機械制造領域測量技術的發展研究

田源

摘 要：機械制造領域的高速發展，為我國的社會建設，和經濟建設提供了源源不斷的動力。社會建設的逐步完善，經濟建設的穩步前進，為我國的機械制造領域的向前邁進，也營造了良好的發展環境。當然我們還應該看到機械制造領域的不斷向前發展，離不開測量技術的有利支持。測量技術的逐步完善，不但降低了機械制造過程中誤差，而且還助推了機械制造領域的發展。本文就以當前機械制造領域中，最重要的測量技術發展為切入點，對測量技術的現狀、發展趨勢、及一些促進我國測量技術發展的問題，進行了深刻的闡述。為未來我國的測量技術的發展，提供了一定程度上的參考價值。

關鍵詞：機械制造；測量技術；發展研究

測量技術在科學的發展史上起著非常重要的作用，是一切信息科學的基礎。在機械制造領域里，測量技術更是重中之重，測量技術不僅僅用于檢測，更是機械制造領域制造設備的一部分。機械制造想要達到一個更高的水平，必需將生產資料、生產設備、測量技術等結合到一起。測量的主要目的是獲取和處理幾何量，包括位置、形狀、距離、長度、角度等各種要素。主要測量技術包括測量、儀器、傳感技術等等。但是不同的測量方法或不同的測量環境所測量出的值有可能不同，測量值的不同會給機械制造帶來很大的阻礙。

一、測量技術的概述

測量是人們認識世界的有效途徑，測量技術是在機械加工車間工作的機械加工工人必須掌握的技術。在機械制造領域中，正確運用測量技術，才能更好地制造機械，才能滿足高精密度的現代化生產需求，改變和改善人類的生存環境。機械制造中的測量通常包含兩個方面：一方面是機械制造過程中對于相關加工生產零部件的測量技術，另一方面是指制造系統的相關測量技術。對于現代化測量技術而言，測量技術的要求較高，測量的方式方法也較多。但是，如何運用現代化測量方式完成高精密度的測量任務是非常關鍵的。在機械制造的測量過程中會涉及到很多數學知識與數學原理，比如，在機械制造過程中會有很多幾何量的測量，會涉及到測量對象的形狀、長度與角度等。所以，測量技術是機械制造過程中最核心的技術，有人比喻為測量技術是機械科學研究和先進制造的“眼睛”。測量技術主要包括傳感、測量與儀器；通過儀器，將被測量的物體轉換為能夠普遍被人們所識別和便于處理的信號。

二、我國機械制造領域測量技術的發展現狀

隨著近幾年世界經濟格局的變化和我國經濟技術高速發展的趨勢，我國的機械科學和制造系統也發生了新的變革。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和工程應用，新的測量問題不斷出現，測量在機械系統及制造過程的作用和地位不斷提高，機械制造中測量技術的研究面臨新的發展機遇和挑戰。測量技術的先進程度將成為我國未來制造業賴以生存的基礎和可持續發展的關鍵。近幾年來我國測量技術和相關儀器的研究取得了一系列重要進展，新型測量原理、測量技術、測量系統及儀器設備不斷出現：新型傳感原理及傳感器、先進制造的現場、非接觸、數字化測量，微納米級超精密測量、超大尺寸精密測量、基標準及相關測量理論研究等方面都有了長足的發展。具有代表性的研究成果如下所述。

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。儀器校準和量值傳遞是保證精度的最重要基礎，天津大學葉聲華院士等在先進制造測量領域發明的空間尺寸測量的現場校準方法和裝置，解決了現代制造中亟待解決的現場校準及其裝置的許多問題。

2.以正交偏振激光器為核心的技術發明，充分展示了我國自主研發精密測量儀器的能力。清華大學張書練教授等以其發明的正交偏振激光器為核心技術，研發了多種精密測量儀器。

3.大型超精密儀器核心技術研究方面取得了重要的突破。該成果由哈爾濱工業大學譚久彬教授為首的科研團隊完成。

4.新型壓電石英傳感器及測量技術，成功解決了機械制造中復雜力學量的測量問題。大連理工大學孫寶元教授帶領的研究團隊，由于發現了石英晶體切向靈敏度分布規律、石英晶體扭轉效應、多次壓電感生效應，將壓電效應由一次擴展到多次，由二維擴展到三維，由線性極化擴展到非線性極化，由基于應力分類擴展到基于變形的分類，創建了4種能量與6 種能量間物性效應新模型和物性效應總覽表，初步形成了基于構件變形的壓電效應新體系框架。

三、我國機械制造中測量領域存在問題

我國機械制造領域中測量技術存在的問題雖然在近幾年內，我國機械制造領域中測量技術已經有了很大的發展，出現了很多新的原理、新的測量技術和數字化測量，不管是在研究理論上還是測量精度上都有了很大的進步和發展，這些成績不能否定，但是與國外一些測量技術發展水平較高的國家相比，我國的測量技術、測量理論、測量設備、測量精度上面都存在一些不足，具體分析如下：

1.自主創新少。在我國的測量技術、測量理論、測量儀器里面，很多都是借鑒一些先進國家的理論，自己原創的較少，這一點在很大程度上影響了我國機械制造領域里測量技術的研發能力。這種現象的發生，是因為我國的研究力度不夠，研究投入較少，對測量技術的認識不夠，只追求數量上的充足，卻忽略了質量上的突破。

2.測量儀器可靠性差。我國機械制造領域現在使用的測量儀器的精度都不高，與國外一些先進國家的測量儀器精度相差1～2 個數量級，這就影響了我國機械制造的發展，導致我國很難生產出精密度要求高的產品，從而影響了一些關鍵技術的實現。

3.測量設備的性能落后?，F在國內的一些測量設備只能用于測量及簡單的計算，而很少有數據處理、數據分析、排除外部干擾等作用，智能化程度還比較低，導致我國的測量設備很難進行高端的測量工作。而國外的一些測量設備已經能夠達到很高的智能化程度，能夠適應各種環境，能夠在排除外部干擾的情況下得出真實的測量數據。

4.高端測量設備幾乎空白。跟國外的測量設備相比，我國的測量設備還比較低端，幾乎沒有高端的測量設備，因為高端測量設備制作成本高，難度大，附加值高，加上國內測量設備研制中的急功近利，導致我國的高端測量設備很少，幾乎空白。

四、結語

為了有效我國，未來測量技術的發展，實現通過測量技術的不斷完善，促進我國機械制造領域與世界機械制造領域同步發展的目的，我們應該肩負起專研測量技術的歷史使命，為我國測量技術的科學研究工作，貢獻出我們的全部智慧，讓中國因為測量理論技術的不斷完善，在世界機械制造領域立于不敗。

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