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你可能喜欢第九届中国国际模具技术和设备展览会（以下简称"模展"）于~14日在上海举行。本次模展与历届相比，盛况空前，展出面积为历届之最，达28000m2，摊位数达1500多个，与第八届相比面积约增加1倍左右。有关模具及其设备的国内外知名厂、商都参加了展出，展出了众多的新品、精品，体现了当代模具工业及其技术水平的强劲发展趋势，说明了模展将越办越好，越办越有生命力。本文就本届模展中的现代模具制造技术及设备进行评述。
1 加工中心与数控铣床
据不完全统计，本届参展的加工中心和数控铣床（不含经济型）共70余台，其中国外机床约28台；台湾机床约30台；大陆（包括合资、独资企业）约13台。参展厂商约44家，国外著名厂家如德国的德马吉（DMG）、斯宾纳（SPINNER）、海默（HERMLE）；日本的马扎科（MAZAK）、牧野（MAKINO）、大隈（OKUMA）、安田（YASDA）；瑞士的米克朗（MIKRON）、威力铭-马科黛尔（WILLEMIN-MACODEL）；美国的哈挺（HARDINGE）、法道（FADAL）、辛辛那提（CINCINNATI）、哈斯（HAAS）；英国的桥堡（BRIDGEPORT）；法国的鱼雷（HURIN）；韩国的斗山（DOOSAN）；意大利的菲迪亚（FIDIA）；新加坡的精湛等。台湾的永进、大立、立扬、高明、友嘉、匠泽、福裕、新卫、亚崴、扬铁、协鸿等厂商，有的直接带展品，有的委托代理商进行展出。大陆的汉川机床厂、北京第三机床厂等7家工厂和四家外资企业也展出了产品。日本的新日本工机和东芝公司展出了图片及样本资料。
总的来看，上述厂家展出的展品具有以下特点：
1.1 高速铣削（HSM）加工模具将日益普及
HSM（指主轴在10000r/min以上的）是模具加工工艺的发展方向，在本届展会上进一步得到体现。据统计国外28台展机有24台为HSM，占85%；中国台湾30台展机中13台为HSM，占43%。
瑞士的米克朗（MIKRON）公司展出的HSM立式加工中心，其主轴为30000r/min
/12.5kW，进给速度40m/min，加速度17m/s2 ，另外还有42000 r/min
/14kW和60000r/min
/8.5kW的选件。该机床为人造大理石床身，整体龙门式框架组成，并有喷油雾及水冷两套系统，故在高速下加工的模具精度高、表面粗糙度低，可大大减轻进一步加工的负担。
德国的德马吉（DMG）公司展出的DMC64立式加工中心，是一台相对该公司其他机床价位较低的HSM，其主轴12000
r/min，X轴70m/min
，其余二轴为40m/min，机床结构为X、Z轴导轨置于宽大的立柱上，X轴为直线电机驱动，工作台在床身导轨上作Y轴进给，机床可实现高速、高刚度，机床为全封闭控制，精度高，可实现高速精铣。该机床据说将在上海设厂生产，售价为人民币61.4万。该公司展出的新产品DMU
60L高速铣，在机床上同时装有一个转速为42000
r/min的高速铣头用于高速铣削和一个光束直径为0.04~0.1mm的YAG激光头用于精密雕刻。在集成有Laser
Soft 3D软件的Mill Plus IT
控制系统的控制下无需二次装卡即可完成铣削与雕刻，既保证了加工精度又节省了加工时间。
日本安田公司展出的YBM
950V型立式加工中心也是一台典型的HSM。该机床采用龙门框架式结构的整体立柱，刚性很好，X轴在龙门框架上移动，主轴电机与主轴间由可吸收震动的联轴器连接，可隔热、隔振。在机床的立柱、横梁及主轴滑块的空腔中注满水，可使温度恒定，并可吸收振动，所以主轴在20000
r/min高速下运行十分平稳，铣削表面粗糙度可达Ra0.4μm，在表演时采用等差法在一个自身铣削的平面上再将切深加大0.3μm,
按编程铣出的文字，在光照下清晰可见。
