機(jī)械制造領(lǐng)域中對測量技術(shù)的應(yīng)用探討

張永延 陳麗艷

阿克蘇地區(qū)庫車中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，中國·新疆 阿克蘇 842000

隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，對機(jī)械制造水平的要求越來越高。測量及時(shí)是機(jī)械制造中不可缺少的技術(shù)之一，直接關(guān)系到機(jī)械制造的精度與質(zhì)量。機(jī)械制造領(lǐng)域中，不同的制造類型與制造項(xiàng)目對于測量技術(shù)的應(yīng)用也不同，不同的指導(dǎo)要求對于測量技術(shù)的精度要求也不同。現(xiàn)階段，在機(jī)械制造中已有多項(xiàng)測量技術(shù)獲得了較為廣泛的應(yīng)用。論文對機(jī)械制造領(lǐng)域中測量技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析和探討，首先對測量技術(shù)進(jìn)行簡單的介紹，其次分析中國機(jī)械制造中測量技術(shù)的一些問題，最后對測量技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

機(jī)械制造；測量技術(shù)；應(yīng)用

1 引言

現(xiàn)代制造業(yè)極大了提升了人類的生產(chǎn)力，改變了人類的生活方式。在現(xiàn)代制造業(yè)中，機(jī)械制造是核心的組成部分。隨著機(jī)械制造的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)度，機(jī)械制造的精度與質(zhì)量越來越高，而測量技術(shù)的應(yīng)用直接關(guān)系到機(jī)械制造領(lǐng)域的精度與質(zhì)量，測量技術(shù)的應(yīng)用程度反映了一個(gè)國家的機(jī)械制造發(fā)展程度。隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，人類對于工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量要求與精度要求越來越高，測量技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域中的地位也越來越高，越來越受到重視[1]。

2 測量技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域中的意義

機(jī)械制造是現(xiàn)代工業(yè)的核心，其主要由機(jī)械科學(xué)、制造系統(tǒng)以及測量技術(shù)組成，隨著現(xiàn)代制度業(yè)的發(fā)展，對精度與質(zhì)量要求的提高，測量技術(shù)的地位越來越重要。

2.1 機(jī)械制造領(lǐng)域中的測量技術(shù)概述

機(jī)械制造領(lǐng)域中測量技術(shù)主要由三部分組成，分別是測量、傳感和儀器。傳統(tǒng)的機(jī)械制造中，對測量技術(shù)的重視程度并不高，隨著工業(yè)的發(fā)展，對機(jī)械制造精度與質(zhì)量的要求越來越高，測量技術(shù)成為了現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的核心組成。在機(jī)械成本中，越先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備其測量設(shè)備的成本占比越高，已經(jīng)達(dá)到成本的50%以上，并且還呈現(xiàn)上漲趨勢，某種程度上，測量技術(shù)反映了一個(gè)國家的機(jī)械制造水平。測量技術(shù)中，測量部分主要是以物理原理為基礎(chǔ)，其指的是對物理材料的形狀、形態(tài)、角度、大小等進(jìn)行客觀參數(shù)的測量；傳感部分以化學(xué)效應(yīng)為基礎(chǔ)，其主要是將測量所得到的數(shù)據(jù)參數(shù)轉(zhuǎn)換為可以識別的信號；儀器是測量技術(shù)的設(shè)備主體，是測量技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。在機(jī)械制造領(lǐng)域中應(yīng)用的測量技術(shù)種類較多，根據(jù)機(jī)械制造類型的不同，測量對象不同、測量要求不同、測量環(huán)境不同，需要使用的測量技術(shù)也不同。因此，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇[2]。

2.2 測量技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域中的地位與作用

自人類進(jìn)入工業(yè)化社會以來，生產(chǎn)力獲得了極大的提高，這其中最主要的原因就是機(jī)械制造代替了傳統(tǒng)的手工制造模式。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展以及人類對于生活品質(zhì)的要求不斷提高，人們對機(jī)械制造業(yè)提出而來更高的質(zhì)量要求與精度要求。測量技術(shù)是決定機(jī)械制造精度與質(zhì)量最為關(guān)鍵的技術(shù)，其可以實(shí)現(xiàn)對各項(xiàng)參數(shù)的測量、收集、分析以及處理，提高機(jī)械制造的效率與制造質(zhì)量，已經(jīng)成為了機(jī)械制造領(lǐng)域中的核心部分。

現(xiàn)階段在機(jī)械制造領(lǐng)域中，測量技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)之中，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)開始，到產(chǎn)品生產(chǎn)結(jié)束，測量技術(shù)無處不在，測量技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，有效地提升了機(jī)械制造的標(biāo)準(zhǔn)性、準(zhǔn)確性與規(guī)范性。在流水線是生產(chǎn)中、裝配式生產(chǎn)中已經(jīng)模塊化生產(chǎn)中，測量技術(shù)都是不可或缺的存在。極大地提升了機(jī)械制造的效率，測量精度也不斷細(xì)化，目前在某些機(jī)械制造領(lǐng)域中已經(jīng)發(fā)展到了納米精度級別。

3 中國機(jī)械制造業(yè)中測量技術(shù)研究存在的問題

雖然中國的制造業(yè)發(fā)展非?？欤呀?jīng)成為世界第一大工業(yè)國，但是由于起步較晚，在高端制造業(yè)上與發(fā)達(dá)國家相比還存在著一定的差距，而高端制造業(yè)中最為關(guān)鍵的技術(shù)就是測量技術(shù)。

