機械制造領(lǐng)域測量技術(shù)的發(fā)展研究

白雪峰

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

1 測量學(xué)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(shù)中，測量技術(shù)和一些必要的測量儀器設(shè)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(shè)備生產(chǎn)部件和基本制造設(shè)備的一部分。已經(jīng)集成的一些機械系統(tǒng)，尤其是一些高、精、尖的機械設(shè)備自動測量系統(tǒng)，集成化程度更高。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，測量系統(tǒng)的成本在一些高、精、尖的機械設(shè)備中已經(jīng)達到了設(shè)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(chǔ)，而了解生產(chǎn)現(xiàn)場情況的則是測量技術(shù)，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(xué)、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(lǐng)域測量技術(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，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(shè)計理念和制造工藝技術(shù)正在由概念走向成熟，與此同時，在機械制造領(lǐng)域的測量技術(shù)也在發(fā)生著革命性的變革，新內(nèi)容的增加，新的測量問題也開始不斷出現(xiàn)，這既是機械制造測量技術(shù)發(fā)展的機遇也是機械制造測量技術(shù)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(shù)的先進程度將直接決定著各國機械制造技術(shù)發(fā)展的好壞。

3 機械制造測量技術(shù)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(chǔ)和先決條件是測量技術(shù)學(xué)科的發(fā)展和精密測量技術(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(shù)熱點已經(jīng)成為微納米技術(shù)。從整體看來，機械制造測量技術(shù)的發(fā)展將呈現(xiàn)出：①極端制造中的測量技術(shù)成為測量中的前沿技術(shù)。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(shè)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(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?？v觀一些已有的機械測量技術(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重影響了機械制造測量技術(shù)在我國的研究發(fā)展。但不可否認，我國對研發(fā)測量技術(shù)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(yīng)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(shù)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(chǔ)技術(shù)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(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)有的一些測量設(shè)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(shù)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(shè)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(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 對我國機械制造測量技術(shù)發(fā)展的相關(guān)建議

機械制造中測量技術(shù)的行業(yè)特點決定了機械制造中未來測量技術(shù)的發(fā)展，在該技術(shù)領(lǐng)域幾何量測量及其相關(guān)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(shù)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(shù)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(shù)在我國發(fā)展應(yīng)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(shù)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(shè)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(xué)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(guān)測量理論應(yīng)該是測量計量學(xué)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(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(shù)。

6 結(jié)語

綜上所述，我國機械制造中的測量技術(shù)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(yīng)該高度重視機械制造一線的測量技術(shù)的重大需求和出現(xiàn)的新的測量問題。重點關(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(guān)測量理論研究，復(fù)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(yīng)我國先進制造需求的測量技術(shù)體系。