隨著世界上精密制造技術(shù)的飛速發(fā)展和產(chǎn)品精度的日益提高,產(chǎn)品檢測(cè)和試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域也獲得了較大的發(fā)展,并呈現(xiàn)出多態(tài)性和超精密的特性。從納米制造到納米測(cè)量,從智能儀器、虛擬儀器到網(wǎng)絡(luò)儀器,國內(nèi)
軸承行業(yè)測(cè)試與試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域在多方面逐步與世界接軌,并開發(fā)出一系列適合國情和國家標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試儀器與試驗(yàn)設(shè)備。
另一方面,中國正在逐步成為世界上的產(chǎn)品制造中心,國外的先進(jìn)制造技術(shù)和測(cè)試技術(shù)日益沖擊著國內(nèi)的軸承行業(yè)。由于在應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域和國外存在的差距,以及行業(yè)內(nèi)較多的企業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和檢測(cè)方面認(rèn)識(shí)不夠,造成目前國內(nèi)的軸承檢測(cè)儀器和試驗(yàn)設(shè)備仍然與國外的同類先進(jìn)企業(yè)存在著較大的差距。
為彌補(bǔ)產(chǎn)品檢測(cè)和試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域與國外先進(jìn)技術(shù)方面存在的不足,同時(shí)也為了滿足軸承行業(yè),特別是產(chǎn)品出口企業(yè)和向新技術(shù)產(chǎn)品配套的企業(yè)對(duì)各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)的有效的把握和檢測(cè)方面的迫切需求,以及從根本上控制檢測(cè)和技改成本,改變過去高精度檢測(cè)儀器或設(shè)備只能從國外進(jìn)口的局面,就需要我們?cè)诟鞣矫娑技右愿纳?,并針?duì)某些領(lǐng)域進(jìn)行專項(xiàng)突破。
從同盤考慮,一方面要在先進(jìn)的測(cè)試試驗(yàn)技術(shù)、控制技術(shù)上要進(jìn)行突破,另一方面要提高已有檢測(cè)和試驗(yàn)產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。兩個(gè)方面齊頭并進(jìn),相輔相成,這樣才能在趕上世界先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)水平的同時(shí),引領(lǐng)和推動(dòng)我國軸承行業(yè)在產(chǎn)品開發(fā)和軸承實(shí)物質(zhì)量的提高方面,創(chuàng)造良好的條件。
一.在先進(jìn)技術(shù)方面
1.納米測(cè)量技術(shù)
高速發(fā)展的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)機(jī)械制造的要求越來越高,特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速進(jìn)步有力地促進(jìn)了機(jī)械科技的進(jìn)步。目前機(jī)械加工業(yè)已突破了0.01μm的進(jìn)給技術(shù),0.01μm圓度的加工技術(shù)和納米級(jí)的粗糙度加工技術(shù)。納米級(jí)的加工技術(shù)必然對(duì)產(chǎn)品檢測(cè)提出更高的要求,現(xiàn)已有的儀器檢測(cè)精度已經(jīng)不能滿足軸承行業(yè)對(duì)產(chǎn)品檢測(cè)的需求。產(chǎn)品精度的縱向延伸同時(shí)也將給國內(nèi)的儀器制造業(yè)帶來較大的沖擊,甚至是被擠出市場(chǎng)的危機(jī),從而迫使軸承儀器的生產(chǎn)企業(yè)加大研發(fā)力度,積極與世界先進(jìn)技術(shù)靠攏,將測(cè)量技術(shù)也提升到與納米加工相適應(yīng)的納米測(cè)量。納米級(jí)測(cè)量技術(shù)中最引人注目的是進(jìn)行圓度等形位公差、精密滾動(dòng)體的尺寸公差等高精度測(cè)量。