除此之外，日本的牧野、马扎克；德国的斯宾纳；英国的桥堡；法国的鱼雷；意大利的菲迪亚；美国的辛辛那提等展示的HSM，高速精铣的效果均很引人注目。
本届模展上，台商也展出了相当数量的HSM，不少台商虽然展机主轴只有8000r/min，但其样本上均有12000甚至2r/min的主轴可选购。永进机械的TCV41A立式加工中心在模展中首次展出，其主轴转速为12000r/min，采用机械传动，其电机通过隔热联轴器与主轴直联，主轴采用油气润滑，主轴扭距达72.8Nm(
7.14kg?m), X、 Y、
Z三轴快速均为48m/min，这是一台动柱式双交换工作台的机床，刀库置于机外，从而不影响机床刚度，机床采用ISO
10791-4标准，定位精度0.022mm,
重复定位精度0.012mm。立扬公司的MV204动柱卧式加工中心，其主轴10000r/min，选项可达15000r/min，双交换工作台的重复精度±2〞，按VDI3441标准的重复定位精度为0.008mm。匠泽的F5型立式加工心，主轴15000
r/min，并有选项2
r/min，其工作台负重1200N，三向快速为40/40/30，并保修3年。
综上所述，可见国外及台湾模具加工业的HSM已日益普及，通过这么多HSM的展出，势必对我国模具加工业产生影响，近年来不少模具厂已经尝试到了HSM不仅可提高效率，而且也可提高表面质量，从而减轻了精加工负担，缩短了制模周期。按照我国目前的工艺水平，一般机床主轴能达到
r/min，并能相应适当提高进给速度和快速性，使机床具有相应的刚度和精度，能充分发挥机床的效能，已可将我国模具制造工艺水平提高一大步了，我国对HSM的应用还需在此基础上推广。
值得一提的是HSM的应用必须有相应刀具和刀杆、刀套等工具配套，本次展览，不少工具厂商及其代理商也参加了展出。如瑞典山特威克公司;日本DIJET产业集团、大昭和精机株式会社；OSG的代理欧士机（上海）精密工具有限公司；上海恩迪亚贸易公司代理日本住友电工、德国WIDIA、KONET、DINE等，还有台湾的广杰机械，维旭机具厂、上海贺立国际贸易等，均展出了适合于高速精铣的各种刀具和附件。因此目前用于HSM的刀具、附件条件均已具备，故HSM加工模具的工艺将日益普及。
1.2 多轴联动机床用于模具加工日益增多
本届模展上有6台多轴联动加工中心展出，其中5台为五轴联动。复杂模具很多型面需多轴联动机床加工，特别是球头刀，在高速铣削时要避免刀具在"0"速区切削，需要主轴与型面保持一定倾角，所以国外模具厂已将多轴联动机床应用于模具加工。展品中的多轴联动机床有：
德国海默（HERMLE）公司展出的C600U五轴联动立式加工中心。这是在柱动立式加工中心基础上增加一个绕X轴摆动的工作台形成A轴，在其台面上装置一个圆工作台为C轴，在X
三轴控制刀具位移的同时，工件在圆工作台上回转和绕X轴摆动，从而构成五轴联动，用来铣制汽车轮胎模非常合适。该机床主轴10000
r/min为HSM。
德国的德马吉（DMG）展出的DMU50E
VOLUTION五轴立式加工中心和DMU60T五轴加工中心各有特色，前者是在工作台系统实现B
轴控制，后者是铣头摆动实现B轴动作，工作台回转实现C轴。两台机床都是HSM。
瑞士威力铭-马科黛尔的W-408S
及W-428两台五轴联动立式加工中心与DMG的一样，也是一台由工作台作B、C
轴运动，一台由铣头作B轴，工作台作C轴，前者规格小，用于加工铜电极。两台也都是HSM。
1.3 数控铣床各具特色
具有各类专家系统的数控铣床：
日本牧野（MAKINO）展出了KE55型数控立铣,
这是一台全功能数控铣床，为了方便模具加工，它将模具加工采用的铣斜角、铣园、铣方的型腔和凸台攻丝和钻孔等系统（SkiLL-MASTER功能）固化并制成功能键，操作者只需作简单设定即可自动完成所需的形状加工。除此，该机床还可运行正常的数控程序，操作者极易掌握。
