如何選定適合的測量機材料
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本文通過對不同材料在溫度特性、運動特性以及工藝特性三個方面進行分析的基礎(chǔ)上，提出針對不同精度、使用環(huán)境、測量效率要求的測量機適合的材料，從而為正確的選用提供科學(xué)依據(jù)。
一、與測量機材料選擇相關(guān)的參數(shù)：
1. 溫度特性：
測量機做為一種高精度的計量設(shè)備，為保持其持續(xù)的高精度，需要針對安裝環(huán)境的溫度變化進行適當?shù)膽?yīng)對或補償，這其中，構(gòu)成測量機各主要部件材料的溫度特性就成為一項非常重要的指標。
評定材料的溫度特性，我們主要從熱膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)/熱導(dǎo)率三個主要參數(shù)進行分析，下表通過測量機常用的幾種材料，包括鋁合金、陶瓷、花崗巖與鋼說明各參數(shù)之間的相互關(guān)系：
?? 對于通用型測量機，機器需要在相對寬松的溫度條件下保持較高的精度（基本要求在正負2度，但很多機器可以工作在更寬的溫度環(huán)境中）。這種情況下，往往溫度的變化和不均勻性帶來的影響（通過局部和累積變形）遠大于材料均勻膨脹所帶來的影響。材料熱膨脹系數(shù)帶來的簡單膨脹可以被溫度補償技術(shù)很有效地補償?shù)簦植亢屠鄯e的材料變形的補償是非常困難并難以精確補償?shù)?。因此對通用型測量機，在確保膨脹系數(shù)/熱導(dǎo)比的前提下，應(yīng)當更側(cè)重于材料的熱導(dǎo)率，加之后面我們要討論到的運行特性和工藝特性，鋁合金是目前業(yè)界所能經(jīng)濟使用的最好的材料。
?? 對于坐落于非常良好的溫度環(huán)境內(nèi)的高精度機器，機器更強調(diào)精度，并為達到超高精度而采用較為昂貴的手段保證很高的溫度環(huán)境要求（如要求保證0.5度左右）和盡量小的單位膨脹率。因此在材料的選擇上應(yīng)當在采用較低的膨脹系數(shù)/熱導(dǎo)比材料的前提下，更多地側(cè)重于材料的熱膨脹系數(shù)（較好的材料如花崗巖，陶瓷）。
不斷致力于提高效率是現(xiàn)代制造業(yè)的一個最為顯著的特征，同時測量系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在車間現(xiàn)場，要求更快的為制造流程提供實時的測量反饋，因此，測量系統(tǒng)的運動性能不僅能夠通過提供更加平穩(wěn)順暢的運動特性而提升測量的精度和重復(fù)性，同時還可以提供更高的測量速度和效率。測量系統(tǒng)的運動特性是在精度之外另外一項需要關(guān)注的指標。
材料密度和剛性(彈性模量MPa)是反映測量系統(tǒng)運動特性的兩項重要指標)，下表列出了測量機使用的主要材料相關(guān)指標與分析：
?? 在補償技術(shù)被坐標測量機普遍應(yīng)用以后，剛性就已經(jīng)不在是參考材料特性的最重要指標，因為材料的靜態(tài)變形和低速度/加速度情況下的變形補償已經(jīng)成為各主流坐標測量機廠商的標準手段。最為復(fù)雜的剛性-變形情況來自與機器以較高速度/加速度運行時產(chǎn)生的變形和運動控制誤差（由機器，傳動，控制系統(tǒng)等構(gòu)成的運動位置環(huán)）。這種情況下運動部分的重量（反映在材料密度特性）顯得極為重要，它對系統(tǒng)精度的影響不是簡單倍數(shù)而是級數(shù)關(guān)系。
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