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提高测量技术的重要性

2013-12-24

在高质量产品的制造和率生产环境的构建中,测量技术起到了很大的作用,其重要性与日俱增。尤其在生产国际化、全球经济一体化迅速发展的时期,要求不同地区生产的高精度零部件,必须具有良好的互换性,因此,急需建立一种基于国际标准的拥有测量精度及可靠性的测量体制。为了满足上述要求,精密测量仪器必须具有更高的精度、质量和可靠性。各个仪器生产厂商也都在积极开发功能更强、服务性能更好的新产品,而从中我们可以看到测量仪器的动向。  

加工和测量犹如车上的两个轮子

近年来,随着经济的复苏,制造业设备运转率不断提高,长期处于不景气的测量仪器生产也有较大的增长。日本通商产业省机械统计资料表明,2003年精密测量机(含光学测量机)的产值比2002年增长20.7%,2004年1~6月,比2003年同期增长22.1%。  

目前,生产现场非常重视提高加工效率和降低生产成本,其中,zui重要的便是生产出高质量的产品。为此,必须实行严格的质量管理,只有在保证高质量生产的前提下,制造业才能生存和发展。作为保证制造业顺利发展的重要手段,高精度零部件构成的加工机床和由高精度测量仪器组合集成的加工生产线构建成的自律式加工系统,是很有必要的。据此可以预计,今后,市场对用于质量管理的测量系统和机器设备的需求将不断增长。  

制造业生产现场对测量仪器及装置的要求大致如下:

  1. 能够适应广泛范围的环境温度;
  2. 抗污染和防振动性能优异;
  3. 测量重复精度高;
  4. 使用方便。

目前,各厂家以便于在加工环境使用为前提,正积极地开发新产品,这些新产品能够进行高速、高精度测量,而且稳定性,操作便捷。  

在测量技术方面,日本精密测量仪器工业协会常务理事龟井明敏指出:“任何一种加工设备,无论其多么先进,均会出现由热变形引起的偏移和由工具磨损产生的误差,而要掌握这些偏移和误差,则必须依靠测量技术。”龟井认为,在现场加工过程中,进行测量作业的目标应该是:“①判断产品质量是否合格:即在加工过程中配置测量环节,保证其能够进行zui终加工;②检测工具磨损、热变形等引起的误差:根据输出的补偿信号,采取相应的措施;③选取生产节拍和制品精度的zui佳配合:不仅要保证所选适应技术等精度,还应保证获得相对精度,从而提高总体生产效率。在这些过程中,测量技术起着举足轻重的作用。”  

微细、小型零件的测量不断增多

在圆度、圆柱度测量仪方面,对其测量精度的要求进一步提高,尤其是随着微小孔和微细零件测量需求的增多,各公司相继开发出能够满足高精度测量指标的产品。  

Taylor Hobson公司开发出一种全自动圆度测量仪Talyrond295,其特点是:①依靠高速调同心和调水平机构,工件能很容易的迅速调整安装。由于工件和仪器发生干涉的可能性小,测量范围广;②采用新开发的可动防振台、防风罩,测量精度稳定;③在机器校正方面,已获得英国UKAS(英国检测协会)的检测鉴定保证书规定的各种相关数据,便于用户购置该机后,进行对比检测;④配有高速找正机构及水平测量器,工件可快速定位进行测量。该公司负责人指出:“目前,圆度测量仪和表面粗糙度检查仪虽已制定了行业标准,但只能在表面质量和圆度精度测量方面满足用户的需要。随着自动化的迅速进展,广大用户要求快速测量工件的整体形状精度,这已成为该领域近期的发展趋势。”“该领域目前正由接触式测量向非接触测量过渡,Taylor Hobson公司开发出一种综合测量仪CLI 2000,可在大范围(□200mm)采用接触式和非接触式两种方式进行测量。公司还销售一种与超精密镜面加工机床NANOFORM850(纳米级)配套的测量仪,目前,公司正以超精密测量技术为战略性开发方向。”  

在表面粗糙度测量方面,各公司已开发出能一次将表面粗糙度和轮廓形状检测出来的表面形状测量仪。如三丰公司的CS-5000CNC,可自动测量工件的表面形状,而且可同时对多个同一类型或不同类型工件进行测量。东京精密公司开发出一种牌号为SURFCOM 2000 DX的测量仪,驱动部分采用直线电机,可实现低振动高速驱动,测量精度和测量效率均大幅度提高。  

激光测量系统方面,雷尼肖公司开发的ML 10测量系统适用于机械加工现场,可保持很高的可靠性,定位精度为±0.7ppm(0~40℃条件下),分辨力为0.001μm,可用于超精密测量领域。东京贸易技术系统公司的LeiRA激光跟踪仪,利用激光线性光传感器进行非接触测量,测量范围的半径达40m,测量精度为25μm/2.5m。  

在图像测量系统方面,三丰公司开发出一种快速扫描系统Quick vision,它可以不停止地进行高速图像测量,测量效率比过去提高数倍。YKT公司开发出的显微摄像系统,是在美国OGP公司生产的直接录像显微镜(VDM)上使用配置光纤光源的EDF镜片,能显示出大深度小孔和看不见的被测物体,获得彩色三维图像。

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