用不斷涌現(xiàn)現(xiàn)代精密量?jī)x現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)全球車

    (3)剃齒刀閉環(huán)制造系統(tǒng)――日本大阪精機(jī)將齒輪測(cè)量?jī)x器和剃齒刀磨床通過(guò)計(jì)算機(jī)聯(lián)系起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)的剃齒刀磨齒系統(tǒng)：將初磨后測(cè)量的結(jié)果和剃齒刀數(shù)據(jù)庫(kù)中的參數(shù)進(jìn)行比較，再對(duì)磨齒機(jī)加工參數(shù)進(jìn)行修正，從而保證精磨合格。

    2.3在線在機(jī)測(cè)量技術(shù)

    在線在機(jī)測(cè)量技術(shù)以及工位量?jī)x、主動(dòng)量?jī)x是大批量生產(chǎn)時(shí)保證加工質(zhì)量的重要手段。計(jì)量型儀器進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、融入生產(chǎn)線，監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程。對(duì)儀器的高可靠性、高效率、高精度以及質(zhì)量統(tǒng)計(jì)功能、故障診斷功能提出了新的要求，而近年來(lái)的各種在線在機(jī)測(cè)量?jī)x器滿足了這些要求。

    （1）三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)入汽車大型覆蓋件生產(chǎn)線――美國(guó)Brown&；Sharp公司的Bravo-NT測(cè)量機(jī)可在汽車生產(chǎn)線上對(duì)車身尺寸實(shí)施在線測(cè)量并充分滿足汽車生產(chǎn)線對(duì)測(cè)量節(jié)拍、測(cè)量精度和測(cè)量可靠性的要求。

    （2）大齒輪/成型齒輪磨齒機(jī)的機(jī)載齒輪測(cè)量裝置――德國(guó)Kapp公司磨齒機(jī)的機(jī)載齒輪測(cè)量裝置是一個(gè)典型事例。測(cè)量系統(tǒng)和機(jī)床集成一體，可在工件試磨后馬上進(jìn)行在機(jī)檢測(cè)，測(cè)量信息處理后能反饋至機(jī)床，及時(shí)修正加工參數(shù)。特別有利于大型、重型齒輪和大批量齒輪的成形磨削加工。

    （3）汽車齒輪在線測(cè)量分選機(jī)――美國(guó)ITW公司展出的齒輪在線自動(dòng)分選機(jī)（見(jiàn)圖12）。該儀器作為一種改型的齒輪雙面嚙合在線檢測(cè)分選機(jī)，具有特殊的二維齒向測(cè)量機(jī)構(gòu)，除了測(cè)量齒輪徑向綜合偏差、齒厚、加工毛刺及磕碰缺陷以外，還能測(cè)量雙嚙齒向偏差和雙嚙齒向錐度偏差等齒輪誤差，能滿足對(duì)批量生產(chǎn)汽車齒輪100%的在線檢測(cè)和自動(dòng)分選的要求。

    （4）火車車輪（熱鍛及冷加工）在線檢測(cè)系統(tǒng)――合肥工業(yè)大學(xué)為馬鞍山鋼鐵公司的火車車輪（熱鍛及冷加工）在線檢測(cè)系統(tǒng)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，滿足了對(duì)熱鍛車輪毛坯和精車車輪輪廓形狀和幾何尺寸精度的100%的質(zhì)量監(jiān)測(cè)。

    2.4大尺寸、復(fù)雜幾何型面輪廓測(cè)量技術(shù)及儀器、反求工程測(cè)量技術(shù)及儀器的發(fā)展

    （1）可移動(dòng)、多關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，便于現(xiàn)場(chǎng)使用――Poli、Fardarm公司的多關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，采用了高精度光柵和內(nèi)置平衡系統(tǒng)，且?guī)в袦囟妊a(bǔ)償，精度可達(dá)±0.025mm/1.2m球；加拿大EAGLE精密技術(shù)公司的EPTTMS-100彎管測(cè)量系統(tǒng)，具有接觸式和紅外非接觸式兩種測(cè)頭，以及與數(shù)控彎管機(jī)全兼容的零件庫(kù)和誤差校正信息庫(kù)，可與數(shù)控彎管機(jī)集成為一個(gè)完整的、信息融通的閉環(huán)彎管制造系統(tǒng)，特別適用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)。

