用不斷涌現(xiàn)現(xiàn)代精密量儀現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢全球車

    (3)剃齒刀閉環(huán)制造系統(tǒng)――日本大阪精機將齒輪測量儀器和剃齒刀磨床通過計算機聯(lián)系起來，構(gòu)成一個閉環(huán)的剃齒刀磨齒系統(tǒng)：將初磨后測量的結(jié)果和剃齒刀數(shù)據(jù)庫中的參數(shù)進行比較，再對磨齒機加工參數(shù)進行修正，從而保證精磨合格。

    2.3在線在機測量技術(shù)

    在線在機測量技術(shù)以及工位量儀、主動量儀是大批量生產(chǎn)時保證加工質(zhì)量的重要手段。計量型儀器進入生產(chǎn)現(xiàn)場、融入生產(chǎn)線，監(jiān)控生產(chǎn)過程。對儀器的高可靠性、高效率、高精度以及質(zhì)量統(tǒng)計功能、故障診斷功能提出了新的要求，而近年來的各種在線在機測量儀器滿足了這些要求。

    （1）三坐標測量機進入汽車大型覆蓋件生產(chǎn)線――美國Brown&；Sharp公司的Bravo-NT測量機可在汽車生產(chǎn)線上對車身尺寸實施在線測量并充分滿足汽車生產(chǎn)線對測量節(jié)拍、測量精度和測量可靠性的要求。

    （2）大齒輪/成型齒輪磨齒機的機載齒輪測量裝置――德國Kapp公司磨齒機的機載齒輪測量裝置是一個典型事例。測量系統(tǒng)和機床集成一體，可在工件試磨后馬上進行在機檢測，測量信息處理后能反饋至機床，及時修正加工參數(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）汽車齒輪在線測量分選機――美國ITW公司展出的齒輪在線自動分選機（見圖12）。該儀器作為一種改型的齒輪雙面嚙合在線檢測分選機，具有特殊的二維齒向測量機構(gòu)，除了測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，能滿足對批量生產(chǎn)汽車齒輪100%的在線檢測和自動分選的要求。

    （4）火車車輪（熱鍛及冷加工）在線檢測系統(tǒng)――合肥工業(yè)大學為馬鞍山鋼鐵公司的火車車輪（熱鍛及冷加工）在線檢測系統(tǒng)填補了國內(nèi)空白，滿足了對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。

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

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

    （2）視覺測量技術(shù)和測量系統(tǒng)應(yīng)用廣泛――天津大學的汽車大型覆蓋件在線測量系統(tǒng)。采用兩臺或多臺高精度經(jīng)緯儀和專用基準精密靶標進行測量儀器的現(xiàn)場精度校準，精度高、速度快，得到用戶一汽大眾等的好評。該項目榮獲了科技進步二等獎。復雜形面焊接件、沖壓件模具或工件幾何尺寸的CCD視覺檢查儀器，近年來在國內(nèi)外得到了迅速的發(fā)展。

    （3）激光測量儀――API的6維激光測量系統(tǒng)、Leize公司的激光測量儀，帶有紅外激光絕對長度測量（ADM）系統(tǒng)，可用于大尺寸復雜形面輪廓的測量。

    2.5激光測量技術(shù)和儀器

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

    (1)英國Renishaw公司展出的金牌M10激光干涉測量系統(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)境補償裝置，提高了測量精度，其穩(wěn)頻精度可達±0.05ppm,線性測量精度±0.7ppm，分辨率可達1納米，是激光測量技術(shù)發(fā)展的典型代表。

    (2)德國SIOS的小型激光干涉儀系列產(chǎn)品，有微型平面干涉儀、激光干涉測頭等，可以和用戶多種測量系統(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量任務(wù)。

    (3)光動（OPTODYNE）公司的激光向量測量技術(shù)，是一種采用對角線方向測量數(shù)控機床空間位置精度的新方法，能提高在機檢測數(shù)控機床的精度和檢測速度（見圖16）。API的六維激光測量系統(tǒng)，一次安裝調(diào)試后，可同時測量數(shù)控機床的6項精度，為生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)控機床的檢測提供了另一種快速準確的檢測與診斷手段。

