機(jī)械制造領(lǐng)域測(cè)量技術(shù)的發(fā)展研究

白雪峰

（吉林大學(xué) 機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院，吉林 長春 130022）

1 測(cè)量學(xué)科在機(jī)械制造中的內(nèi)涵和組成

在現(xiàn)代的機(jī)械制造測(cè)量技術(shù)中，測(cè)量技術(shù)和一些必要的測(cè)量?jī)x器設(shè)備在機(jī)械制造中不單單起著一些輔助檢測(cè)的作用，而是已經(jīng)融入到機(jī)械生產(chǎn)制造的整個(gè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，成為了機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)部件和基本制造設(shè)備的一部分。已經(jīng)集成的一些機(jī)械系統(tǒng)，尤其是一些高、精、尖的機(jī)械設(shè)備自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，集成化程度更高。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，測(cè)量系統(tǒng)的成本在一些高、精、尖的機(jī)械設(shè)備中已經(jīng)達(dá)到了設(shè)備總裝備成本的40%左右。生產(chǎn)資料和機(jī)床是機(jī)械制造實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，而了解生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)情況的則是測(cè)量技術(shù)，可以說測(cè)量是認(rèn)識(shí)世界的工具，而機(jī)械則是改造世界的工具，要想改造世界，必須首先得認(rèn)識(shí)世界，只有把二者科學(xué)、有機(jī)的結(jié)合才能實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造生產(chǎn)水平質(zhì)的飛躍。

2 機(jī)械制造領(lǐng)域測(cè)量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著我國改革開放政策的不斷深入推進(jìn)，我國的機(jī)械測(cè)量和制造系統(tǒng)也發(fā)生了革命性的變化。數(shù)字化、智能化制造、微機(jī)電系統(tǒng)制造、生物制造等一大批先進(jìn)設(shè)計(jì)理念和制造工藝技術(shù)正在由概念走向成熟，與此同時(shí)，在機(jī)械制造領(lǐng)域的測(cè)量技術(shù)也在發(fā)生著革命性的變革，新內(nèi)容的增加，新的測(cè)量問題也開始不斷出現(xiàn)，這既是機(jī)械制造測(cè)量技術(shù)發(fā)展的機(jī)遇也是機(jī)械制造測(cè)量技術(shù)發(fā)展的挑戰(zhàn)。在未來的機(jī)械制造發(fā)展進(jìn)程中，測(cè)量技術(shù)的先進(jìn)程度將直接決定著各國機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的好壞。

3 機(jī)械制造測(cè)量技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)

縱觀以往的機(jī)械制造發(fā)展歷程，我們可以清晰地看出，機(jī)械制造水平發(fā)展的基礎(chǔ)和先決條件是測(cè)量技術(shù)學(xué)科的發(fā)展和精密測(cè)量技術(shù)水平的發(fā)展，這將直接決定到精密加工精度的提高。就目前而言，1um的加工精度技術(shù)已經(jīng)被國際上的很多先進(jìn)國家所掌握，納米級(jí)的加工精度已經(jīng)成為了國際上一些先進(jìn)發(fā)達(dá)國家的加工水平發(fā)展方向，人們目前所討論的新技術(shù)熱點(diǎn)已經(jīng)成為微納米技術(shù)。從整體看來，機(jī)械制造測(cè)量技術(shù)的發(fā)展將呈現(xiàn)出：①極端制造中的測(cè)量技術(shù)成為測(cè)量中的前沿技術(shù)。②從靜態(tài)測(cè)量到動(dòng)態(tài)測(cè)量，從非現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量到現(xiàn)場(chǎng)在線測(cè)量。③測(cè)量過程從簡(jiǎn)單信息獲取到多信息融合。④幾何量和非幾何量集成。⑤制造設(shè)備交互操作國際標(biāo)準(zhǔn)正在醞釀出臺(tái)等特點(diǎn)。

4 機(jī)械制造測(cè)量技術(shù)在我國發(fā)展中存在的問題

（1）自主創(chuàng)新能力較差，原創(chuàng)技術(shù)比較少。縱觀一些已有的機(jī)械測(cè)量技術(shù)及儀器設(shè)備，很少有我們自主原創(chuàng)的技術(shù)，由于我國的工業(yè)制造技術(shù)發(fā)展的較晚，這在很大程度上也嚴(yán)重影響了機(jī)械制造測(cè)量技術(shù)在我國的研究發(fā)展。但不可否認(rèn)，我國對(duì)研發(fā)測(cè)量技術(shù)地位和作用認(rèn)識(shí)上的不充分，資金投入的不充足，研究時(shí)只重理論不重實(shí)際的工程應(yīng)用，只重?cái)?shù)量不重質(zhì)量的思想觀念，也是造成當(dāng)前機(jī)械制造測(cè)量技術(shù)在我國缺乏發(fā)展活力的重要因素。

