| | | | 第九届中国国际机床展览会量具量仪展品述评（3） | | | | | NEWS.C-CNC.COM 2006-4-7 来源： 阅读：次  | | <% if pyg2("img")<>"" then%> | <%end if%> 3.数控机床三维空间位置误差测量新技术
基于体对角线的激光矢量测量技术开辟了快速精密测量数控机床、加工中心三维空间位置误差的新途径。该技术由美国光动公司发明并获得专利，它遵循了ASME B5.54(1)和ISO0230-6(2)机床测量标准中对体对角线误差测量的要求。过去对于构成(XYZ)直角坐标系的三轴机床具有的21项几何误差，通常采用激光干涉仪等仪器来进行检测，测量过程相当繁琐。美国光动公司和上海交通大学在本届CIMT技术讲座上，介绍了基于体对角线进行机床三维空间位置误差测量的激光矢量测量原理（采用激光多普勒位移测量仪和大平面反射镜），分析并论证了具有（X，Y，Z）三轴结构的四类数控机床在采用体对角线测量三维位置误差时，体对角线位移误差对于机床角度误差不敏感的结论；介绍了分步体对角线位移测量法（即激光矢量测量技术）能在较短时间（2～3小时）内完成对数控机床四条体对角线位移的测量，获得12组数据，然后通过计算确定机床12项基本误差（3项位移误差，6项直线度误差和3项垂直度误差），得到数控机床三维空间位置（定位）误差；介绍了在加工中心上进行实际测量和补偿的应用实例，表明该测量新技术在数控加工机床或三坐标测量机的精度检测和精度补偿方面的可行性，其应用前景值得关注。
4.齿轮测量仪器、表面粗糙度轮廓测量仪等精密仪器的发展
4.1 满足批量生产汽车、摩托车齿轮制造精度全数100%终检和分选
成都工具研究所成功开发了CQPF200型齿轮在线自动检测分选机。该仪器采用了新颖的齿轮径向综合三维误差测量原理，即通过齿轮双面啮合和三维浮动测量机构，借助于特殊标准齿轮和高精度位移传感器，对变速箱圆柱齿轮（包括盘类、轴类齿轮、阶梯齿轮等）的齿轮径向综合偏差、齿圈径向跳动、齿厚偏差、齿向平均偏差、齿向偏差、齿向锥度偏差以及毛刺、磕碰等缺陷进行快速精密检测和分选。据称该仪器还具有齿轮加工质量统计分析、加工工艺系统故障远程诊断、测量数据远程传输等多种先进功能。该仪器在展会上受到国内齿轮制造厂和众多专业观众的广泛关注。
4.2 齿轮测量中心研制方兴未艾，国内弧锥齿轮测量软件开发有突破
成都工具研究所的CV450齿轮测量中心和西安交大思源精密公司的GMC500型齿轮测量中心在展览会上首次亮相。德国WENZEL继Klingelnberg和Mahr之后也推出了WGT型齿轮测量中心参与市场竞争。长期困扰我国齿轮界的弧锥齿轮测量技术最近得到突破。哈尔滨量具刃具集团公司和重庆工学院合作，成功开发了弧锥齿轮测量软件，可在哈量齿轮测量中心系列3903A、3906上运行，据称不久即可推出更高水平的弧锥齿轮测量软件，可以将仪器测量结果反馈到弧锥齿轮加工机床，并通过实际齿面检测结果与设计要求的比较，进行机床加工参数的修正，从而实现弧锥齿轮的闭环制造，即实现“弧锥齿轮设计（CAD）—加工（CAM）—检测（CAI）—调整再加工（CAM）—合格弧锥齿轮产品”的先进制造全过程。据介绍，获得省中小企业创新基金支持的哈尔滨精达公司也和高校合作，成功开发出CNC齿轮测量中心用弧锥齿轮测量软件。值得一提的是美国GLEASON公司在展会上介绍了与其凤凰数控机床相配套的数字化圆锥齿轮制造技术——格里森专家制造系统（简称GEMS系统）。该系统是一个集成化的计算机网络软件系统，它将基于视窗平台的格里森圆锥齿轮软件模块集成一体，提供工程工作站和格里森凤凰数控机床间的信息通讯和互换。据称该系统开创了弧锥齿轮和双曲线齿轮数字化制造的新纪元，并已在我国某工厂获得应用。
4.3 三坐标测量机大齿轮测量技术得到发展
