2022年三坐标测量机行业现状及发展前景分析

2022年三坐标测量机行业现状及发展前景分析

从国内三坐标测量机领域专利申请量排名前二十的申请人分布来看，其中除了国内申请人以外，还有多家国外企业，且前三名中就有德国卡尔蔡司和瑞典海克斯康两家国外企业，特别卡尔蔡司公司的申请量在该领域位居第一。可见，三坐标测量机领域的前景可观，中国的市场和竞争都很大，使得很多国外企业非常注重在中国的专利布局。但同时也表明，中国虽然在该领域较国外起步晚近20年，但发展迅速，已经具备与国外老牌企业竞争的实力，且发展势头正劲，前景广阔。

随着工业测量、实验室仪器等细分领域的增长，特别是国内品牌，在投资的不断增长和环保问题的驱动，三坐标测量机行业将进入一个持续发展周期。当前，国内三坐标测量机产能在400台/年以上的企业主要有海克斯康、德国蔡司ZEISS、温泽Wenzel、东京精密、日本三丰、青岛弗尔迪等。进口三坐标测量机价格与国产三坐标测量机相比较，价格较高，幅度在20%-70%。这对于一些中小型企业来说，高昂的价格成为选择进口品牌主要的障碍。

从当前的产业投资环境来看，为盘活存量企业，吸引增量企业，国内工业产业园依据新的入驻标准厂房条件，优先入驻仪器仪表产业关联的智能制造、先进装备制造业项目，及带有自主知识产权、专利与自主品牌的仪器仪表项目;培育支持国家级、省级高新技术项目和研发、检测等生产服务配套项目入驻;大力支持税收贡献大的企业等项目入驻。并针对符合条件的项目，实行阶梯式租金、减免当年厂房租金百分比等入园优惠政策。

根据中研普华研究院报告《2020-2025年中国三坐标测量机市场研究及未来潜力咨询报告》统计分析显示：

一、发展方向分析

科技与生产的发展对三坐标测量机不断提出新的、更高的要求。

1、提高测量精度

为了提高测量机的测量精度,需要采取一系列综合性措施：

(1)提高标尺精度

随着廉价、便于使用的半导体激光器的发展，激光干涉标尺将在测量机中得到较多应用。特别是对于大型三坐标测量机，这种“无形”标尺更有其独特的优点。在采用激光干涉标尺时，一是不要让激光产生的热影响测量机的精度，激光器常放在隔热舱外;二是要注意折射率的补偿。

(2)提高结构精度

其中包括测量机主机、分度台、测头及其附件的精度。这里尤为重要的是提高它的重复精度。系统误差可以通过软件补偿的方法来减小其影响。

(3)减小环境因素带来的影响

特别要注意避免复杂力变形与热变形，这要从结构和环境控制两方面采取措施。

(4)适当的采样策略

采样策略对被测参数的测量不确定度有很大影响。应当说，目前对采样策略的研究还很不够。测量机应具有智能功能，能针对被测参数及精度要求，实现最佳采样策略。

2、提高效率

生产节奏不断加快，要求测量机在保证测量精度的同时，还要有较高的效率。为了提高测量机的效率，需从以下各个方面采取措施。

(1)改进测量机的结构设计,减轻运动部件的质量

包括采用密度与杨氏模数之比低的材料、簿壁空心结构等。铝、陶瓷、人工合成材料在测量机中获得了越来越多的应用。

(2)提高控制系统性能

使测量机能以较高速度运动 ,同时运动平稳 ,准确定位 ,不产生振荡、过冲等现象。

(3)采用飞测与扫描测量方式

在触测情况下,由于工件与测头的接触速度不能太大 ,这就给探测速度带来很大限制。扫描测量方式虽比点位测触测头 ,特别是在测量机连续运动过程中实现“飞测” ,可避免频繁加速、减速、碰撞等 ,可大大提高效率。

3、发展探测技术,完善测量机配置

探测技术在三坐标测量机中占有重要位置。从原理上说只要测头能探及，三坐标测量机就能测量。三坐标测量机的测量效率也首先取决于探测速度。为了完善测量机功能，还必须发展各种附件。

探测技术发展的第一个重要趋势是,非接触测头将得到广泛的应用。非接触测头具有许多优点：

①允许高的探测速度，还可以用摄像头或莫尔条纹形成的等高线等，对一个面进行测量;

②它与工件不接触，没有测量力,从而可以测量各种柔软的、易于变形、划伤的工件;

③它可以形成很小的光斑，对一些接触测端不易伸入的部位或细节进行测量;

④在不少情况下，它具有较大的量程。

与发展非接触测头的同时，具有高精度、较大量程能用于扫描测量的模拟测头，以及能伸入小孔、用于测量微型零件的专门测头也将获得发展。

4、采用新材料,运用新技术

近年来，铝合金、陶瓷以及各种合成材料在三坐标测量机中得到了越来越广泛的应用。铝合金特别适合于制作高速运行的三坐标测量机。它导热好，不易产生复杂热变形。尽管它线膨胀系数较大，但简单热变形比较容易补偿。它耐磨性差，可在其表面涂覆一层耐磨的陶瓷材料，德国Zeiss公司的 CARAT 技术就是一例。

为了克服陶瓷导热性能差、难以加工的缺点，正在开发各种人工合成陶瓷。可以按需要做成各种所需形状。还可以通过适当的材料“设计”，使它具有所需的性能。

5、发展软件技术,发展智能测量机

测量机的功能主要由软件决定。三坐标测量机的操作、使用的方便性，也首先取决于软件。测量机软件所覆盖的范围越来越大。它不仅包括坐标系的转换、测端半径补偿、控制软件,数据处理软件，还包括误差补偿软件， CAD、CAM 软件与网络通信软件等。从每一类软件的内容看 ，也越来越丰富。

测量机每一项新技术的发展，都必须有相应配套的软件技术跟上。为了将三坐标测量机纳入生产线，需要发展与网络通信、建模、CAD、实现反向工程的软件。为了发展非正交坐标系三坐标测量机，也要发展一系列新的三坐标测量机软件。测量机软件是三坐标测量机中发展最为迅速的一项技术。软件的发展将使三坐标测量机向智能化的方向迈进。

二、行业发展规模预测

图表：2019-2025年中国三坐标测量机行业发展规模预测

数据来源：中研普华产业研究院统计

想要了解更多三坐标测量机行业详细分析，请点击查看中研普华研究院报告《2020-2025年中国三坐标测量机市场研究及未来潜力咨询报告》