機械制造領域測量技術的發展研究

摘 要：測量技術在機械制造領域占據著重要地位，對機械制造產生著不可估量的影響。本文首先簡要介紹測量技術在機械制造領域的重要地位，然后從國內發展現狀與國外發展情況兩個方面做對比分析，探索國內技術的差距與不足，最后根據機械制造領域對測量技術的要求特點提出測量技術未來的發展趨勢。

關鍵詞：機械制造；測量技術；發展；趨勢；研究；

文章編號：1674-3520（2015）-05-00-01

測量技術是一項與機械制造密不可分的現代化科學技術，發展到目前為止，測量技術以及相應的儀器設備已經不再簡單的是機械制造的輔助工具，而已經成為整個機械制造體系的重要組成部分，可以毫不夸張的將測量技術比作機械制造的“眼睛”，以實現生產的精細化和準確性。目前，在高端設備制造中檢測系統的裝備成本已經達到整個制造裝備總成本的近50%，由此可見測量技術在機械制造中的地位是在不斷的上升，作用是越來越明顯。

一、測量技術在機械制造領域的重要地位

機械制造是一項復雜而重要的生產工程，中間如果出現工藝問題或者精度問題，都會給生產的機械設備帶來巨大的質量問題，因此追求高質量高品質高精準的機械設備是機械制造的最高目標。除了追求質量，機械生產還有一個重要的目標就是速度也即是生產效率，生產效率與生產效益是直接相關的，高效率不僅意味著時間的有效利用，更意味著更優化的生產手段和生產方式，對節約資源提高品質降低成本都是有著重要意義的。然而無論是追求高品質還是追求高效率，這都需要高精準的設備檢測技術作為主要的輔助手段。首先，精確地檢測技術能夠有效的捕獲生產產品的信息，一方面為生產提供準確的數據參考。另一方面也及時將產品的不足反饋給生產端，為技術改進提供依據。其次，機械設備生產環節的誤差是無處不在的，要提高生產工藝增強機械設備加工的品質，就需要在每個環節中都進行嚴密的測量，只有這樣才能夠有效的降低誤差，提升生產工程的精確度。

二、目前我國與國外測量技術的對比分析

近年來隨著國內外經濟形勢和科學技術的迅猛發展，機械制造領域的發展也取得了突飛猛進的成果，數字和智能化制造、微機電系統、極端制造、復雜機電系統、生物制造、綠色制造等新型機械系統、設計理念、制造工藝和技術正逐漸由概念走向成熟，機械制造工藝更加先進。但與此同時也給測量技術提出了更高的要求和挑戰。近年來雖然我國在測量技術領域取得了一些成就，但與國外先進技術相比還有很大差距，需要我們在發展中不斷摸索不斷學習不斷創新，努力提升測量技術，促進我國機械制造的創新發展提高產品的國際競爭力。

（一）近年我國測量技術的研究成果。1、先進制造中空間尺寸測量的現場校準方法和裝置取得重大成果。測量儀器的校準以及量值的傳遞是保證數據準確性的關鍵所在，國內學者研究出的空間尺寸測量現場校準辦法和裝置有效的解決了這一問題。2、精密測量儀器研究取得新進展。這一點主要以清華大學張書練教授研究發明的正交偏振激光器為代表，并以此為核心研究出多種警民測量儀器。這類儀器具有更好的穩定性和精確性，解決了以往單恒模激光器激光時有時無的問題，為我國測量儀器的創新奠定了堅實基礎。3、大型超精密儀器核心技術研究取得重大突破。該項技術的突破解決了我國長期缺乏核心單元技術、缺乏大型超精密儀器集成能力的問題，顯著提高了我國在這一領域的研究水平和設備裝備水平。4、通過新型壓電石英傳感器及測量技術的研發，使得長期困擾我國機械制造水平提升的復雜力學量的測量問題得到有效解決。

（二）目前國際測量技術的發展現狀。發達國家在機械制造的過程中對測量技術的有效應用是十分重視的，因此無論是在理論方面還是在科研、實踐方面，發達國家都在努力的提高技術水平，推進測量和制造朝著高精尖的方向不斷進步。首先是數字化測量技術以及相應的應用設備得到不斷的豐富和發展，以滿足適應各種情況不一的生產環境。其次是將各種現代測量技術、測量儀器等融合為一個完整的測量體系，以提高效率和準確度。第三是在線檢測技術為批量生產提供了質量檢測保障，提高了生產效率和合格率。第四是納米技術在測量系統中被廣泛而有效的應用，無論是納米分辨率激光還是納米級高精度傳感器都給測量帶來了跨越式發展。最后是分布式網絡化的檢測系統建設已經成為當前研究的熱點，這種發展模式將再一次改變當前的檢測手段和思維，為推動測量手段實現自動化、智能化產生重要影響。

三、機械制造領域測量技術特點與發展趨勢

（一）尖端制造中的測量技術正逐步成為測量中的前沿技術。伴隨著納米技術等高新技術的興起與成熟發展，人們對微觀世界的認識進一步加深，對測量的要求也更加精確化和精細化，目前的測量水平已經達到納米級別，誤差非常小。其次為了滿足高端科學技術的發展要求，如航天、核電等工程的設備制造和安裝都對安全性、穩定性要求極高，這就要求相應的測量技術必須達到高精尖的水平，以滿足現代科學研究生產的需要。

（二）機械制造的測量正由靜態測量轉向動態測量、從非現場測量轉向現場測量。受制于技術的發展，過去的測量主要是靜態測量，測量地點主要是實驗室或者專門的測量部門。而隨著現代制造的發展已經與傳統制造有了很大的差別，而且隨著測量技術和測量設備的更新換代，貫穿生產始終的動態測量和現場測量已經得到廣泛發展，為現在生產提供了實時精確的測量信息。

（三）針對測量過程的信息獲取，逐步的由簡單信息獲取發展到多信息融合。先進的生產制造過程的測量信息是非常龐大的，如何對信息進行有效的處理分析，并整合出有效的信息進行傳遞，排除干擾挖掘有用的信息是目前研究的一個新領域，也是未來測量技術研究發展的一個重要趨勢。

（四）幾何量和非幾何量集成。伴隨機械設備功能的復雜化發展，機械設備制造對精確化也有了更高的要求，測量所涉及到的參數會更大，測量的問題已經不再局限于幾何量，非幾何量也將成為測量的重點。因此，在測量技術上，幾何量和非幾何量都會成為研究的對象。

根據對比分析，目前我國機械制造領域的測量技術水平與國外先進的技術水平相比較還有較大的差距，為了進一步促進測量技術的發展，推動機械制造健康可持續發展，推動制造技術和工藝的不斷改進，我們要依托國家大型項目，加強測量技術的研究投入，并積極與國外企業進行合作，從而逐步縮小技術差距，提升我國機械制造的國際化水平。

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