横梁移动桥式数控龙门铣床是首次展出：这是一种工作台固定由横梁移动进行加工的数控龙门铣床，国外称之为高架桥式数控龙门铣。近年来国外发展很快，已有多家工厂生产，意大利的兰宝迪、德国的瓦德里希-济根等均有产品，颇受模具行业重视。台湾的快捷机械股份有限公司展出一台型号为GTV-96型小型横梁移动数控龙门铣床，其X、
Y、 Z三轴行程为900/600/500
mm，主轴24000r/min/29kW，是一台HSM。该系列机床有多种规格，最大的X、
Z三轴行程为0mm，工作台承重5T。此外，新日本工机在展出的图片中也有与此相同的DCV型超高速铣床，该机床还配置了双摆铣头，可实现五轴联动加工。另外北京第三机床厂最近也研制出XK2912数控动梁龙门铣床，会上提供了样本，其工作台为mm，XYZ三向行程为0mm，这类机床由于其承载能力大，占地面积小，相对价位低，所以将给模具行业带来一种新的选择。
数控铣床上的装夹模块有新的方法：传统的工件装夹是用螺丝压板，本届模展意大利泰磁（TECNOMAGNETE）公司展出了一种用于加工中心和数控铣床的永磁吸盘及浮动等高垫。工件置于其上，断电时吸牢，通电时可卸去工件，同时退磁。该吸盘装在机床上可承受强力铣削加工；浮动等高垫可使工件装夹平面在不平时也能吸牢。类似产品上海伟求永磁设备有限公司也有生产，该产品主要用于磨削作业，能否用于铣削，还需试验。
1.4 数控模具雕刻机又有进步
本届模展上意大利Cielle公司展出了BETA 40-35、GAMMA 60-50、EPSILON
60-40三台数控雕刻机，其中，GAMMA 60-50的主轴转速为40000
r/min，主轴功率为7.6kW，最大雕刻速度可达40m/min。北京精雕公司推出了一系列（JDEM、JDDMS、JDZM、JDXM、JDDZ）数控精密雕刻机，有专门用于鞋模雕刻的JDXM
CNC雕刻机、有适合批量生产提高效率的双Z轴JDDZ CNC雕刻机。
1.5 车铣复合加工机床首次展出
日本的马扎克（MAZAK）展出了一台型号为INTEGREX 200 ⅡV型带Y
B轴的车铣复合加工机床，这是一种多功能机床，它集车、铣、镗、钻、攻丝等多种功能
，使工件在一次装夹下完成全部或大部分加工功能。该机为车床造型，同一轴线上有2个主轴，垂直于主轴轴线方向为刀架滑板，其上装有可延Y轴移动并具有B轴摆动功能的铣头，在此刀架旁设有刀库，可与摆动铣头换刀，从而使该车铣复合加工机床在实现X
C车床传统的动作外又增加了Y轴和B轴，从而实现多功能复合加工的目的。
2 电火花加工机床
这次参展的电火花加工机床（EDM）在模具加工设备中可以说阵容最强、数量最多，充分体现了在模具制造中EDM有着不可替代的作用和重要地位。这次参展的厂商共有38家，其中国内厂商33家，国外厂商5家。国内外一些知名厂商都参加了展出。这次展出的EDM设备共计112台，国外参展有16台，其中低速走丝电火花线切割机床（LSWEDM）7台、数控电火花成型机床（NCSEDM）7台，其他EDM
，主要参展商有：瑞士阿奇夏米尔公司、日本沙迪克公司、日本三菱公司、日本牧野及韩国等。国内大陆参展有85台：电火花线切割机床（WEDM）38台、其中LSWEDM
5台；电火花成型机（SEDM）33台，其中NCSEDM 4台，其它EDM
14台。主要参展厂商有：苏州电加工机床研究所（中特公司）、汉川机床有限责任公司、苏州沙迪克三光机电有限公司、北京阿奇夏米尔工业电子有限公司、北京迪蒙卡特机械电子设备技术有限责任公司、苏州市金马机械电子有限公司、常州第二机床厂（展出EDM
1250K 大型龙门式NCSEDM）等等。台湾参展EDM有11台：其中LSNEDM
5台、NCSEDM 2台、SEDM 3 台、其它EDM 1台。
这次展出的大部分EDM的性能、特点已在《电加工与模具》杂志上陆续进行过报道，故本文只对有关重点问题进行讨论。
2.1 NCSEDM 主轴高速性能的发展趋势