近年来，采用大型三坐标测量机实施大型齿轮精度检测的理念得到重视，测量技术也得到发展，与经典的极坐标展成式大齿轮测量技术形成竞争态势。著名三坐标测量机制造商德国LEITZ公司（HEXAGON集团）介绍了采用高精度大型三坐标测量机和高精度三维扫描式测头对大型齿轮的各项单项几何误差实行精密测量的实践。由于在三坐标机上测量不需要工装夹具精确同轴找正，不需要精密回转轴系，减少了辅助时间和工装，对于大型齿轮测量有一定的优越性；尤其是仪器还能对大型传动系统的箱体及其它部件进行精度检测，仪器性价比相对比较高。至于在高精度大齿轮的测量精度和测量效率上，三坐标机可能比传统的极坐标展成式的专用大型齿轮量仪还是略微逊色，但新的方法为大齿轮的测量提供了新的选择。两种测量方法的优缺点，还需要进行深入研究、实测对比后才能够得到较为科学的结论。
4.4 表面粗糙度测量仪和轮廓测量仪合二为一已成定势
近年来发展成果主要是测量传感器的合二为一，已成功开发出具有高分辨率、高精度、大量程、小测力的传感器。英国TALAY HOBSON公司介绍了Form Talysurf PGI系列激光相位干涉粗糙度轮廓仪，最大测量范围可达12.5mm，分辨率高达0.8nm。其非球面测量仪可以完成非球面形状参数和粗糙度参数的测量分析、实际形状和理论形状的比较分析以及对未知非球面逆向工程的测量。德国Mahr公司的MarSurf LD120粗糙度轮廓测量仪，其传感器集成了特殊的激光干涉测量系统，使测量分辨率达到2nm，测量范围达10mm。日本三丰公司的SV-C3000 CNC轮廓测量仪，同样集表面粗糙度测量仪和轮廓测量仪于一体。我国哈量推出的2302型表面轮廓测量仪，包括了粗糙度测量系统、轮廓测量系统和形状测量系统，但需配备有不同测量范围和分辨率的传感器，以适应不同的测量要求。北京时代之峰科技公司展出了2005年推出的新产品TR300表面粗糙度形状测量仪，该仪器配置的是一个大量程差动电感式传感器，可对多种零件表面的粗糙度、波纹度和原始轮廓进行多参数检测和评定。
为满足加工过程、生产线上对粗糙度的测量要求，坚固可靠的手持式粗糙度检测仪也得到发展。德国HOMMEL公司的HOMMEL TESTER T500外观新颖，可储存125个测量数据，也可输出至打印机或计算机作进一步数据分析。英国TALAY HOBSON公司的Surtronic Duo粗糙度仪携带方便，并带有红外无线数据通讯。北京时代公司的TR210手持式粗糙度仪分辨率达到0.01μm，可测参数Ra、Rz、Rq、Rt等。三丰公司也推出了SJ-201P/M便携式表面粗糙度测量仪。
5.观感
（1）国内量具量仪制造行业，经过近几年的复苏、振兴，已逐步走上发展之路，在高新技术领域内的研究投入开始有所收获，创新成果日见丰硕。电子数显量具的技术水平和国外差距正在缩小，出口量在增长。数字化量仪的中低端产品如三坐标划线测量机在国内市场已占有一定份额。但是在高精技术端的数字化量具量仪方面，国外产品依然占有绝对优势，如作为数字化精密测量技术集中体现的基础测量仪器，国产三坐标测量机在国内市场的占有率仅有约1/10的份额（产值），差距甚大还有待国内业界的共同努力。
（2）航空航天制造业研究院所（如北京航空精密机械研究所、101所）与机床工具制造业研究院所（如成都工具研究所、北京机床研究所等）一起，已经而且还将继续为推动我国数字化量具量仪民族工业的发展做出重要贡献。
（3）由于全球化技术交流和产品配套的加强，工业生产用精密量具量仪处于相对均衡、平等的发展阶段，为国内企业追赶世界先进水平提供了有利时机。测量软件的二次开发显得尤为急切和重要。
（4）测量技术已经从对单个工件的质量检测，发展到对整个产品系列、乃至整个工厂企业的质量检测、监控等成套方案的系统筹划。企业内部局域网质量检测系统的建立受到广泛关注，为企业提供成套质量监控和测量技术以及数字化测量仪器装备，已成为大型量具量仪制造厂商的努力目标。（完）
（摘自《工具技术》作者：成都工具研究所 谢华锟，梁军，段建英） | | | | | |
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