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，制造業(yè)正在大力開發(fā)具有更高附加值的產(chǎn)品。在產(chǎn)品開發(fā)中，測量技術(shù)的作用顯得日益重要。目前在精密計量檢測領(lǐng)域，測量精度已從原來的微米量級發(fā)展到納米量級，對更微細加工形狀的檢測也受到更多關(guān)注。不但對產(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要求，而且用于驗證加工機床本身精度的各種檢測技術(shù)也在不斷進步。
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質(zhì)量管理對測量技術(shù)的需求
生產(chǎn)車間對提高加工效率和降低加工成本的追求是永無止境的。但是，最重要的是提高產(chǎn)品質(zhì)量。因此，采用嚴格的標(biāo)準(zhǔn)、實行徹底的質(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)成加工機床和在生產(chǎn)線上配備高精度測量機那樣，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，今后對質(zhì)量管理所需檢測設(shè)備及支持系統(tǒng)的需求將進一步增加。
實際上在生產(chǎn)現(xiàn)場，使用量規(guī)來檢測產(chǎn)品至今仍是主流檢測方式。量規(guī)是針對各種產(chǎn)品定制的專用量具，不具有兼用于其它零部件的通用性，如零部件的設(shè)計發(fā)生變更，就需要重新設(shè)計和制作量規(guī)。隨著市場對產(chǎn)品需求的多樣化，零部件的種類在不斷增加，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)在已很難購買到高精度量規(guī)了。
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通過量規(guī)獲得的檢測結(jié)果僅僅是零件是否合格，能否進入下一道工序，而無法測量和記錄零件的實際尺寸值。因此，可用于生產(chǎn)現(xiàn)場的測量儀器倍受關(guān)注。通過引入現(xiàn)場測量儀器，可以采集和積累測量數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)反饋應(yīng)用于加工流程。此外，通過建立數(shù)據(jù)庫，記錄和保存測量數(shù)據(jù)，在零部件作為最終產(chǎn)品售出后發(fā)生質(zhì)量缺陷等問題時，就能掌握該零部件是在何時、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題了。但是另一方面，隨著現(xiàn)場測量儀器測量精度的提高，對儀器的環(huán)境適應(yīng)性、可靠性和檢測效率也提出了更高要求。
在精密測量領(lǐng)域，用于質(zhì)量管理的可追溯性思維方式以及評估測量不確定度的重要性已在制造業(yè)獲得了廣泛共識。作為一般性的測量評估，正在形成研究探討精度溯源和測量不確定度的環(huán)境。由精度溯源和不確定度構(gòu)成的對測量可靠性的評估，形成了以ISO（國際標(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)都將越來越重視基于國際通用測量方法的產(chǎn)品生產(chǎn)。重新認識生產(chǎn)線在線測量的重要性、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。
對在線檢測的需求
為了滿足不斷追求高精度、低成本生產(chǎn)的用戶需求，要求測量儀器不僅能為檢查加工質(zhì)量而進行尺寸測量（比較測量），還能實現(xiàn)在線檢測（或測量儀器安裝在生產(chǎn)線旁，便于被測工件的裝卸和搬運）。在汽車零部件的形狀檢測方面，越來越多地采用實時檢測工件并將檢測結(jié)果及時反饋回加工流程等方式，在線檢測呈現(xiàn)出強勁的發(fā)展趨勢。
在生產(chǎn)現(xiàn)場進行檢測，需要滿足用戶的以下要求：①提高生產(chǎn)效率；②提高測量結(jié)果的可靠性；③適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境；④滿足測量裝置的安裝空間等。這些要求主要基于自動化、無人化測量的需求。對應(yīng)于用戶實施質(zhì)量管理和構(gòu)筑生產(chǎn)線的需要，各測量設(shè)備制造商已將為特定用戶提供有關(guān)檢測問題的解決方案作為重要的發(fā)展戰(zhàn)略予以實施。制定在線檢測解決方案的關(guān)鍵是用于監(jiān)控加工流程的測量技術(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)測刀具及換刀系統(tǒng)將提高機械加工的質(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技術(shù)和測量裝備的支持。
對自動化測量的需求
Marposs公司最早提出和應(yīng)用接觸式及非接觸式測量技術(shù)開發(fā)在線和離線測量機。該公司將許多標(biāo)準(zhǔn)化的測量元件和組件根據(jù)用戶的需要進行組合定制，以適應(yīng)各種加工機床（如磨床）對工件尺寸進行自動測量和控制的要求。作為一攬子解決方案，Marposs公司還開發(fā)了對應(yīng)于各種磨削機床的尺寸形狀測量、聲發(fā)射監(jiān)測以及振動、磨削量等測量系統(tǒng)。據(jù)稱，該公司已接到很多系統(tǒng)解決方案的訂單和大型訂單，顯示出旺盛的市場需求。
近年來，對形狀精度測量儀器的測量精度要求日趨嚴格，對微小孔和微細零件的測量需求也在持續(xù)增加，滿足這種需求的新產(chǎn)品正不斷被開發(fā)出來。例如，Taylor Hobson公司的超精密非接觸式三維表面形狀測量機Talisurf基于該公司獲得專利的特殊算法，利用干涉條紋確定共振峰值和相位位置，能以很高的測量速度和高分辨率（0.1埃）獲取被測樣品的高精度信息。儀器的分辨率和測量精度可用具有溯源性的校正規(guī)進行校準(zhǔn)。
在對形狀精度要求嚴格的齒輪測量領(lǐng)域，大阪精機的NC齒形導(dǎo)程測量機等測量設(shè)備可對齒輪的齒形、齒向、齒距等參數(shù)進行全自動快速測量，并采用了可以消除振動影響的直接傳送伺服系統(tǒng)。在汽車制造領(lǐng)域，如何提高齒輪的動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量機的精度。為了提高汽車的加速性能和舒適性，消除發(fā)動機和變速箱的噪音及振動非常重要，尤其是變速箱，對齒輪的檢測精度要求很高。關(guān)于齒輪的測量方法，大阪精機認為“在日本目前還沒有國家認證。因此必須使用作為檢定基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)齒輪來確認測量精度，再委托國外的有關(guān)認證機構(gòu)進行測試。”