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(diào)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(zhuǎn)動起來,旁邊的計算機屏幕上,數(shù)字在飛快地跳動。短短10多秒鐘,測量結(jié)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(fā)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(xiàn)齒輪的快速檢測,保證了全國汽車的質(zhì)量安全。該設備*國內(nèi)汽車齒輪在線檢測與分選技術領域內(nèi)的空白。”
“形象地比喻,數(shù)控刀具是數(shù)控機床的牙齒,精密測量儀器則是數(shù)控機床的眼睛。它們相互促進,息息相關,裝備、服務、推動著數(shù)控制造裝備尤其是數(shù)字化切削技術的發(fā)展。” 成都工具研究所工程師、博士生導師謝華錕這樣打了比方。
有關統(tǒng)計顯示,我國量具行業(yè)經(jīng)過幾十年的建設與發(fā)展,已經(jīng)初步形成產(chǎn)品門類比較齊全、具有一定生產(chǎn)規(guī)模和開發(fā)能力的產(chǎn)業(yè)體系,成為除日本外第二大量具生產(chǎn)國。但是,作為數(shù)控切削技術的基礎,我國工具制造業(yè)在測量儀器的技術水平和性能質(zhì)量等方面,與*水平仍存在較大的差距。
國產(chǎn)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?？茖W家錢學森也曾指出：“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(yè)協(xié)會負責人告訴記者,精密加工制造不僅需要機床的精度、穩(wěn)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(yè)內(nèi)專家透露,以風電行業(yè)為例,發(fā)電設備中一些典型關鍵零部件如汽輪機葉片、轉(zhuǎn)子輪槽以及汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)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(shù)控刀具、數(shù)字化測量技術及測量儀器的成果和水平,因而備受工具制造行業(yè)的關注。
令人感到欣喜的是,國內(nèi)量具量儀制造企業(yè)近年來在數(shù)顯技術和數(shù)顯量具產(chǎn)品的自主開發(fā)上加大投入,已經(jīng)取得巨大的成效。國產(chǎn)數(shù)顯量具從前幾年簡單的條形液晶數(shù)字顯示發(fā)展到較為復雜的面形液晶動態(tài)模擬的圖像顯示,數(shù)顯卡尺容柵的分辨率從0.01毫米發(fā)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(chǎn)數(shù)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(fā)制造領域的優(yōu)勢,成功開發(fā)了目前國產(chǎn)zui大的2米CNC齒輪測量儀,成為國內(nèi)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(nèi)水平。經(jīng)過不懈努力,現(xiàn)已擁有國內(nèi)的、具有自主知識產(chǎn)權的精密工具生產(chǎn)裝備,建立了產(chǎn)業(yè)化基地,使中國精密工具在研發(fā)、工藝裝備及產(chǎn)業(yè)化能力方面整體實現(xiàn)了跨越式發(fā)展,有些成果已接近或達到*水平。
“雙頻激光干涉儀”是中心自主開發(fā)的核心產(chǎn)品,現(xiàn)在國內(nèi)也只有該中心才有這項技術、才能生產(chǎn)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(chǎn)品低得多,在上,這儀器可與英美等國的同類產(chǎn)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(yè)內(nèi)人士認為,我國精密測量技術和儀器的現(xiàn)狀仍然遠遠不能滿足國內(nèi)機械裝備制造業(yè)迅速發(fā)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(fā)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(xiàn)在以下3個技術領域：
一是數(shù)控機床測量技術與儀器方面,尤其是以激光測量系統(tǒng)為代表的高精度動態(tài)、靜態(tài)數(shù)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(tǒng)主要用于數(shù)控機床以及三坐標測量機等數(shù)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(chǎn)的國產(chǎn)激光干涉測量系統(tǒng),與*水平相比還有一定差距。
二是數(shù)控刀具測量技術與儀器方面,尤其是高精度CNC數(shù)控刀具測量技術、數(shù)控刀具在機測量技術以及數(shù)控刀具預調(diào)測量技術與儀器。以高精度、全自動刀具預調(diào)測量儀系列為例,我國開發(fā)起步較晚,2005年在北京機床展覽會上才有哈量和天津天門亮相展出了采用帶面陣CCD的數(shù)字式刀具預調(diào)測量儀樣機。此外國內(nèi)天津天門、成量等均在開發(fā),但是技術水平、質(zhì)量上還有一定的差距。
三是適用于生產(chǎn)現(xiàn)場的在機/在線數(shù)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(shù)控成形齒輪磨在機測量技術與裝置、汽輪機葉片現(xiàn)場在線測量技術與裝置等。
業(yè)內(nèi)曾有專家反思指出,過去把機械行業(yè)專業(yè)研究所一刀切,統(tǒng)統(tǒng)轉(zhuǎn)為企業(yè)導致技術開發(fā)投入減少、技術骨干人員流失,對精密測量儀器制造業(yè)的發(fā)展已經(jīng)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(fā)中心”的投入,有選擇性、適當恢復或組建為數(shù)有限的一些非盈利的、國家資助的專業(yè)研究所,重點研究有關國民經(jīng)濟、國防發(fā)展的高新技術,引導和推動行業(yè)技術水平的提高。
