；

排名第三：海克斯康Group，2003年之前是美國BrownandSharpe,意大利DEA，德國Leitz等獨立的中小測量機廠家，被瑞典海克斯康收購，從新注冊新名稱而組成的跨國企業。

在中國占主要市場地位（大約占有率50%左右）。

b)測量機在國內范圍的市場情況

日本三豐（Mitutoyo），國際市場占有率第一，但因為日本政府政策以及2006年的美國制裁政策，三坐標測量機業務不在中國推廣，國人基本不了解設備性能和操作規范；

德國蔡司蔡司，優點機器性能穩定可靠，缺點價格貴；德國工業的計量標準，在歐美地區和德國企業占有市場優勢，然而在中國因為市場響應度不夠和售后服務及時性不及時導致在中國市場的推廣不夠，品牌知名度不及國際市場；

海克斯康海克斯康Group，2003年之前是美國BrownandSharpe,意大利DEA，德國Leitz等獨立的中小測量機廠家，被瑞典海克斯康收購，從新注冊新名稱而組成的跨國企業，在中國占主要市場地位（大約占有率50%左右）。

3.2廠家能力對比

日本三豐三坐標因為在中國很少使用，所以無法直觀的分析其產品性能，但觀其全球的市場份額占有率，可見其軟硬件技術肯定是受到廣泛認可的。

海克斯康在最近3年，基本不再硬件產品投入，取而代之的是大力拓展軟件事業，原因之一是硬件測量機業務利潤逐年下降，而軟件利潤增加迅速，因此收購了眾多的軟件企業，如仿真軟件，CAM加工軟件，QDAS數據分析軟件等等；因此，測量機本身技術發展和新機型，新技術拓展上投入減少，因此引進非常多和測量機業務無關的領域，來擴充銷售額。

蔡司在保持技術和性能穩定的情況下，在努力學習海克斯康的國內市場開發方式，也設立了上海工廠，將部分機器生產線搬來中國上海，因此在價格上拉近和海克斯康的距離。主要經營的業務：蔡司工業計量（包括三坐標），蔡司光學（鏡頭），蔡司醫療；業務比較單一，蔡司工業計量專注于三坐標等計量領域的技術研發

綜上所述；國內軍工市場目前占主導地位的測量機還是海克斯康，蔡司逐漸加強現場維護和售后服務方面的投入，結合國際認證接軌的契機，也逐漸被國內眾多軍工單位所認知，逐漸得到計量專家們的肯定。目前三坐標產品的精度水平已基本滿足各個行業的使用需求，而且再通過加大硬件研發投入來提高產品計量精度的市場需求較小，反之對于企業的附加成本會幾何倍數增加，各品牌之間的后續角逐的著力點主要會在設備軟件、智能分析應用、檢定方法效率和售后服務保障等方面。

參考文獻：

[1]繆亮.三坐標測量技術[M].中國勞動設備保障出版社，2017

[2]朱紅林、單巖.三坐標測量機虛擬仿真軟件開發與應用[J].機械設計與研究,2015年06期

[3]石照耀、張斌、林家春、張華.坐標測量技術半世