    （2）視覺(jué)測(cè)量技術(shù)和測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)用廣泛――天津大學(xué)的汽車大型覆蓋件在線測(cè)量系統(tǒng)。采用兩臺(tái)或多臺(tái)高精度經(jīng)緯儀和專用基準(zhǔn)精密靶標(biāo)進(jìn)行測(cè)量?jī)x器的現(xiàn)場(chǎng)精度校準(zhǔn)，精度高、速度快，得到用戶一汽大眾等的好評(píng)。該項(xiàng)目榮獲了科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。復(fù)雜形面焊接件、沖壓件模具或工件幾何尺寸的CCD視覺(jué)檢查儀器，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外得到了迅速的發(fā)展。

    （3）激光測(cè)量?jī)x――API的6維激光測(cè)量系統(tǒng)、Leize公司的激光測(cè)量?jī)x，帶有紅外激光絕對(duì)長(zhǎng)度測(cè)量（ADM）系統(tǒng)，可用于大尺寸復(fù)雜形面輪廓的測(cè)量。

    2.5激光測(cè)量技術(shù)和儀器

 隨著激光測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，納米分辨率激光干涉測(cè)量系統(tǒng)在超精測(cè)量和超精加工機(jī)床上得到廣泛應(yīng)用。

    (1)英國(guó)Renishaw公司展出的金牌M10激光干涉測(cè)量系統(tǒng)，配備了靈敏度和精度更高的溫度、氣壓、濕度傳感器和金牌EC10環(huán)境補(bǔ)償裝置，提高了測(cè)量精度，其穩(wěn)頻精度可達(dá)±0.05ppm,線性測(cè)量精度±0.7ppm，分辨率可達(dá)1納米，是激光測(cè)量技術(shù)發(fā)展的典型代表。

    (2)德國(guó)SIOS的小型激光干涉儀系列產(chǎn)品，有微型平面干涉儀、激光干涉測(cè)頭等，可以和用戶多種測(cè)量系統(tǒng)結(jié)合，據(jù)稱特別適用于完成各種小尺寸范圍的納米測(cè)量任務(wù)。

    (3)光動(dòng)（OPTODYNE）公司的激光向量測(cè)量技術(shù)，是一種采用對(duì)角線方向測(cè)量數(shù)控機(jī)床空間位置精度的新方法，能提高在機(jī)檢測(cè)數(shù)控機(jī)床的精度和檢測(cè)速度（見(jiàn)圖16）。API的六維激光測(cè)量系統(tǒng)，一次安裝調(diào)試后，可同時(shí)測(cè)量數(shù)控機(jī)床的6項(xiàng)精度，為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)控機(jī)床的檢測(cè)提供了另一種快速準(zhǔn)確的檢測(cè)與診斷手段。

    2.6微、納米級(jí)高精度傳感器

    傳感器向小型化、微、納米級(jí)精度發(fā)展，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性更強(qiáng)，精度更高。

    (1)北京標(biāo)普及HEIDENHAIN的納米光柵技術(shù)和納米光柵數(shù)字式位移傳感器系列產(chǎn)品，將光柵傳感器的精度和分辨率提高了一個(gè)等級(jí)。標(biāo)普的光柵納米傳感技術(shù)，解決了納米光柵的工作原理、納米光柵的制造技術(shù)、納米光柵信號(hào)的讀取技術(shù)和信號(hào)細(xì)分技術(shù)以及納米機(jī)械的制造等難題，取得了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并已經(jīng)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，其測(cè)量系統(tǒng)的精度在100毫米上小于±20納米。產(chǎn)品除在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷售外，還遠(yuǎn)銷國(guó)外。北京珍寶智能機(jī)器技術(shù)公司的智能化電感頻變式比較儀的示值變動(dòng)性不大于0.003微米，示值誤差不大于±（0.003+0.005A）微米（式中A為示值），已為國(guó)內(nèi)多家塊規(guī)制造廠所采用。

    (2)三坐標(biāo)機(jī)測(cè)頭向高精度、小型化的發(fā)展：RENISHAW的SP80超高精度數(shù)字式掃描測(cè)頭，分辨率為0.02微米；ZEISS的VAST三維6向掃描測(cè)頭系統(tǒng)，采用平行機(jī)構(gòu)，分辨率為0.05微米，掃描范圍達(dá)2毫米。Werth的光纖測(cè)頭，半徑僅為12.5微米，號(hào)稱世界最小，適用于超細(xì)、超精密工件的測(cè)量。

