先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展日新月異莉孽,精密測試技術(shù)應(yīng)該適應(yīng)這種發(fā)展崎页。精密測試技術(shù)在機(jī)械學(xué)科中的作用是為先進(jìn)制造業(yè)服務(wù)屑宠,擔(dān)負(fù)起質(zhì)量技術(shù)保證的重任。這就要求首先要以提高產(chǎn)品的質(zhì)量為出發(fā)點(diǎn)绳锅,這也是要達(dá)到的最重要的目的西饵。其次是精密測試技術(shù)要提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效益。因此鳞芙,檢測方法要能適應(yīng)快速發(fā)展生產(chǎn)的要求眷柔,不能單純?yōu)榱藱z測而檢測,更不能因?yàn)闄z測的要求而影響生產(chǎn)的效益防弧,從更積極的角度出發(fā)允纬,應(yīng)該是由于精密測試技術(shù)的良好服務(wù)從而促進(jìn)生產(chǎn)能力的提高。根據(jù)先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的要求以及精密測試技術(shù)自身的發(fā)展規(guī)律历恨,不斷拓展著新的測量原理和測試方法氯也,以及測試信息處理技術(shù),就機(jī)械學(xué)科而言啃栋,預(yù)計(jì)以下幾個(gè)方面需要發(fā)展饮估。
1、零廢品生產(chǎn)中的測量控制
在制造業(yè)中殴据,質(zhì)量保證的理想目標(biāo)是實(shí)行生產(chǎn)的零廢品制造墙目。在實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的過程中精者,精密測試技術(shù)的作用和重要意義是不言而喻的。零部件的加工質(zhì)量胰绢、整機(jī)的裝配質(zhì)量都與加工設(shè)備杰笛、測試設(shè)備以及測試信息的分析處理等有關(guān),因此實(shí)現(xiàn)零廢品生產(chǎn)切省,以精密測試的角度出發(fā)最岗,以下問題應(yīng)予考慮:(1)在加工工件前,事先檢測機(jī)床朝捆。如何快速準(zhǔn)確地對加工設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)仑性,獲得機(jī)床的精度狀況,這對大幅度地減少返工右蹦,甚至消除返工是非常有益的。當(dāng)然這是包括檢測設(shè)備的研究開發(fā)歼捐。(2)生產(chǎn)過程中對工件進(jìn)行在線測量或?qū)ぜM(jìn)行100%檢測何陆,這就需要研究適合于動(dòng)態(tài)或準(zhǔn)動(dòng)態(tài)的測試設(shè)備,甚至能集成到加工設(shè)備中的特殊測試設(shè)備豹储,做到實(shí)時(shí)測試贷盲,根據(jù)測試結(jié)果不斷修改工藝參數(shù),對加工設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)充調(diào)整或反饋控制剥扣。從精度理論方面也相應(yīng)要研究動(dòng)態(tài)精度理論巩剖,包括動(dòng)態(tài)精度的評定等。(3)研究如何充分利用測量信息來實(shí)現(xiàn)零廢品生產(chǎn)钠怯。通過100%在線測量數(shù)據(jù)的充分利用佳魔,從中分析加工和測量過程中誤差分布的動(dòng)態(tài)特性,同時(shí)根據(jù)加工誤差的動(dòng)態(tài)特性和傳感器精度的精度損失特性福信,以及產(chǎn)品質(zhì)量要求和公差規(guī)定惧仪,給出零廢品制造的基本理論模型。充分利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)蹲楷,遺傳算法等現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法進(jìn)行準(zhǔn)確的加工質(zhì)量預(yù)測蠕艳,做到質(zhì)量超前控制。
2茬蒿、視覺測試技術(shù)
非接觸測試技術(shù)很多磺则,特別值得一提的是視覺測試技術(shù)。現(xiàn)代視覺理論和技術(shù)的發(fā)展附扭,不僅在于模擬人眼能完成的功能牧俩,更重要的是它能完成人眼所不能勝任的工作,所以視覺技術(shù)作為當(dāng)今最新技術(shù)颈有,在電子虚育、光學(xué)和計(jì)算機(jī)等技術(shù)不斷成熟和完善的基礎(chǔ)上得到迅速發(fā)展疲狼。視覺測試技術(shù)是建立在計(jì)算機(jī)視覺研究基礎(chǔ)上的一門新興測試技術(shù)。與計(jì)算機(jī)視覺研究的視覺模式識(shí)別衣式、視覺理解等內(nèi)容不同寸士,視覺測試技術(shù)重點(diǎn)研究物體的幾何尺寸及物體的位置測量,如轎車白車身三維尺寸的測量碴卧、模具等三維面形的快速測量弱卡、大型工件同軸度測量、共面性測量等住册。它可以廣泛應(yīng)用于在線測量婶博、逆向工程等主動(dòng)、實(shí)時(shí)測量過程荧飞。視覺測試技術(shù)在國外發(fā)展很快凡人,早在20世紀(jì)80年代,美國國家標(biāo)準(zhǔn)局就預(yù)計(jì)叹阔,檢測任務(wù)的90%將由視覺測試系統(tǒng)來完成挠轴。美國在80年代就有100多家公司躋身于視覺測試系統(tǒng)的經(jīng)營市場,可見視覺測試系統(tǒng)確實(shí)很有前途耳幢。在1999年10月的北京國際機(jī)床博覽會(huì)上已見到國外利用視覺檢測技術(shù)研制的儀器岸晦,如流動(dòng)式光學(xué)三坐標(biāo)測量機(jī)、高速高精度數(shù)字化掃描系統(tǒng)痪僵、非接觸式光學(xué)三坐標(biāo)測量機(jī)等先進(jìn)儀器螃浑。
