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国内外测量仪器和量具展品的发展趋势
2018-12-17 13:49:52   来源:   评论:0 点击:

1 数字化测量技术 数字化测量技术是数字化制造技术的一个重要的、不可或缺的组成部分;数字化测量仪器、数字化量具产品的不断丰富和发展,
1.数字化测量技术
  数字化测量技术是数字化制造技术的一个重要的、不可或缺的组成部分;数字化测量仪器、数字化量具产品的不断丰富和发展,适合并满足了生产现场不断提高的使用要求。
  
(1) 多种数显量具——防水数显卡尺: 日本三丰、瑞士TESA及我国深圳UMP等公司开发的防水数显卡尺达到防水等级IP65;各种数显百分表、千分表、数显内径表等,并带有测量数据统计处理功能及打印输出。
 
(2) CNC齿轮测量中心——德国Klingelnberg公司、美国M&M及Mahr公司的齿轮测量中心,其仪器的测量不确定度可达2微米,可检测各种齿轮类零件及各种齿轮刀具;国内哈量和精达开发的齿轮测量中心,在精度和测量速度方面已经接近或达到国外水平,但在仪器的精度保持性、稳定性、尤其是在软件测量功能方面还有待进一步提高。
  (3) CCD数字式对刀仪——Zoller、Kelch等公司CCD数字式对刀仪系列产品测量过程全自动化,具有刀具管理数据库,能与多台数控机床通讯,自动实现机床加工位置参数信息的闭环反馈。
 
(4) 三坐标测量机——三坐标测量机是数字化测量仪器的精典产品。国内市场的主要供应商有海克斯康青岛(原名B&S前哨)、ZEISS、Mahr、LK、西安爱德华、303所、上量等企业。三坐标测量技术在采用工程陶瓷、磁力封闭新材料、新结构方面多有进展。多测头的集成,扩大了仪器测量功能;多功能、高精度、多坐标综合测量仪,打破了传统量仪的格局;一台仪器一次装卡可完成工件多种几何参数的检测,提高了测量精度和效率。
2.测量技术与制造系统的集成
   将现代测量技术及仪器融合、集成于先进制造系统,从而构建成完备的先进闭环制造系统,为“零废品”制造奠定了基础。
  (1)圆柱齿轮/锥齿轮闭环制造系统——格里森公司及克林格贝尔公司,采用先进的齿轮测量中心及相应的齿轮测量软件,与CNC齿轮加工机床相连,实现了圆柱齿轮、弧锥齿轮的CAD/CAM/CAI的闭环制造。
  (2)复杂数控刀具闭环制造系统——Walter公司生产的Helicheck刀具万能测量仪,可实现数控刀具的自动化、非接触式测量。通过OTC刀具在线补偿系统,与Helitronic数控刀具磨床实现在线连接;将实测值和设计值进行比较后,实时修正机床磨削参数,确保了复杂型面数控刀具的加工质量。
     (3) 剃齿刀闭环制造系统——日本大阪精机将齿轮测量仪器和剃齿刀磨床通过计算机联系起来,构成一个闭环的剃齿刀磨齿系统:将初磨后测量的结果和剃齿刀数据库中的参数进行比较,再对磨齿机加工参数进行修正,从而保证精磨合格。
3.在线在机测量技术
   在线在机测量技术以及工位量仪、主动量仪是大批量生产时保证加工质量的重要手段。计量型仪器进入生产现场、融入生产线,监控生产过程。对仪器的高可靠性、高效率、高精度以及质量统计功能、故障诊断功能提出了新的要求,而近年来开发的各种在线在机测量仪器满足了这些要求。
 (1)三坐标测量机进入汽车大型覆盖件生产线——美国Brown & Sharp公司的Bravo-NT测量机可在汽车生产线上对车身尺寸实施在线测量并充分满足汽车生产线对测量节拍、测量精度和测量可靠性的要求。
  (2)大齿轮/成型齿轮磨齿机的机载齿轮测量装置——德国Kapp公司磨齿机的机载齿轮测量装置是一个典型事例。测量系统和机床集成一体,可在工件试磨后马上进行在机检测,测量信息处理后能反馈至机床,及时修正加工参数。特别有利于大型、重型齿轮和大批量齿轮的成形磨削加工。
  (3)汽车齿轮在线测量分选机——美国ITW公司展出的齿轮在线自动分选机。该仪器作为一种改型的齿轮双面啮合在线检测分选机,具有特殊的二维齿向测量机构,除了测量齿轮径向综合偏差、齿厚、加工毛刺及磕碰缺陷以外,还能测量双啮齿向偏差和双啮齿向锥度偏差等齿轮误差,能满足对批量生产汽车齿轮100%的在线检测和自动分选的要求。
 (4)火车车轮(热锻及冷加工)在线检测系统——合肥工业大学为马鞍山钢铁公司开发的火车车轮(热锻及冷加工)在线检测系统填补了国内空白,满足了对热锻车轮毛坯和精车车轮轮廓形状和几何尺寸精度的100%的质量监测。 
      4. 测量软件功能的增强和扩展 
   (1) 测量软件已从“被动”的测量数据处理和单个产品质量评定,发展为“主动”的生产过程加工质量的监控和故障诊断,SPC得到普遍应用;测量仪器精度补偿软件和加工机床参数反馈调整软件的开发,为实现“零废品”制造提供了技术支撑
   (2) 相同或不同类型多传感器海量测量数据的集成融合技术,大大提高了反求工程的制造质量并缩短了开发周期:华中科技大学的复杂形状零件的测量、集成建模和面向制造的设计软件的开发成功大大扩展了软件的功能
   (3) 对虚拟测量技术和虚拟仪器(虚拟量仪)的研究不断深入,NI产品不断更新:如重庆大学开发的傻瓜型虚拟仪器适合中国国情,推出的网络化虚拟仪器前景诱人。 
       王大珩院士指出要十分重视仪器仪表行业的发展,这为我国精密量仪制造业的发展指明了方向。分析历届CIMT展会上展出的国内外量具量仪产品与技术,可以看出:尽管我们已经取得了令人鼓舞的成绩,但目前我国在机械量测量技术和仪器方面的自主开发能力还不强,制造技术也相对落后,如不尽快改善,将难以适应加入WTO后所面临的市场竞争。近年来国外著名量仪制造企业纷纷寻求在国内独资办厂,更形成了在国内市场上面对面的国际竞争,低技术含量、低价格微利的产品难以应对市场冲击,国内量具量仪制造企业面临着前所未有的巨大挑战。


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