由于主轴高速性能可实现优异的深槽、窄缝加工，还可实现免冲液加工，使流场均匀，间隙变小，得以提高加工精度和精加工效率，又由于免冲液加工可避免侧面二次放电，使型腔变得轮廓清晰等一系列优点，故主轴的高速性能越来越引起人们的重视，这次模展上展出的NCSEDM
的高速主轴又有新进展。应该说主轴高速性能的应用价值早就有所认识，但直到直线电机的开发，以及日本沙迪克公司首先在NCSEDM
上的应用，使高速主轴有了新的发展，对其应用价值才有了更深一步的认识。本次模展上，沙迪克公司又展出了AQ35L、AM3L直线电机主轴的NCSEDM。但值得注意的是，这次瑞士夏米尔公司展出的ROBOFORM
35P，采用交流电机实现了主轴高速跳跃的目的，其主轴速度可达60~70mm/s，加速度为1m/s2
，比以往的主轴速度提高了4倍，这主轴速度与直线电机最大速度相比虽有较大差距，但深槽窄缝工艺实验证明,
同样具有优异的加工性能，并可达到提高精加工效率和提高加工精度的目的。这种高频抬刀（跳跃）方式也配以积极的自适应控制和专家系统，可按加工深度随时改变脉冲停歇时间，抬刀高度、抬刀频率以及控制集中放电的门槛值。例如，采用石墨/紫铜电极，免冲液加工15mm×2mm深100mm的窄缝，Ra4.0μm，仅用4h50min，与普通加工方式相比，效率提高3倍以上，且型腔侧面的垂直度可达0.02mm。又例如，用石墨电极进行40mm×30mm×0.8（厚）mm，斜度为0.5o的精细窄槽加工、加工深度为18mm，Ra2.2μm，与常规加工相比，其加工效率提高87%。
值得指出的是，精密深槽、窄缝加工在型腔模加工中具有重要意义，因为目前型腔模中深槽、窄缝有日益增加的趋势，而用常规加工和镶拼的措施是相当困难的。型腔模具中的深槽、窄缝一般都形成制品的加强筋板或风冷的翅片。型腔中的深槽、窄缝一般深50mm左右，但近来100mm的筋板和翅片也不少。在实际制造中，一般深槽、窄缝都由SEDM加工，由于加工面积小，因而加工规准也较小，这样形成的放电间隙也小，故加工越深，排屑就越困难，常规的加工方法是冲油加抬刀，这种加工方式加工20mm深犹可，再深就较为困难了，主要表现在效率低下，有时还会烧弧、侧面的二次放电使深槽、窄缝的精度变差等，所以为什么主轴高速性能，免冲液加工显得越来越重要，已成为NCSEDM一个重要的发展方面。
2.2 LSWEDM将成为今后市场的热点
这次参展的国内外LSWEDM达17台之多，是历届模展中最多的一次，从近几年的LSWEDM市场发展来看，LSWEDM的前景看好。
2.2.1 能进行精密冲压模加工已成为LSWEDM发展的基础
以往LSWEDM的加工表面质量问题，特别是硬质合金冲压模加工表面软化层的问题，一直受到模具界的质疑，认为LSWEDM只能进行半精加工，而精加工应由坐标磨来完成，有的坐标磨难于加工的模具，则采用镶拼结构，以便采用坐标磨、光曲磨等进行加工。直到LSWEDM技术不断发展，特别是无电解脉冲电源、优化能量脉冲电源的开发、去离子水对离子的控制等，使LSWEDM加工的表面质量大为改观，还加上一系列精密加工技术的开发，使LSWEDM发展达到了一个新的阶段，在这方面，这次模展中具有代表性的产品有：瑞士阿奇公司的EXCELLENCE机床能获得轮廓度TKm±1.5μm，及Ra0.1μm的加工质量，适合于精密冲压模的加工；日本沙迪克公司展出的AP200L可进行水、油二种工作液加工，在加工硬质合金梳齿的节距为0.2mm工件时，采用Φ0.05mm的碳化钨丝及油工作液，其加工精度为±1.0μm，及Ra0.09μm；日本三菱公司FA20M机床的高效防电解电源，其最大切割速度达325mm2/min（Φ0.3mm电极丝，浸入式加工），在加工高60mm的凹槽型工件时，其直线度为2~3μm，最佳表面粗糙度Ra0.18μm；日本牧野展出的ｕ32i也具有较高的水平。这些高精度机床的开发应用，都将对LSWEDM的进一步发展和市场开拓起到积极的推动作用。
2.2.2 LSWEDM将成为我国今后市场的热点