3.1 創(chuàng)新能力不足，專利較少

由于中國的起步較晚，在機(jī)械制造發(fā)展初期，主要以引入和模仿為主，這導(dǎo)致了中國的原創(chuàng)技術(shù)較少，受限于國際的專利限制。測量技術(shù)的發(fā)展較為緩慢，相比于發(fā)達(dá)國家，測量技術(shù)的研發(fā)還較為落后，尤其是資金投入較為不足，這主要是由于測量技術(shù)的研發(fā)較慢，取得成果的周期較長，需要長時(shí)間持續(xù)的投入，而中國相關(guān)的研發(fā)人才也較為不足，因此，現(xiàn)階段中國的創(chuàng)新能力較差，受國際的專利限制較大[3]。

3.2 高端測量儀器設(shè)備的空缺

受到國際上某些國家的禁運(yùn)政策，中國難以從國際上采購到高端的測量設(shè)備。例如，荷蘭的高端光刻機(jī)，是限制中國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素。而測量設(shè)備的發(fā)展又是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，研發(fā)周期長，而中國起步較晚，雖然經(jīng)過多年的發(fā)展，在中低端測量設(shè)備中已經(jīng)取得了一些成就，但是在高端儀器設(shè)備上仍然與國際先進(jìn)水平存在差距，在采購上又受到了限制，因此，中國的高度測量儀器嚴(yán)重不足。

3.3 技術(shù)資源沒有得到有效利用

測量技術(shù)只有進(jìn)入市場，獲得成功的應(yīng)用才能獲得經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而反過來促進(jìn)測量技術(shù)本身的發(fā)展。在國際上，這個(gè)研發(fā)機(jī)制已經(jīng)較為完善，研發(fā)與市場緊密相關(guān)，大部分研發(fā)方向都是以實(shí)際應(yīng)用為基礎(chǔ)而進(jìn)行的。但是中國關(guān)于測量技術(shù)的研發(fā)主要以高效與單位為主，與企業(yè)的協(xié)作性較差，測量技術(shù)研發(fā)出來后，市場的應(yīng)用較差，難以取得較好的經(jīng)濟(jì)效益，這一定程度上導(dǎo)致了技術(shù)資源的浪費(fèi)。

4 機(jī)械制造領(lǐng)域中對測量技術(shù)的應(yīng)用

4.1 數(shù)字化測量技術(shù)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，各行各業(yè)都迅速的向著數(shù)字化的方向發(fā)展，在測量技術(shù)中，也出現(xiàn)了數(shù)字化測量技術(shù)，數(shù)字化測量技術(shù)更為智能化和自動化，可以實(shí)現(xiàn)對機(jī)械制造的閉環(huán)控制反饋，如數(shù)字化對刀儀，通過與道具數(shù)據(jù)庫的自動智能化比對，可以實(shí)現(xiàn)對刀具產(chǎn)品的精準(zhǔn)化測量[4]。數(shù)字化測量技術(shù)目前主要應(yīng)用于機(jī)械制造的小型產(chǎn)品測量領(lǐng)域，如各種零部件等，其可以有效提高機(jī)械制造的測量精度、測量效率以及測量質(zhì)量，隨著數(shù)字化測量技術(shù)的發(fā)展，其功能也越來越豐富，逐漸實(shí)現(xiàn)了設(shè)備通信、遠(yuǎn)程控制等功能。

4.2 納米位移測量技術(shù)與動態(tài)測量

現(xiàn)階段，機(jī)械制造領(lǐng)域中，納米級測量精度是目前最高的測量精度。納米位移測量技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了大范圍和高精度結(jié)合的測量工作，是目前為止最先進(jìn)的測量技術(shù)。其是通過雙頻激光合成的波長對條紋虛細(xì)分干涉進(jìn)行測量的，這種測量技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對微運(yùn)動的高精度測量。納米級位移測量技術(shù)極大地提高了機(jī)械制造的測量水平與測量質(zhì)量。

4.3 激光器測量技術(shù)

激光器測量技術(shù)是一種非常高效和適應(yīng)性較強(qiáng)的測量技術(shù)，也是現(xiàn)階段主要的測量技術(shù)之一，目前已有多種激光測量儀器，其中以正交偏振激光器為基礎(chǔ)的測量儀器的應(yīng)用發(fā)展最為廣泛。激光測量儀器不經(jīng)測量精度高，而且操作簡單，使用方便，對環(huán)境的適應(yīng)能力較強(qiáng)。在機(jī)械制造領(lǐng)域中的應(yīng)用也越來越成熟，取得了非常好的應(yīng)用效果[5]。

4.4 動態(tài)測量技術(shù)

動態(tài)測量技術(shù)是測量技術(shù)主要的發(fā)展趨勢之一，目前還未得到廣泛的應(yīng)用。動態(tài)測量技術(shù)是智能機(jī)械制造發(fā)展的重要技術(shù)之一，其主要是以全面誤差源為基礎(chǔ)角度，綜合不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)與設(shè)計(jì)要求進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和處理工作，對參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，然后利用誤差分離和補(bǔ)償技術(shù)提高機(jī)械制造的質(zhì)量，動態(tài)測量技術(shù)是一種主動的測量技術(shù)，對于智能機(jī)械制造有較好的促進(jìn)作用。

5 結(jié)語

隨著智能制造的發(fā)展，在機(jī)械制造領(lǐng)域中，測量技術(shù)占據(jù)的地位將繼續(xù)提高，尤其是在高端機(jī)械制造領(lǐng)域中，測量技術(shù)的水平直接決定了一個(gè)國家的工業(yè)制造水平。因此，對測量技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，與市場深度結(jié)合，提高測量技術(shù)，是未來國家機(jī)械制造領(lǐng)域競爭的主要方向。