為了適應(yīng)已發(fā)生根本變......



為了適應(yīng)已發(fā)生根本變化的市場(chǎng)，制造業(yè)正在大力開(kāi)發(fā)具有更高附加值的產(chǎn)品。在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中，測(cè)量技術(shù)的作用顯得日益重要。目前在精密計(jì)量檢測(cè)領(lǐng)域，測(cè)量精度已從原來(lái)的微米量級(jí)發(fā)展到納米量級(jí)，對(duì)更微細(xì)加工形狀的檢測(cè)也受到更多關(guān)注。不但對(duì)產(chǎn)品的精度質(zhì)量如形狀尺寸、表面粗糙度、圓度等提出了更高的檢測(cè)要求，而且用于驗(yàn)證加工機(jī)床本身精度的各種檢測(cè)技術(shù)也在不斷進(jìn)步。
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質(zhì)量管理對(duì)測(cè)量技術(shù)的需求
生產(chǎn)車(chē)間對(duì)提高加工效率和降低加工成本的追求是永無(wú)止境的。但是，最重要的是提高產(chǎn)品質(zhì)量。因此，采用嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)行徹底的質(zhì)量管理至關(guān)重要。
作為質(zhì)量管理的手段，如同用高精度的零部件群構(gòu)成加工機(jī)床和在生產(chǎn)線上配備高精度測(cè)量機(jī)那樣，需要將生產(chǎn)線構(gòu)筑成一種“自律”系統(tǒng)。由此可以預(yù)測(cè)，今后對(duì)質(zhì)量管理所需檢測(cè)設(shè)備及支持系統(tǒng)的需求將進(jìn)一步增加。
實(shí)際上在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，使用量規(guī)來(lái)檢測(cè)產(chǎn)品至今仍是主流檢測(cè)方式。量規(guī)是針對(duì)各種產(chǎn)品定制的專(zhuān)用量具，不具有兼用于其它零部件的通用性，如零部件的設(shè)計(jì)發(fā)生變更，就需要重新設(shè)計(jì)和制作量規(guī)。隨著市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品需求的多樣化，零部件的種類(lèi)在不斷增加，使量規(guī)的數(shù)量也隨之增加。此外，高精度量規(guī)的制作需要高超的技藝，隨著技術(shù)工人的更替換代，現(xiàn)在已很難購(gòu)買(mǎi)到高精度量規(guī)了。
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通過(guò)量規(guī)獲得的檢測(cè)結(jié)果僅僅是零件是否合格，能否進(jìn)入下一道工序，而無(wú)法測(cè)量和記錄零件的實(shí)際尺寸值。因此，可用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量?jī)x器倍受關(guān)注。通過(guò)引入現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x器，可以采集和積累測(cè)量數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)反饋應(yīng)用于加工流程。此外，通過(guò)建立數(shù)據(jù)庫(kù)，記錄和保存測(cè)量數(shù)據(jù)，在零部件作為最終產(chǎn)品售出后發(fā)生質(zhì)量缺陷等問(wèn)題時(shí)，就能掌握該零部件是在何時(shí)、何處加工的，即具有可追溯性（traceability），也就容易查找原因和解決問(wèn)題了。但是另一方面，隨著現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x器測(cè)量精度的提高，對(duì)儀器的環(huán)境適應(yīng)性、可靠性和檢測(cè)效率也提出了更高要求。
在精密測(cè)量領(lǐng)域，用于質(zhì)量管理的可追溯性思維方式以及評(píng)估測(cè)量不確定度的重要性已在制造業(yè)獲得了廣泛共識(shí)。作為一般性的測(cè)量評(píng)估，正在形成研究探討精度溯源和測(cè)量不確定度的環(huán)境。由精度溯源和不確定度構(gòu)成的對(duì)測(cè)量可靠性的評(píng)估，形成了以ISO（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織）標(biāo)準(zhǔn)體系為代表的現(xiàn)代質(zhì)量管理體系。
尺寸的管理可以說(shuō)是制造的基本要素。今后，隨著海外生產(chǎn)的發(fā)展前景看好，要求在不同地區(qū)生產(chǎn)的高精度零部件具有互換性。在全球化的進(jìn)程中，不僅僅是大型企業(yè)，甚至包括中小型企業(yè)都將越來(lái)越重視基于國(guó)際通用測(cè)量方法的產(chǎn)品生產(chǎn)。重新認(rèn)識(shí)生產(chǎn)線在線測(cè)量的重要性、探討徹底的質(zhì)量管理方法才是超越全球化浪潮的有力武器。
對(duì)在線檢測(cè)的需求