    2.7測(cè)量軟件功能的增強(qiáng)和擴(kuò)展

    (1)測(cè)量軟件已從“被動(dòng)”的測(cè)量數(shù)據(jù)處理和單個(gè)產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)定，發(fā)展為“主動(dòng)”的生產(chǎn)過(guò)程加工質(zhì)量的監(jiān)控和故障診斷，SPC得到普遍應(yīng)用；測(cè)量?jī)x器精度補(bǔ)償軟件和加工機(jī)床參數(shù)反饋調(diào)整軟件的，為實(shí)現(xiàn)“零廢品”制造提供了技術(shù)支撐；

    (2)相同或不同類型多傳感器海量測(cè)量數(shù)據(jù)的集成融合技術(shù)，大大提高了反求工程的制造質(zhì)量并縮短了周期：華中科技大學(xué)的復(fù)雜形狀零件的測(cè)量、集成建模和面向制造的設(shè)計(jì)軟件的成功大大擴(kuò)展了軟件的功能；

    (3)對(duì)虛擬測(cè)量技術(shù)和虛擬儀器（虛擬量?jī)x）的研究不斷深入，NI產(chǎn)品不斷更新：如重慶大學(xué)的傻瓜型虛擬儀器適合國(guó)情，推出的網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器前景誘人。

    3分析與結(jié)語(yǔ)

    縱觀近幾屆CIMT，國(guó)內(nèi)量具量?jī)x產(chǎn)品與國(guó)外的差距主要表現(xiàn)在以下幾方面：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)老化，品種和規(guī)格多年來(lái)變化甚少，產(chǎn)品性能及可靠性提高不明顯，高新技術(shù)及其相應(yīng)產(chǎn)品速度緩慢。尤其突出的是缺乏自主創(chuàng)新的技術(shù)和特色產(chǎn)品。由于量?jī)x與生產(chǎn)的技術(shù)難度大，投資多而見(jiàn)效慢，前幾年有的專業(yè)量?jī)x生產(chǎn)廠因效益驅(qū)動(dòng)，迫于市場(chǎng)壓力被迫轉(zhuǎn)產(chǎn)；近兩年，由于我國(guó)汽車制造業(yè)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了我國(guó)量?jī)x制造業(yè)的復(fù)蘇，市場(chǎng)情況明顯好轉(zhuǎn)，一些產(chǎn)品甚至出現(xiàn)了供不應(yīng)求的面。在此大好形勢(shì)下，行業(yè)企業(yè)紛紛抓緊機(jī)遇，生產(chǎn)和技術(shù)，取得了一些可喜成績(jī)。如哈爾濱量具刃具集團(tuán)有限責(zé)任公司今年成功出測(cè)量范圍達(dá)2米的CNC3920大型齒輪測(cè)量?jī)x（見(jiàn)圖20），可以滿足我國(guó)重型機(jī)械、船舶、軍工等行業(yè)對(duì)高精度大型齒輪的測(cè)量要求，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。西安愛(ài)德華作為我國(guó)精密量?jī)x制造行業(yè)中快速崛起的新秀，其三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)系列產(chǎn)品的和生產(chǎn)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)躍居第二，僅次于B&；S前哨。近年該公司還了激光干涉測(cè)量?jī)x和圓度儀，不斷向精密測(cè)量?jī)x器的高新領(lǐng)域發(fā)展。由于企業(yè)本身?yè)碛袕?qiáng)大的自主能力和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，因此具有強(qiáng)勁的生命力和良好的發(fā)展空間。

    哈量近期的2米齒輪測(cè)量?jī)x

    但是總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)精密測(cè)量技術(shù)和儀器的現(xiàn)狀仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國(guó)內(nèi)機(jī)械裝制造業(yè)迅速發(fā)展的需求，尤其是在先進(jìn)測(cè)量技術(shù)和儀器的基礎(chǔ)理論研究、共性關(guān)鍵技術(shù)的方面與國(guó)外的差距越來(lái)越大。反思起來(lái)，過(guò)去把機(jī)械行業(yè)專業(yè)研究所一刀切，統(tǒng)統(tǒng)轉(zhuǎn)為企業(yè)是否是明智之舉？技術(shù)投入減少、技術(shù)骨干人員流失，對(duì)精密測(cè)量?jī)x器制造業(yè)的發(fā)展已經(jīng)造成不良影響。建議相關(guān)門應(yīng)該盡快采取措施，通過(guò)政策傾斜，加大對(duì)“精密工具工程技術(shù)中心”的投入，有選擇性的、適當(dāng)恢復(fù)或組建為數(shù)有限的一些非盈利的、資助的專業(yè)研究所，重點(diǎn)研究有關(guān)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防軍工發(fā)展的高新技術(shù)，引導(dǎo)和推動(dòng)行業(yè)技術(shù)水平的提高。