    2.6微、納米級高精度傳感器

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

    (1)北京標普及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等級。標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)、納米光柵信號的讀取技術(shù)和信號細分技術(shù)以及納米機械的制造等難題，取得了自主知識產(chǎn)權(quán)，并已經(jīng)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，其測量系統(tǒng)的精度在100毫米上小于±20納米。產(chǎn)品除在國內(nèi)市場銷售外，還遠銷國外。北京珍寶智能機器技術(shù)公司的智能化電感頻變式比較儀的示值變動性不大于0.003微米，示值誤差不大于±（0.003+0.005A）微米（式中A為示值），已為國內(nèi)多家塊規(guī)制造廠所采用。

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

    2.7測量軟件功能的增強和擴展

    (1)測量軟件已從“被動”的測量數(shù)據(jù)處理和單個產(chǎn)品質(zhì)量評定，發(fā)展為“主動”的生產(chǎn)過程加工質(zhì)量的監(jiān)控和故障診斷，SPC得到普遍應(yīng)用；測量儀器精度補償軟件和加工機床參數(shù)反饋調(diào)整軟件的，為實現(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：華中科技大學的復雜形狀零件的測量、集成建模和面向制造的設(shè)計軟件的成功大大擴展了軟件的功能；

    (3)對虛擬測量技術(shù)和虛擬儀器（虛擬量儀）的研究不斷深入，NI產(chǎn)品不斷更新：如重慶大學的傻瓜型虛擬儀器適合國情，推出的網(wǎng)絡(luò)化虛擬儀器前景誘人。

    3分析與結(jié)語

    縱觀近幾屆CIMT，國內(nèi)量具量儀產(chǎn)品與國外的差距主要表現(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。由于量儀與生產(chǎn)的技術(shù)難度大，投資多而見效慢，前幾年有的專業(yè)量儀生產(chǎn)廠因效益驅(qū)動，迫于市場壓力被迫轉(zhuǎn)產(chǎn)；近兩年，由于我國汽車制造業(yè)的快速發(fā)展，帶動了我國量儀制造業(yè)的復蘇，市場情況明顯好轉(zhuǎn)，一些產(chǎn)品甚至出現(xiàn)了供不應(yīng)求的面。在此大好形勢下，行業(yè)企業(yè)紛紛抓緊機遇，生產(chǎn)和技術(shù)，取得了一些可喜成績。如哈爾濱量具刃具集團有限責任公司今年成功出測量范圍達2米的CNC3920大型齒輪測量儀（見圖20），可以滿足我國重型機械、船舶、軍工等行業(yè)對高精度大型齒輪的測量要求，填補了國內(nèi)空白。西安愛德華作為我國精密量儀制造行業(yè)中快速崛起的新秀，其三坐標測量機系列產(chǎn)品的和生產(chǎn)已經(jīng)在國內(nèi)市場躍居第二，僅次于B&；S前哨。近年該公司還了激光干涉測量儀和圓度儀，不斷向精密測量儀器的高新領(lǐng)域發(fā)展。由于企業(yè)本身擁有強大的自主能力和自主知識產(chǎn)權(quán)，因此具有強勁的生命力和良好的發(fā)展空間。

    哈量近期的2米齒輪測量儀

    但是總體來說，我國精密測量技術(shù)和儀器的現(xiàn)狀仍然遠遠不能滿足國內(nèi)機械裝制造業(yè)迅速發(fā)展的需求，尤其是在先進測量技術(shù)和儀器的基礎(chǔ)理論研究、共性關(guān)鍵技術(shù)的方面與國外的差距越來越大。反思起來，過去把機械行業(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，對精密測量儀器制造業(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，通過政策傾斜，加大對“精密工具工程技術(shù)中心”的投入，有選擇性的、適當恢復或組建為數(shù)有限的一些非盈利的、資助的專業(yè)研究所，重點研究有關(guān)國民經(jīng)濟、國防軍工發(fā)展的高新技術(shù)，引導和推動行業(yè)技術(shù)水平的提高。