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在线测量前景广阔

作者：bearingpower 发表时间：2010-12-12

在线测量前景广阔关键字：　　随着现场检验精度和效率要求的不断提高，对测量设备的移动性提出了越来越高的要求。传统的手工测量工具虽然有较好的移动性，但测量精度低，所以今天对测量设备的高移动性的要求实际上是对高精度自动化测量设备的高移动性的要求。　　高精度在线测量　　霍梅尔特斯达自动化测量系统(上海)有限公司总经理梁东先生：在线测量就是指在加工生产线中进行测量。根据测量位置和方式的不同，在线测量有两种具体应用：一是在加工生产线的不同工位布置不同测量设备和检测站，主要是对相关工序的工件的加工精度进行检测。二是在机床内部加工过程中的主动测量，即在机床的内部，工件加工过程中，通过主动测量设备，直接测量工件的加工精度。这两种应用都是保证用最短的工艺时间生产出质量最好的、没有任何误差的产品，同时及时发现加工不合格的产品，减少后续的加工工序的浪费。根据德国机床制造商协会的统计和分析，这两种应用均将有较大的发展，而尤其是主动量仪将取得超过其他检测技术的高增长率。　　霍梅尔公司在线测量技术的先进性主要体现在后者，霍梅尔公司是世界范围内主动量仪的技术领航者。同时霍梅尔公司在前者即工序间检测方面，集中了目前世界上最好的接触式电感测量技术，非接触式光学测量技术和非接触式气动/气电测量技术。霍梅尔公司已经为国内的奇瑞汽车有限公司、第一汽车集团公司解放汽车有限公司、哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司、昌河铃木汽车有限公司、长安铃木汽车有限公司等提供了缸体线、缸盖线、曲轴线、凸轮轴线等整线在线检测总承包交钥匙工程。为上海大众、一汽大众、上海通用、上汽通用五菱、南京依维柯、南京菲亚特、重庆长安、东风汽车公司、天津一汽汽车夏利股份公司、北京现代、江淮汽车等提供了大量高精度、全自动和半自动在线检测设备。　　由于高精度的自动化测量设备要在现场环境下使用，而不是在恒温恒湿隔振的精密实验室环境下使用，这就要求如此精密的测量仪器同时要具备现场加工设备所必须具备的高强度、高刚性、高抗振性、高防护等级等。在某些情况下，这两方面目前可能还很难统一在一起，而这正是未来发展的方向。霍梅尔公司在这方面已推出相当超前的计量产品，并还有较大的提高空间。　　进入21世纪后，测量精度正在从万分之一毫米、十万分之一毫米迈进百万分之一毫米，即纳米精度。其代表性的技术进步就是传感器技术的迅猛发展。　　霍梅尔公司在今年德国Control 2006国际质量控制技术展览会展出的T8000 NANOSCAN超级轮廓测量仪是世界最高精度的宏观和微观综合测量系统。采用激光位相干涉测量原理的传感器在24mm的垂直测量范围下，分辨率高达0.6nm，量程与分辨率之比达到40000000:1，是迄今为止世界上性能最好的传感器系统。该系统可以在一次扫描中同时将宏观的轮廓形状尺寸和微观的粗糙度波纹度测量出来。　　现场测量自动化　　三丰精密量仪(天津)有限公司市场副总监颜磊先生：随着精密加工企业的不断增加和企业对产品质量控制意识的增强，越来越多的企业将测量设备搬到了加工设备的旁边，希望零件从加工设备上取下后马上进行检测或不取下直接测量，以缩短加工时间提高效率。量具的单一功能已经不能满足测量的需求，便携式的仪器就应运而生。但是由于生产工艺和环境的限制，大部分的此类仪器都存在着功能简单，环境适应性差，精度不稳定等弱点。大型的台式仪器存在着对环境要求严格、场地面积大等问题。如何将二者的优点结合起来，生产出既使用方便又小巧便携还能保证稳定精度的测量仪器，成为各个仪器生产商努力的方向。科学界各个领域的新发明新技术也会在很短的时间内从测量仪器上反映出来。