3、測量方式向多樣化發(fā)展
∧航搿(1)多傳感器融合技術(shù)在制造現(xiàn)場中的應(yīng)用多傳感器融合是解決測量過程中測量信息獲取的方法诵城,它可以提高測量信息的準(zhǔn)確性。
由于多傳感器是以不同的方法或從不同的角度獲取信息的霜售,因此可以通過它們之間的信息融合去偽存真瑟毡,提高測量精度。
】笸恕(2)積木式伸果、組合式測量方法白車身三維尺寸測量系統(tǒng)就屬于這類方法,也可以說它是柔性很好的專用坐標(biāo)測量機(jī)跪篷,關(guān)鍵在于系統(tǒng)的建立刊搁。
(3)便攜式測量儀器如便攜式光纖干涉測量儀桃姐、便攜式大量程三維測量系統(tǒng)等钻局,往往用于解決現(xiàn)場大尺寸的測量問題。
】诹(4)虛擬儀器虛擬儀器是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在精密測試領(lǐng)域的應(yīng)用苹粟,國內(nèi)已有深入的研究有滑。一種是將多種數(shù)字化的測試儀器虛擬成一臺(tái)以計(jì)算機(jī)為硬件支撐的數(shù)字式的智能化測試儀器;另一種是研究虛擬制造中的虛擬測量嵌削,如虛擬量塊毛好、虛擬坐標(biāo)測量機(jī)等。
】溜酢(5)智能結(jié)構(gòu)它屬于結(jié)構(gòu)檢測與故障診斷肌访,是融合智能技術(shù)、傳感技術(shù)艇劫、信息技術(shù)吼驶、仿生技術(shù)、材料科學(xué)等的一門交叉學(xué)科店煞,使監(jiān)測的概念過渡到在線蟹演、動(dòng)態(tài)、主動(dòng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測與控制顷蟀。
4轨帜、測量尺寸繼續(xù)向著兩個(gè)極端發(fā)展
所謂兩個(gè)極端就是指相對于現(xiàn)在測量尺寸的大尺寸和小尺寸。通常尺寸的測量已被廣為注意庵坛,也開發(fā)了多種多樣的測試方法。近年來象瓤,由于國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和迫切需要恼睹,使得很多方面的生產(chǎn)和工程中測試的要求超過了我們所能測試的范圍,如飛機(jī)外形的測量叨林、大型機(jī)械關(guān)鍵部件測量狞衷、高層建筑電梯導(dǎo)軌的準(zhǔn)直測量、油罐車的現(xiàn)場校準(zhǔn)等都要求能進(jìn)行大尺寸測量料鲫;微電子技術(shù)久耍、生物技術(shù)的快速發(fā)展,探索物質(zhì)微觀世界的需求肝慕,測量精度的不斷提高椭皿,又要求進(jìn)行微米、納米測試孟景。
】逃妗(1)大尺寸的測量方法如工程大地測量方法是指將大地測量的某些原理和方法移植和改進(jìn)到機(jī)械工程測量中,產(chǎn)生新的測量方法让腹,還有其它一些測量大尺寸的方法远剩,如激光跟蹤干涉三維尺寸測量系統(tǒng)。
『稀(2)納米測試技術(shù)從生產(chǎn)制造的趨勢看瓜晤,每十年要求容許誤差降低1/3锥余,因此要求測量具有越來越高的精度,并可溯源到國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)痢掠。當(dāng)然驱犹,納米測量也多種多樣,有光干涉測量儀志群、量子干涉儀着绷、電容測微儀、X射線干涉儀锌云、頻率跟蹤式法珀標(biāo)準(zhǔn)量具荠医、掃描電子顯微鏡(SEM)、掃描隧道顯微鏡(STM)桑涎、原子力顯微鏡(AFM)彰莲、分子測量機(jī)M3(molecularmeasuringmachine)等。
5烈瘸、實(shí)現(xiàn)各種溯源的要求
∮玖啤(1)自標(biāo)定、自校準(zhǔn)高精度的測量要求高精度的溯源范般,很多情況下難以找到滿足精度要求的儀器驹莽,重要的原因是溯源制約著測量精度的發(fā)展,在一些情況下則可利用測量儀器的標(biāo)定和虛擬測量方法钟展,解決溯源問題烙巩。
(2)現(xiàn)場直接標(biāo)定越來越多的測量儀器要求現(xiàn)場直接標(biāo)定肢钙,很多還是三維的空間標(biāo)定距堂,發(fā)展現(xiàn)場標(biāo)定技術(shù)和儀器是完成這些標(biāo)定的關(guān)鍵。
”橄鳌(3)納米溯源納米測試的溯源也是個(gè)重要的問題吹夏。國外已有美國NIST、德國PTB子擅、日本NRIM研究硅(220)晶體的晶面間距準(zhǔn)確尺寸弟孟,元素晶格尺寸在恒溫下具有很好的穩(wěn)定性,可以用來建立納米溯源基準(zhǔn)样悟。
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