这次展出的除苏州电加工机床研究所、苏州沙迪克三光机电有限公司的DK7632机床外，北京阿奇夏米尔公司在原有自行开发的基础上，这次展出新型号XENON机床、汉川机床有限责任公司第一次展出了自行开发的HCX300、HCX250二台LSWEDM，根据所了解的情况，我国生产LSWEDM的厂家预计今后将越来越多。2001年产量约150台，2002年预计250~300台左右，市场将不断发展，前景确实看好。造成市场不断发展主要原因是：①用户的水平在不断提高，不再满足粗放型的生产方式，为获得更高的利润必须生产技术含量较高的产品，因此设备的要求也高了。例如，电机定转子自动叠铆多工位进给模是高技术模具，利润较高，但这种模具离不开高精度LSWEDM。②随着用户经济实力不断提升，特别是模具行业的全面好转，具备了购买中、高档设备的条件，使LSWEDM的销售量逐年增加。③EDM行业经过多年引进、开发、技术合作、合资等方式，一批企业已具备开发LSWEDM的能力。目前国内LSWEDM水平基本达到：最大切割速度200~300mm/min，Ra0.5~0.6μm，加工尺寸精度约0.065mm，具有防电解电源及优化脉冲能量电源等，总体来说，与国外先进水平还有一定差距，但已具有一定的水平，可能将成为EDM行业首先达到或接近国外先进水平的产品。
2.2.3 LSWEDM的价格竞争已经开始
国内目前LSWEDM大致有二个档次的价位，一为20~25万元/台价位，一为45~50万元/台价位。这次模展上我们看到日本三菱公司在大连组装生产的RA90机床，其X、
Y行程为320mm×250mm，采用防电解（AE3-HS）电源，最大加工速度达325mm2/min，具有最大能量控制（PM2）功能及E.
R专家系统等等。加工表面粗糙度Ra0.37μm，可加工R0.11mm的内角，总的来说其性能优于国内产品，但由于该机床在国内生产组装，价格大幅下降，不带自动穿丝的AR90虽比国内LSWEDM价位要高，但已相差不大，这对国产50万元/台的机床造成一定竞争压力。
展出的台湾LSWEDM同样存在这一问题，例如台湾心昌生产的TW30，其X
、Y行程为350mm×250mm，最大加工速度达200mm2/min，最高加工精度为4~5μm，Ra0.5μm，从性能来看，基本与大陆的LSWEDM的相当，价格也相差不大，但与大陆的机床相比，一般来说台湾机床的可靠性、稳定性等方面具有较高的声誉，所以国内（大陆）的LSWEDM同样还会遇到台湾机床的价格性能比的激烈竞争。
2.3 高速走丝电火花线切割机床（HSWEDM）及专用EDM设备的新动向
本届模展上HSWEDM有33台之多，重点介绍北京市电加工研究所（北京迪蒙斯巴克公司）展出的mincut
100机床。该机床采用横向走丝结构，走丝路线呈三角型，加工区域的丝段呈水平放置，工件垂直放置在工作台上，这样加工区开档可根据工件厚度任意调节，减少了加工区的丝振动，并且又由于克服了传统走丝系统的路线长、环带多，易引起丝振动的缺点，故提高了加工质量，消除了振纹，还由于丝架中心可绕中心轴转动，故又可进行斜度切割。该机床还可实现多次切割，最佳表面粗糙度Ra0.8μm。并能进行Φ0.05mm的细丝切割，能切割Z=8、M=0.062、D=0.469mm、α=20o的微型齿轮。
苏州电加工机床研究所首次展出了新开发的DK632数控电火花精密小孔内圆磨床、磨削孔径范围为Φ0.2~20mm，深径比200：1，磨孔精度高，其圆度为3μm、Ra0.3μm，能磨削机械磨削无法加工的高硬度、高脆性、高韧性材料的深小孔。广泛应用于航天航空、轻工机械及军工等领域。
3 数控精密磨床
本届模展上日本株式会社和井田制作所、FSK株式会社古川精机制作所分别展出了JG-15CPX五轴四联动数控坐标磨床、FSK-6300六轴四联动数控坐标磨床的样本及加工样件，其中FSK-6300的特点是精度高（定位精度为0.001mm、轮廓精度为0.0025mm/Φ100mm），Z轴既可参与联动也可独立控制，使其对连接的内外圆柱面、锥面、环面、底平面连续加工，机床配有高精度自旋转台，（回转精度：0.5μm，转速：0~750r/min）其气动磨头的转速可达200000
