機械精度帶來的益處

傳統上，制造商們依賴計量設備以及三坐標測量機（CMM）的物理屬性來維持合格的質量水平。

對于CMM而言，精度最重要的準則是元件材料和結構的韌性及穩定性。但是，最近，由于大量使用誤差映射技術來補償機械偏差，因此重心已經從這些物理參數上轉移。

從20世紀80年代初以來，融合“虛擬精度”的CMM的發展已經對用戶產生了重大影響。一開始，誤差映射涉及用于輔助機床坐標軸直線精度標定的軟件。利用該方法，CMM的軟件測尺通過測尺張緊裝置而加以調節。由于這樣可以使測尺精度與激光干涉儀的讀數精度相等，它提高了CMM的精度，同時不喪失其機械質量。

但是就在它問世后不久，CMM制造商們開始采用誤差映射技術來比較徹底地補償機械誤差。這樣制造商們就可以通過設計精度大大降低的機床而降低成本。誤差映射還要求OEM進行比較頻繁的干預以維持“鎖定的”第三方無法訪問的CMM映像的精度。這樣就可能形成較高的非確定性，并給用戶帶來不便。

Wenzel美國公司（位于密執安州Wixom市）總裁OttoGeiseman說：“更新映像參數要求在標定過程方面花很多時間，因為它頻繁地需要證實其它相關參數。”此外，某個映射的CMM以前的標定可能沒有用戶所期待的那么完整。Geiseman先生說：“由于映射過程需要的勞動量很大，因此經常會發現剩余映像文件與標定數據沒有關聯的現象。”因此在某些情況下，對某個映射的CMM進行更新所需要的時間可能為對（機械方面精確的）CMM進行標定的時間的兩倍。

Wenzel在傳統質量問題上采用一種“當代”方法。公司已經推出了一系列CMM，強調了用高精度機械元件作為誤差映射系統的替選方式。替代計算機算法，這些CMM采用由非常適合計量應用的穩定材料所組成的結構。例如為了實現較高的精度，CMM導軌經過精密磨削，并由工藝技術人員在采用自準直儀進行監控的情況下進行手動研磨。結合高精度軸承，用這種工藝生產出了非常精確的機床。

Geiseman先生說，用于制造映射式CMM的元件中常用的材料可能不很理想。他說：“如今，大多數CMM導軌都由組合材料組成，其中鋁占大多數。盡管鋁在制造過程中確實具備某些優點，但它是一種軟材料，很容易蠕動和產生變形。對于計量應用有可能穩定性不夠高。”除了在重量方面穩定性不夠高以外，鋁的膨脹系數比石墨的幾乎要高4倍。

另一個重要因素是CMM映射模糊了特定測量機的機械參數。Geiseman先生說：“在映射過程中，盡管測出了原始的非精確性，但是卻從來沒有給用戶反映出來。”由于不存在任何管理機構來核準設計的計量標準以及誤差映射的精度，因此在更換映像后用戶面臨巨大的非確定性。

這些因素使得人們更多地主張采用基于比較精確的硬件設計而不是軟件的傳統測量方式。Wenzel認為，高精度的機床依然是確保測量質量的最佳手段。Geiseman先生說：“與映射式CMM不同，機械方面精確的CMM沒有任何東西可以隱藏。用戶擁有權利了解一臺CMM具有零補償還是比OEM所聲明的數值高出10、20、30倍的非精確性。”