伽利略用望遠鏡探索宇宙。
計量學起源于古代。最初的測量形式是為促進商業(yè)發(fā)展和記錄人類活動而設立的。時間、重量和長度是最早的測量標準。
縱觀整個人類歷史,尺寸測量方法經(jīng)歷了數(shù)次演變。
下面是其中最重要的里程碑:
1789 年以前
國王的腳
據(jù)科學家們估算,歐洲各國采用的計量單位多達一千多種。pied du roi(國王的腳)是其中的卓越代表,是廣泛采用的計量單位。然而,許多商人各自使用自己的測量工具,這為欺詐、勒索和歪曲留下了空間。直到公制系統(tǒng)建立,人類才開始進行度量系統(tǒng)的統(tǒng)一。
國王的腳
1795
公制系統(tǒng)
法國大革命政府推出了公制系統(tǒng),即現(xiàn)在的國際單位制。一米最初是指北極經(jīng)巴黎到赤道之間距離的千萬分之一。當然,盡管米的定義經(jīng)過幾個世紀的演變,但至今仍是所有測量工具的參考長度單位。
公制系統(tǒng)
1840
攝影測量
攝影術誕生后不久,攝影測量法便已開始使用。這要歸功于法國大地測量學家 Fran?ois Arago。他向法國科學院提出了一種采用三角測量的方法。借助這項技術,他可以基于不同視角拍攝的照片來確定對象的空間位置,而無需預先知道鏡頭的位置。
Fran?ois Arago
1848
SYSTEM PALMER(外徑千分尺)
法國發(fā)明家 J. Palmer 的“System Palmer”獲得專利,這是迄今仍廣受認可的第一個采用 U 型主架的千分尺?,F(xiàn)代的千分尺仍在效仿 System Palmer 的 U 型主架、測微套筒、套筒、測桿、基準座等基本設計。此外,所有千分尺和其他手工工具必須仍可溯源到國際標準。
System palmer(外徑千分尺)
1887
邁克耳孫干涉儀
美國物理學家 Albert A. Michelson 認為,相對以太運動的探測是可以測量的。為此,他發(fā)明了一種叫做干涉儀的新儀器。他的實驗結果表明,地球沒有相對以太運動。這一論據(jù)改變了物理學的基礎,促進了 1905 年愛因斯坦相對論的誕生。
干涉儀
1960
CMM
60 年代初,坐標測量機首次出現(xiàn),這個儀器由簡單的 3D 跟蹤設備制成,通過一個簡單的數(shù)字顯示裝置 (DRO) 顯示 XYZ 位置。最初的 CMM 是由蘇格蘭的 Ferranti 公司在 50 年代開發(fā)。但這臺設備只有兩個軸。最早的三軸原型于 20 世紀 60 年代誕生,是由意大利公司 DEA(現(xiàn)已歸入 Hexagon Metrology Group 旗下)所發(fā)明。
之后不久,自動 CMM 于 60 年代問世,用以對 Concorde 超音速噴氣發(fā)動機執(zhí)行復雜的檢查。在這項發(fā)明的帶動下,Renishaw 公司于 1973 年成立,現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為 CMM 測量頭的主要供應商。
CMM
1980
便攜式 CMM
80 年代,測量臂式的便攜式 CMM 問世,使測量過程發(fā)生了翻天覆地的變革:現(xiàn)在,計量工具已走入生產(chǎn)車間。這次創(chuàng)新使人們不必再將制造零部件移動到專用的受控環(huán)境中。但是,由于測量臂采用了一項只能依賴于精密機械部件的傳統(tǒng)技術,因此這些便攜式 CMM 仍非常容易受環(huán)境引起的震動和不穩(wěn)定因素的影響。因此在操作時需要采用相當多的防范措施。
測量臂
1985
3D 掃描儀
盡管第一臺 3D 掃描儀在 60 年代就已經(jīng)問世,但直到 1985 年,激光技術才應用到 3D 掃描領域。此前,3D 掃描設備使用燈光、照相機和投影儀來完成掃描。但是,對象的準確掃描過程非常耗時耗力。1985 年后,掃描儀開始采用白光、激光和陰影方式來捕捉物體表面。
3D 掃描儀
1987
激光跟蹤儀
首個激光跟蹤儀原型由 Kam Lau 博士于 1986 年開發(fā)。一年后,Kam Lau 博士創(chuàng)立了自己的公司 Automated Precision Inc.,對跟蹤技術進行了完善,提高了建模精度和便攜性。激光跟蹤器仍是最為先進的大尺寸零部件(如飛行器機翼、汽車車架及大型加工設備)測量解決方案。然而,在高容量測量領域,它們面臨著另一項技術——攝影測量的挑戰(zhàn)。
激光跟蹤儀
2000
光學便攜式 CMM
光學便攜式 CMM光學便攜式 CMM 于千禧年初出現(xiàn)在計量領域。光學便攜式 CMM 將 CMM 的靈活性和有效性、便攜式 CMM 的便攜性和簡易性,及其不易受震動影響的優(yōu)勢融于一身,是車間測量的理想選擇。過去幾年,此項技術經(jīng)過多次改進和發(fā)展,現(xiàn)在已經(jīng)能夠與 CMM 相匹敵?,F(xiàn)在,它們已經(jīng)整合到檢測過程中,甚至成為計量市場中最強勁的競爭者。因此,光學便攜式 CMM 會成為計量學的未來嗎?
光學便攜式 CMM
Creaform簡介
Creaform 開發(fā)、制造并銷售 3D 便攜式測量技術,專門從事 3D 工程服務。 公司提供創(chuàng)新解決方案,如 3D 掃描、逆向工程、質(zhì)量控制、無損測試、產(chǎn)品開發(fā)和數(shù)值模擬 (FEA/CFD)。 公司的產(chǎn)品和服務面向各大行業(yè),例如汽車、航空航天、消費品、重工業(yè)、衛(wèi)生保健、制造業(yè)、石油與天然氣、發(fā)電業(yè)、文博、教育與研究。Creaform 的總部和制造運營位于魁北克省萊維斯(Lévis),在萊維斯,中國上海和法國的格勒諾布爾(Grenoble)都設有創(chuàng)新中心,在美國、法國、德國、巴西、中國、日本、印度、韓國和新加坡都擁有分公司。
Creaform是全球領先的電子儀器和機電設備制造商 AMETEK Inc.(年銷售額達 40 億美元)的子公司。
(轉載)