（2）測(cè)量?jī)x器本身沒有很好的可靠性能。由于基礎(chǔ)技術(shù)和一些制造工藝在我國發(fā)展和研究的不扎實(shí)，以至于造成對(duì)機(jī)械設(shè)備可靠性造成影響的一些基本的關(guān)鍵技術(shù)，沒有很好的得到解決。如一些精密加工技術(shù)、密封技術(shù)、焊接技術(shù)等等。

（3）測(cè)量設(shè)備在性能、功能方面落后。在我國，目前現(xiàn)有的一些測(cè)量設(shè)備在測(cè)量精度和功能上和一些國外發(fā)達(dá)國家相比還還存在著很大的差距。這些高科技測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，可以很好的對(duì)測(cè)量時(shí)的外部干擾信號(hào)的影響加以排除，對(duì)測(cè)量手段的耐環(huán)境性加以提高，以使得測(cè)量結(jié)果更接近實(shí)際，具有更高的真實(shí)性。

（4）缺乏對(duì)使用對(duì)象開發(fā)的專用解決方案。在國外很多大型企業(yè)都有自己非常完善的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，可以針對(duì)一些特殊的使用對(duì)象進(jìn)行專門的研發(fā)和設(shè)計(jì)，而在我國高校和科研院所仍然是我國目前主要的研發(fā)力量，這樣的研發(fā)模式往往會(huì)導(dǎo)致研發(fā)資源與技術(shù)裝備和企業(yè)的應(yīng)用需求常常會(huì)發(fā)生脫節(jié)的現(xiàn)象，使資源不能得到充分合理的應(yīng)用。

5 對(duì)我國機(jī)械制造測(cè)量技術(shù)發(fā)展的相關(guān)建議

機(jī)械制造中測(cè)量技術(shù)的行業(yè)特點(diǎn)決定了機(jī)械制造中未來測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，在該技術(shù)領(lǐng)域幾何量測(cè)量及其相關(guān)的測(cè)量?jī)x器和數(shù)據(jù)處理方法，將仍然是機(jī)械制造中測(cè)量技術(shù)發(fā)展的主要表現(xiàn)形式，為此結(jié)合機(jī)械制造中測(cè)量技術(shù)在我國發(fā)展的實(shí)際情況，建議在未來幾年內(nèi)機(jī)械制造中測(cè)量技術(shù)在我國發(fā)展應(yīng)該朝著以下幾個(gè)方面發(fā)展：①提高自主創(chuàng)新能力和加強(qiáng)一些原創(chuàng)技術(shù)的發(fā)展。②對(duì)測(cè)量?jī)x器本身的可靠性要加以增強(qiáng)，并要提高測(cè)量設(shè)備的性能和功能。③要重點(diǎn)研究極限制造提出的各種新的測(cè)量問題，包括一些微納米超高精密測(cè)量方法。④對(duì)計(jì)量學(xué)的基本問題要進(jìn)行更進(jìn)一步的深入研究，基標(biāo)準(zhǔn)和一些相關(guān)測(cè)量理論應(yīng)該是測(cè)量計(jì)量學(xué)基本問題研究的重點(diǎn)，以期達(dá)到實(shí)現(xiàn)自標(biāo)定、自校準(zhǔn)的目的。⑤ 應(yīng)用新的物理原理及新的技術(shù)成就，發(fā)現(xiàn)新型傳感原理并設(shè)計(jì)發(fā)明性能更好的新型測(cè)量?jī)x器，解決機(jī)械制造中出現(xiàn)新的測(cè)量問題。⑥要發(fā)展一些適合快速高效、高可靠性的機(jī)械制造在線檢測(cè)技術(shù)。

6 結(jié)語

綜上所述，我國機(jī)械制造中的測(cè)量技術(shù)近幾年雖然取得了不小的進(jìn)步，但與一些發(fā)達(dá)國家相比，還存在著一定的差距。我們應(yīng)該高度重視機(jī)械制造一線的測(cè)量技術(shù)的重大需求和出現(xiàn)的新的測(cè)量問題。重點(diǎn)關(guān)注包括新型傳感原理及傳感器研究、超大尺寸、微納米級(jí)精密測(cè)量，先進(jìn)制造的現(xiàn)場(chǎng)、非接觸、數(shù)字化測(cè)量、儀器智能化、基標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)測(cè)量理論研究，復(fù)雜型面的檢測(cè)等基本問題。加大投入，力爭(zhēng)在未來10年，形成適應(yīng)我國先進(jìn)制造需求的測(cè)量技術(shù)體系。