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現代精密量儀現狀及水平

作者: 時間:2013-09-02 來源:網絡 收藏


光動的測量技術

2.6微、納米級高精度傳感器

傳感器向小型化、微、納米級精度發展,生產現場適應性更強,精度更高。

(1) 北京標普及HEIDENHAIN的納米光柵技術和納米光柵數字式位移傳感器系列產品,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,解決了納米光柵的工作原理、納米光柵的制造技術、納米光柵信號的讀取技術和信號細分技術以及納米機械的制造等四大難題,取得了自主知識產權,并已經轉化為生產力,其測量系統的精度在100毫米上小于±20納米。產品除在國內市場銷售外,還遠銷國外。北京珍寶智能機器技術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),已為國內多家塊規制造廠所采用。


北京標普納米光柵測長儀

(2) 三坐標機測頭向高精度、小型化的發展:RENISHAW的SP80超高精度數字式掃描測頭,分辨率為0.02微米;ZEISS的VAST三維6向掃描測頭系統,采用平行簧片機構,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。


雷尼肖精密數字測頭 Werth超細光纖測頭

2.7測量軟件功能的增強和擴展

(1) 測量軟件已從“被動”的測量數據處理和單個產品質量評定,發展為“主動”的生產過程加工質量的監控和故障診斷,SPC得到普遍應用;測量儀器精度補償軟件和加工機床參數反饋調整軟件的開發,為實現“零廢品”制造提供了技術支撐;

(2) 相同或不同類型多傳感器海量測量數據的集成融合技術,大大提高了反求工程的制造質量并縮短了開發周期: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計軟件的開發成功大大擴展了軟件的功能;

(3) 對虛擬測量技術和虛擬儀器(虛擬量儀)的研究不斷深入,NI產品不斷更新:如重慶大學開發的傻瓜型虛擬儀器適合中國國情,推出的網絡化虛擬儀器前景誘人。

3分析與結語

王大珩院士指出要十分重視儀器儀表行業的發展,這為我國制造業的發展指明了方向。分析歷屆CIMT展會上展出的國內外量具量儀產品與技術,可以看出:盡管我們已經取得了令人鼓舞的成績,但目前我國在機械量測量技術和儀器方面的自主開發能力還不強,制造技術也相對落后,如不盡快改善,將難以適應加入WTO后所面臨的市場競爭。近年來國外著名量儀制造企業紛紛尋求在國內獨資辦廠,更形成了在國內市場上面對面的國際競爭,低技術含量、低價格微利的產品難以應對市場沖擊,國內量具量儀制造企業面臨著前所未有的巨大挑戰。

縱觀近幾屆CIMT,國內量具量儀產品與國外的差距主要表現在以下幾方面:產品結構老化,品種和規格多年來變化甚少,產品性能及可靠性提高不明顯,高新技術及其相應產品開發速度緩慢。尤其突出的是缺乏自主創新的技術和特色產品。由于量儀開發與生產的技術難度大,投資多而見效慢,前幾年有的專業量儀生產廠因效益驅動,迫于市場壓力被迫轉產;近兩年,由于我國汽車制造業的快速發展,帶動了我國量儀制造業的復蘇,市場情況明顯好轉,一些產品甚至出現了供不應求的局面。在此大好形勢下,行業企業紛紛抓緊機遇,生產和技術開發,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開發出測量范圍達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、軍工等行業對高精度大型齒輪的測量要求,填補了國內空白。西安愛德華作為我國制造行業中快速崛起的新秀,其三坐標測量機系列產品的開發和生產已經在國內市場躍居第二,僅次于BS前哨。近年該公司還開發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域發展。由于企業本身擁有強大的自主開發能力和自主知識產權,因此具有強勁的生命力和良好的發展空間。


哈量近期開發的2米齒輪測量儀

但是總體來說,我國精密測量技術和儀器的現狀仍然遠遠不能滿足國內機械裝備制造業迅速發展的需求,尤其是在先進測量技術和儀器的基礎理論研究、共性關鍵技術的開發方面與國外的差距越來越大。反思起來,過去把機械行業專業研究所一刀切,統統轉為企業是否是明智之舉?技術開發投入減少、技術骨干人員流失,對精密測量儀器制造業的發展已經造成不良影響。建議國家相關部門應該盡快采取措施,通過政策傾斜,加大對“國家精密工具工程技術開發中心”的投入,有選擇性的、適當恢復或組建為數有限的一些非盈利的、國家資助的專業研究所,重點研究有關國民經濟、國防軍工發展的高新技術,引導和推動行業技術水平的提高。筆者希望在以“數字化制造技術與裝備的新發展”為主題的第九屆中國國際機床展覽會上看到更多具有自主知識產權的具有國際水平的國產量具量儀展品,為杷我國從“制造大國”建成“制造強國”,讓我們全行業共同努力。“路漫漫其修遠兮,吾將上下而求索”,僅以此與中國量具量儀行業同仁共勉!(end)

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