機械制造領域測量技術的發(fā)展研究

白雪峰

（吉林大學 機械科學與工程學院，吉林 長春 130022）

1 測量學科在機械制造中的內(nèi)涵和組成

在現(xiàn)代的機械制造測量技術中，測量技術和一些必要的測量儀器設備在機械制造中不單單起著一些輔助檢測的作用，而是已經(jīng)融入到機械生產(chǎn)制造的整個生產(chǎn)過程當中，成為了機械設備生產(chǎn)部件和基本制造設備的一部分。已經(jīng)集成的一些機械系統(tǒng)，尤其是一些高、精、尖的機械設備自動測量系統(tǒng)，集成化程度更高。據(jù)有關部門統(tǒng)計，測量系統(tǒng)的成本在一些高、精、尖的機械設備中已經(jīng)達到了設備總裝備成本的40%左右。生產(chǎn)資料和機床是機械制造實現(xiàn)的基礎，而了解生產(chǎn)現(xiàn)場情況的則是測量技術，可以說測量是認識世界的工具，而機械則是改造世界的工具，要想改造世界，必須首先得認識世界，只有把二者科學、有機的結(jié)合才能實現(xiàn)機械制造生產(chǎn)水平質(zhì)的飛躍。

2 機械制造領域測量技術的發(fā)展現(xiàn)狀

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

3 機械制造測量技術發(fā)展特點

縱觀以往的機械制造發(fā)展歷程，我們可以清晰地看出，機械制造水平發(fā)展的基礎和先決條件是測量技術學科的發(fā)展和精密測量技術水平的發(fā)展，這將直接決定到精密加工精度的提高。就目前而言，1um的加工精度技術已經(jīng)被國際上的很多先進國家所掌握，納米級的加工精度已經(jīng)成為了國際上一些先進發(fā)達國家的加工水平發(fā)展方向，人們目前所討論的新技術熱點已經(jīng)成為微納米技術。從整體看來，機械制造測量技術的發(fā)展將呈現(xiàn)出：①極端制造中的測量技術成為測量中的前沿技術。②從靜態(tài)測量到動態(tài)測量，從非現(xiàn)場測量到現(xiàn)場在線測量。③測量過程從簡單信息獲取到多信息融合。④幾何量和非幾何量集成。⑤制造設備交互操作國際標準正在醞釀出臺等特點。

4 機械制造測量技術在我國發(fā)展中存在的問題

（1）自主創(chuàng)新能力較差，原創(chuàng)技術比較少?？v觀一些已有的機械測量技術及儀器設備，很少有我們自主原創(chuàng)的技術，由于我國的工業(yè)制造技術發(fā)展的較晚，這在很大程度上也嚴重影響了機械制造測量技術在我國的研究發(fā)展。但不可否認，我國對研發(fā)測量技術地位和作用認識上的不充分，資金投入的不充足，研究時只重理論不重實際的工程應用，只重數(shù)量不重質(zhì)量的思想觀念，也是造成當前機械制造測量技術在我國缺乏發(fā)展活力的重要因素。

（2）測量儀器本身沒有很好的可靠性能。由于基礎技術和一些制造工藝在我國發(fā)展和研究的不扎實，以至于造成對機械設備可靠性造成影響的一些基本的關鍵技術，沒有很好的得到解決。如一些精密加工技術、密封技術、焊接技術等等。

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

（4）缺乏對使用對象開發(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)團隊，可以針對一些特殊的使用對象進行專門的研發(fā)和設計，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)模式往往會導致研發(fā)資源與技術裝備和企業(yè)的應用需求常常會發(fā)生脫節(jié)的現(xiàn)象，使資源不能得到充分合理的應用。

5 對我國機械制造測量技術發(fā)展的相關建議

機械制造中測量技術的行業(yè)特點決定了機械制造中未來測量技術的發(fā)展，在該技術領域幾何量測量及其相關的測量儀器和數(shù)據(jù)處理方法，將仍然是機械制造中測量技術發(fā)展的主要表現(xiàn)形式，為此結(jié)合機械制造中測量技術在我國發(fā)展的實際情況，建議在未來幾年內(nèi)機械制造中測量技術在我國發(fā)展應該朝著以下幾個方面發(fā)展：①提高自主創(chuàng)新能力和加強一些原創(chuàng)技術的發(fā)展。②對測量儀器本身的可靠性要加以增強，并要提高測量設備的性能和功能。③要重點研究極限制造提出的各種新的測量問題，包括一些微納米超高精密測量方法。④對計量學的基本問題要進行更進一步的深入研究，基標準和一些相關測量理論應該是測量計量學基本問題研究的重點，以期達到實現(xiàn)自標定、自校準的目的。⑤ 應用新的物理原理及新的技術成就，發(fā)現(xiàn)新型傳感原理并設計發(fā)明性能更好的新型測量儀器，解決機械制造中出現(xiàn)新的測量問題。⑥要發(fā)展一些適合快速高效、高可靠性的機械制造在線檢測技術。

6 結(jié)語

綜上所述，我國機械制造中的測量技術近幾年雖然取得了不小的進步，但與一些發(fā)達國家相比，還存在著一定的差距。我們應該高度重視機械制造一線的測量技術的重大需求和出現(xiàn)的新的測量問題。重點關注包括新型傳感原理及傳感器研究、超大尺寸、微納米級精密測量，先進制造的現(xiàn)場、非接觸、數(shù)字化測量、儀器智能化、基標準及相關測量理論研究，復雜型面的檢測等基本問題。加大投入，力爭在未來10年，形成適應我國先進制造需求的測量技術體系。