纳米材料技术、电子芯片技术、温度补偿技术等都已经广泛地应用于测量仪器的生产研发当中。仪器的小型化、便携化、多功能化将是生产现场使用的测量仪的发展方向。　　现代制造技术朝着越来越精密的方向发展，精密铸造、注塑、精密机加、贴片封装等先进的制造手段已经在国内外的企业中广泛使用，这就要求检测手段也要跟上形势的发展，满足精度的要求。铸造、注塑等之前作为生产毛坯件的工序现在能够直接生产出高品质的零部件，质量控制也从以前的不测量或测量简单的尺寸提高到了部分关键尺寸或全部尺寸的检测，这就要求测量仪器的精度要大幅度提高，同时各种扩大测量仪器适应环境范围的补正软件也被广泛应用，确保了测量仪器在生产现场也能够保证很高的精度。例如三丰公司(MITUTOYO)的高仪的精度提高到了(1.3+0.6L/600)mm，工具显微镜的精度提高到了(0.9+3L/1000)mm，生产型CMM的精度提高到了(1.7+3L/1000)mm。近期市场上又出现了分辨率为0.001mm的卡尺，将来也许基础量具的精度也会上升到新的水平。用在生产现场的测量仪器的精度在逐步提高。　　近几年，世界上一些大型企业又提出了新的无人工厂的概念，即在生产线上将加工机械和检测仪器合理排列，按照不同的工序要求对工件进行实时测量的全闭环生产系统。三丰在在线测量方面一直处于领先的地位，无论是量具还是在线测量的仪器等都有成熟的产品在业界使用，并且在不断的发展，在客户当中广受好评。三丰(MITUTOYO)公司最先进的在线测量用的三坐标测量机(MVCH-V)也将在国内投入使用。　　对于测量数据的分析，在测量业内称为统计过程控制(STAT PROCESS CONTROL，SPC)，是利用特定的图表和统计方法对测量结果进行分析，可以对设备加工能力、生产过程能力以及加工设备的精度状况进行评估。例如比较常用的休哈特控制图，其中包含均值-标准差控制图、均值-极差控制图、中位数-标准差控制图、单位移动极差图等图表；6σ统计要求的工序能力指数(CP、CPK等)，过程能力指数(PP、PPK等)。相关管理人员可根据这些数据及时地调整设备，最大程度地减少废品和提高设备的利用率。这些数据反馈的越及时对生产加工的帮助越大，从而引起了越来越多的企业的重视。三丰公司有一套完整的SPC软件系统，小到量具大到三坐标测量机都可以与此系统连接，甚至可以直接与加工设备连接，形成完整的闭环系统，真正实现自动生产、自动检测、自动反馈、自动调整的全自动系统。三丰公司自己的生产工厂就使用了这套系统，以满足日益扩大的市场需求。如何更好地将这套系统与众多客户的不同需求完美地结合在一起将是我们今后的努力方向。　　测量仪器复合化　　成都工具研究所技术研发中心高级工程师梁军先生：目前的在线测量仪器，以单参数的工位测量为主，而综合参数的测量还不能满足需求。现代生产需要大量的在线综合测试仪器，以对生产过程进行全面的测试和监控，尤其是对复杂的零件，更需要这类在线测试。诸如齿轮、曲轴等复杂零件的测试，目前在国内还是以计量室仪器为主。因此，根据现代生产所提出的这一要求，需要提供大量在线的、能够100%测量各类零件的高节拍测量仪器。同时辅以计量室类的仪器，就更能够对生产过程进行全方位的质量监控。　　在国内汽车、摩托车零部件和齿轮制造业中，针对齿轮生产批量大、质量高的要求，成都工具研究所在国内首先研制出了“CPQF汽车齿轮在线测量仪”，可测齿轮误差项目包括：功能齿厚、径向综合偏差、径向跳动、平均齿向偏差、齿向偏差、锥度误差、毛刺等。该仪器可实现汽车齿轮生产的快速100%的检测，而且可以根据误差统计分析的结果，实现工艺诊断，从而提高齿轮的制造水平。该仪器综合了光、机、电及计算机的综合测量技术，并取得了一定的技术突破。

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