r/min，具有砂轮磨损自动补偿功能（注：定位精度非VDI标准）。
瑞士Studer公司展出了S31Lean CNC/S31
CNC数控精密万能外圆磨床，（中心高175mm，顶尖距：650mm）该机床采用回转式砂轮头架，可装二个外圆砂轮和一个内圆磨头，一次装卡就可完成内外圆磨削和内圆磨削，其同轴度、不园度可达1μm，数控系统具有Studer图标编程软件，大大简化了操作。据介绍该公司即将推出的S41
CNC 型将具有车削功能，用于提高磨削效率。
日本株式会社和井田制作所展出了PGX-2500SP高速数控成型磨床，其砂轮主轴转速为30000
r/min，可实现镜面磨削（Ra0.032μm）。机床配有大屏幕（500mm×500mm）的高精度投影装置。适用于小型精密零件的加工。
4 三坐标测量机、扫描仪
4.1 三坐标测量机
本届模展上意大利COOD3公司展出了采用铝合金结构并具有温度补偿的桥式、龙门式三坐标测量机、用于车身测量的水平臂式三坐标测量机、用于车间环境的多功能（测量和划线）测量机，配备WinMeil
测量软件可进行自动和手动测量，对于双臂机型的两个单臂可进行组合测量，并具有防碰撞功能。配备ARCO
测量软件可与CAD系统连接，直接读入IGES等常用格式的工件模型控制测量系统以完成相应的测量工作。
我国青岛前哨朗普公司展出了GAGE 2000、GLOBL、IMAGE、ZOO 3L、BRAVO
NT等高精度三坐标测量机八台，显示了该公司的实力，可配接触式、非接触式和扫描式测头，配备可与CAD系统双向连接的PC-DIMS通用测量软件。
德国WERTH公司展出了Scope-Check 400（通用型）、Video-Check-IP HA
400（精密型）多功能测量机。其特点是配有视像测头、接触式测头、可跟踪80o倾斜面的激光测头和测头半径只有12.5μm的光纤测头。可进行接触式测量、非接触式测量，也可配SP600扫描头作连续扫描用。Video-Check-IP
400的分辨率为0.01μm，测量误差为0.5+L/500（μm）。配有WINWERTH三维测量软件，它的影像处理技术具有自动识别测量几何元素的功能，它的CAD
ONLINE/ CAD OFFLINE
软件模块具有与CAD系统连接进行自动编程的功能。
美国CIMCORE公司展出的3000i
系列便携式三坐标测量机，其测量臂采用碳素纤维材料（强度高、温度影响小）制作，配有三个可快速更换的球型和针式测头，更换测头后由软件自动识别，不必重新校准，该测量机的各关节臂可无限旋转，在各种场合使用无死点，其测量精度为0.05mm。
美国FARO公司的FARO ARM
便携式三坐标测量机，装有温度补偿器，使其可在0~45℃的环境中使用，测量精度为±0.025mm。
4.2 扫描仪、便携式扫描仪
英国RENISHAW 公司展出的CYCLONE
2高速扫描仪，配有接触式测头和激光扫描头，在同一台仪器上可进行接触式扫描和非接触式扫描，其接触式探针采用磁性连接保护测头不受损坏，其激光扫描的精度为0.05mm，扫描速度为6m/min。
西安交通大学和台湾智泰科技公司合作开发的LSH型激光扫描仪是一种基于三角测量原理通过将激光束照射到物体表面，利用二个CCD
摄取物体表面上的二维变形线图像，从而求出相应的坐标。其扫描精度为±0.05mm。
德国GOM公司展出的ATOS流动式光学扫描仪，测量时将光带投射于被测工件上，基于光学三角型原理由摄像机摄取光带影像，经数码影像处理器处理并计算出工件的坐标。其精度为0.1mm/m。
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