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我國精密測量儀器領域亟待縮短與國際先進水平差距 發布日期:2014-10-20
 量具量儀舉足輕重

  在國家精密工具工程研究中心的精密儀器調試間,工作人員輕點按鈕,固定在一個檢測平臺上的汽車齒輪快速轉動起來,旁邊的計算機屏幕上,數字在飛快地跳動。短短10多秒鐘,測量結果便顯示出來,旁邊還有測量值和允許偏差值,讓人一目了然。該研究中心副總工程師晁剛對這臺自行研發成功的快速檢測分選機是這樣評價的:“由于檢測速度快,自動化程度高,加之價格低,從而滿足了汽車廠家實現齒輪百分之百的快速檢測,保證了全國汽車的質量安全。該設備填補了國內汽車齒輪在線檢測與分選技術領域內的空白。”

  “形象地比喻,數控刀具是數控機床的牙齒,精密測量儀器則是數控機床的眼睛。它們相互促進,息息相關,裝備、服務、推動著數控制造裝備尤其是數字化切削技術的發展。” 成都工具研究所高級工程師、博士生導師謝華錕這樣打了比方。

  有關統計顯示,我國量具行業經過幾十年的建設與發展,已經初步形成產品門類比較齊全、具有一定生產規模和開發能力的產業體系,成為除日本外全球第二大量具生產國。但是,作為數控切削技術的基礎,我國工具制造業在測量儀器的技術水平和性能質量等方面,與國外先進水平仍存在較大的差距。

  國產量具亮點不斷

  從目測到簡單測量再到精密測量,測量技術的進步一定程度上保障著制造技術的進步。著名科學家錢學森先生也曾指出:“信息技術包括測量技術、計算機技術和通訊技術。測量技術是關鍵和基礎。”

  中國機床工具工業協會負責人告訴記者,精密加工制造不僅需要機床的精度、穩定性以及刀具、夾具的精度來保證,同樣需要精密量具量儀來校準、測量。“有的是在加工過程中(如對刀儀);有的是事后的檢測(如齒輪測量儀器)。”

  業內專家透露,以風電行業為例,發電設備中一些典型關鍵零部件如汽輪機葉片、轉子輪槽以及汽輪發電機轉子嵌線槽等典型零件的加工和檢測,在一定程度上代表并反映了一個國家先進切削技術及數控刀具、數字化測量技術及測量儀器的最新成果和水平,因而備受工具制造行業的關注。

  令人感到欣喜的是,國內量具量儀制造企業近年來在數顯技術和數顯量具產品的自主開發上加大投入,已經取得巨大的成效。國產數顯量具從前幾年簡單的條形液晶數字顯示發展到較為復雜的面形液晶動態模擬的圖像顯示,數顯卡尺容柵的分辨率從0.01毫米發展到0.001毫米,測量的精度和可靠性都有了顯著提高。不斷提高的防水防塵性能(從IP54提高到IP65,目前已可達到IP67),也增強了國產數顯量具的市場競爭能力。

  哈爾濱量具刃具集團有限責任公司(以下簡稱哈量)近10年不斷強化在齒輪測量儀器、表面粗糙度測量儀及輪廓測量儀等精密儀器開發制造領域的優勢,成功開發了目前國產最大的2米CNC齒輪測量儀,成為國內最具競爭實力的精密測量儀器制造廠商。

  國家精密工具工程研究中心主任、成都工具研究所所長羅德福表示,到目前為止,該中心在新型刀具材料、刀具材料表面改性工藝、齒輪量儀等方面的成果已處于國內領先水平。經過不懈努力,現已擁有國內最先進的、具有自主知識產權的精密工具生產裝備,建立了產業化基地,使中國精密工具在研發、工藝裝備及產業化能力方面整體實現了跨越式發展,有些成果已接近或達到世界先進水平。

  “雙頻激光干涉儀”是中心自主開發的核心產品,現在國內也只有該中心才有這項技術、才能生產這一設備。它的研制成功改變了中國在該領域長期依賴進口的局面。晁剛自豪地說:“該儀器的多項功能打破了國外的技術封鎖,檢測分辨率達到0.02微米,檢測長度可達20米。價格比國外同類產品低得多,在國際上,這儀器可與英美等國的同類產品一決高低!”

   三大領域仍需努力

  盡管在不少領域取得了顯著進步,但業內人士認為,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。

  謝華錕認為,相比刀具而言,在量儀方面我國與國外的差距更大,主要體現在以下3個技術領域:

  一是數控機床測量技術與儀器方面,尤其是以激光測量系統為代表的高精度動態、靜態數控機床精度及性能的測試技術以及精度補償技術等。高性能激光測量系統主要用于數控機床以及三坐標測量機等高檔數控裝備的精度檢測和評定。我國以成都工具研究所為主研制生產的國產激光干涉測量系統,與國外先進水平相比還有一定差距。

  二是數控刀具測量技術與儀器方面,尤其是高精度CNC數控刀具測量技術、數控刀具在機測量技術以及數控刀具預調測量技術與儀器。以高精度、全自動刀具預調測量儀系列為例,我國開發起步較晚,2005年在北京機床展覽會上才有哈量和天津天門首次亮相展出了采用帶面陣CCD的數字式刀具預調測量儀樣機。此外國內天津天門、成量等均在開發,但是技術水平、質量上還有一定的差距。

  三是適用于生產現場的在機/在線數字化測量技術與儀器,特別是復雜精密輪廓加工的在機測量與反饋修正補償技術與裝置,如數控成形齒輪磨在機測量技術與裝置、汽輪機葉片現場在線測量技術與裝置等。

  業內曾有專家反思指出,過去把機械行業專業研究所一刀切,統統轉為企業導致技術開發投入減少、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。對此,謝華錕認為,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、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。
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