為了滿足不斷追求高精度、低成本生產(chǎn)的用戶(hù)需求，要求測(cè)量?jī)x器不僅能為檢查加工質(zhì)量而進(jìn)行尺寸測(cè)量（比較測(cè)量），還能實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)（或測(cè)量?jī)x器安裝在生產(chǎn)線旁，便于被測(cè)工件的裝卸和搬運(yùn)）。在汽車(chē)零部件的形狀檢測(cè)方面，越來(lái)越多地采用實(shí)時(shí)檢測(cè)工件并將檢測(cè)結(jié)果及時(shí)反饋回加工流程等方式，在線檢測(cè)呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展趨勢(shì)。
在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，需要滿足用戶(hù)的以下要求：①提高生產(chǎn)效率；②提高測(cè)量結(jié)果的可靠性；③適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境；④滿足測(cè)量裝置的安裝空間等。這些要求主要基于自動(dòng)化、無(wú)人化測(cè)量的需求。對(duì)應(yīng)于用戶(hù)實(shí)施質(zhì)量管理和構(gòu)筑生產(chǎn)線的需要，各測(cè)量設(shè)備制造商已將為特定用戶(hù)提供有關(guān)檢測(cè)問(wèn)題的解決方案作為重要的發(fā)展戰(zhàn)略予以實(shí)施。制定在線檢測(cè)解決方案的關(guān)鍵是用于監(jiān)控加工流程的測(cè)量技術(shù)是否能與加工設(shè)備適當(dāng)匹配。采用閉環(huán)（closed-loop）方式監(jiān)測(cè)刀具及換刀系統(tǒng)將提高機(jī)械加工的質(zhì)量和效率，從而大幅度降低生產(chǎn)成本。
在線檢測(cè)的目的是保持并提高加工、組裝的精度質(zhì)量和生產(chǎn)效率。目前企業(yè)十分重視將原有的生產(chǎn)線轉(zhuǎn)換為能夠提高加工、組裝系統(tǒng)的性能及可靠性、穩(wěn)定地生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的高效生產(chǎn)線，因此非常需要在線檢測(cè)技術(shù)和測(cè)量裝備的支持。
對(duì)自動(dòng)化測(cè)量的需求
Marposs公司最早提出和應(yīng)用接觸式及非接觸式測(cè)量技術(shù)開(kāi)發(fā)在線和離線測(cè)量機(jī)。該公司將許多標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)量元件和組件根據(jù)用戶(hù)的需要進(jìn)行組合定制，以適應(yīng)各種加工機(jī)床（如磨床）對(duì)工件尺寸進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量和控制的要求。作為一攬子解決方案，Marposs公司還開(kāi)發(fā)了對(duì)應(yīng)于各種磨削機(jī)床的尺寸形狀測(cè)量、聲發(fā)射監(jiān)測(cè)以及振動(dòng)、磨削量等測(cè)量系統(tǒng)。據(jù)稱(chēng)，該公司已接到很多系統(tǒng)解決方案的訂單和大型訂單，顯示出旺盛的市場(chǎng)需求。
近年來(lái)，對(duì)形狀精度測(cè)量?jī)x器的測(cè)量精度要求日趨嚴(yán)格，對(duì)微小孔和微細(xì)零件的測(cè)量需求也在持續(xù)增加，滿足這種需求的新產(chǎn)品正不斷被開(kāi)發(fā)出來(lái)。例如，Taylor Hobson公司的超精密非接觸式三維表面形狀測(cè)量機(jī)Talisurf基于該公司獲得專(zhuān)利的特殊算法，利用干涉條紋確定共振峰值和相位位置，能以很高的測(cè)量速度和高分辨率（0.1埃）獲取被測(cè)樣品的高精度信息。儀器的分辨率和測(cè)量精度可用具有溯源性的校正規(guī)進(jìn)行校準(zhǔn)。
在對(duì)形狀精度要求嚴(yán)格的齒輪測(cè)量領(lǐng)域，大阪精機(jī)的NC齒形導(dǎo)程測(cè)量機(jī)等測(cè)量設(shè)備可對(duì)齒輪的齒形、齒向、齒距等參數(shù)進(jìn)行全自動(dòng)快速測(cè)量，并采用了可以消除振動(dòng)影響的直接傳送伺服系統(tǒng)。在汽車(chē)制造領(lǐng)域，如何提高齒輪的動(dòng)力傳輸效率已成為關(guān)鍵技術(shù)，因此要求不斷提高齒輪測(cè)量機(jī)的精度。為了提高汽車(chē)的加速性能和舒適性，消除發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱的噪音及振動(dòng)非常重要，尤其是變速箱，對(duì)齒輪的檢測(cè)精度要求很高。關(guān)于齒輪的測(cè)量方法，大阪精機(jī)認(rèn)為“在日本目前還沒(méi)有國(guó)家認(rèn)證。因此必須使用作為檢定基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)齒輪來(lái)確認(rèn)測(cè)量精度，再委托國(guó)外的有關(guān)認(rèn)證機(jī)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試。”