圓度儀是機(jī)械加工中不可缺少的檢測(cè)設(shè)備,其精度制約著機(jī)械加工精度,為此國內(nèi)外對(duì)圓度儀的開發(fā)生產(chǎn)極為重視,英、美、日、德等國從四、五十年代起就陸續(xù)開發(fā)生產(chǎn)了多種圓度儀,并不斷更新?lián)Q代。我國60年代以來曾進(jìn)口了數(shù)以百臺(tái)計(jì)的圓度儀,70年代開始自行開發(fā)生產(chǎn)了數(shù)種圓度儀,在相當(dāng)程度上填補(bǔ)了國內(nèi)此方面的空白,成功地深入到圓度測(cè)量領(lǐng)域。但是早年開發(fā)的圓度儀因當(dāng)時(shí)產(chǎn)品制造技術(shù)的局限性,生產(chǎn)出的圓度儀的精度隨時(shí)間的進(jìn)展相對(duì)落后了,已不能滿足軸承行業(yè)的需要,必須以更高的技術(shù)起點(diǎn)研制高精度多功能圓度儀。
國外發(fā)達(dá)工業(yè)國家均生產(chǎn)多種圓度儀,如英、美、德、日70年代就生產(chǎn)主軸精度優(yōu)于±0.025μm的高精度圓度儀,特別是英國R.T.H公司生產(chǎn)的圓度儀性能比較穩(wěn)定,世界上有很高的市場(chǎng)占有率,該公司80年代初生產(chǎn)的新型圓度儀圓度測(cè)量值的不確定度在0.005μm以內(nèi),放大倍率已達(dá)到100萬倍,分辨率已達(dá)到納米級(jí),代表了當(dāng)代圓度儀的最高水平。90年代計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展并在圓度儀上廣泛應(yīng)用,圓度儀的功能更加完善,實(shí)現(xiàn)了圓度、圓柱度、垂直度、傾斜度、平面度等參數(shù)的測(cè)量,并增加了斜率分析、諧波分析等功能。 國外的圓度儀一般分為兩大類,一種是低速滑動(dòng)主軸帶動(dòng)傳感器圍繞被測(cè)工件回轉(zhuǎn)的傳感器回轉(zhuǎn)型,如英國的TaIyrond73型等。另一種是氣?。ɑ蛴透。┑墓ぷ髋_(tái)回轉(zhuǎn)、傳感器不轉(zhuǎn)的工作臺(tái)回轉(zhuǎn)型,此種圓度儀回轉(zhuǎn)精度一般在0.05μm左右,如Talyrond300型等。國外的高精度圓度儀一般采用分離主軸回轉(zhuǎn)誤差的辦法來提高測(cè)量精度,分離后的高精度圓度儀圓度測(cè)量值的不確定度可達(dá)0.005μm。 國內(nèi)開發(fā)生產(chǎn)的圓度儀種類也很多,如上海機(jī)床廠和中原量?jī)x廠仿TaLyrond51型,主軸回轉(zhuǎn)精度0.1μm,上海量具刃廠生產(chǎn)的臺(tái)式圓度儀,回轉(zhuǎn)精度0.1μm左右;北京機(jī)床所生產(chǎn)的臺(tái)式圓度儀,回轉(zhuǎn)精度0.05μm。
洛軸所于70年代開發(fā)的高速圓度儀Y9025開創(chuàng)了圓度測(cè)量的一個(gè)新領(lǐng)域,獲國家發(fā)明獎(jiǎng),主軸精度0.05μm,十余年來這種圓度儀已在國內(nèi)外軸承及其它行業(yè)大量應(yīng)用銷售400臺(tái)左右。91年洛軸所成功改造了TALYROND51型圓度儀,96年開發(fā)出Y9025的改進(jìn)產(chǎn)品Y9025G,98年開發(fā)出Y905,其主軸回轉(zhuǎn)精度達(dá)0.04μm,電氣系統(tǒng)已全部計(jì)算機(jī)化,增加了三種評(píng)定圓度方法和斜率分析、諧波分析等功能,2002年,對(duì)TALYROND73型圓度儀進(jìn)行了改造,使其精度有較大的提高。通過多年對(duì)圓度測(cè)量的研究,已系統(tǒng)掌握了圓度測(cè)量技術(shù),并掌握了研制高精度圓度儀的關(guān)鍵技術(shù)-分離主軸誤差的方法及數(shù)學(xué)模型,通過主軸回轉(zhuǎn)方面的納米級(jí)不確定度和主軸誤差分離技術(shù),從而為最終實(shí)現(xiàn)納米圓度測(cè)量提供了可能和保證。目前這項(xiàng)研發(fā)計(jì)劃正在實(shí)施,相信不久就可實(shí)現(xiàn)并投入市場(chǎng),在較大程度上接近國外同類儀器的測(cè)量水平,從而為國內(nèi)的使用廠家節(jié)約較大的檢測(cè)成本。
2.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
軸承屬精密零件,加工過程中有嚴(yán)格的工藝、檢測(cè)方法和質(zhì)量檢測(cè)記錄。我國目前在軸承加工企業(yè)普遍貫徹了ISO9000系列質(zhì)量管理體系,其中對(duì)質(zhì)量管理、檢測(cè)方法、特別是檢測(cè)記錄有嚴(yán)格的要求。將檢測(cè)結(jié)果全部按時(shí)間記錄存檔是最基本的要求,而國內(nèi)的大部分企業(yè)在這方面仍普遍采用由檢查員人工將檢測(cè)結(jié)果記錄存檔,從而造成人工記錄數(shù)據(jù)可靠性由于人的因素容易產(chǎn)生錯(cuò)誤;因記錄數(shù)據(jù)及存檔工作量大,檢查員一般只是將抽檢的數(shù)據(jù)存檔;數(shù)據(jù)分析困難,如做一些工藝分析、統(tǒng)計(jì)分析、質(zhì)量分析等復(fù)雜運(yùn)算都很困難。
在軸承工藝間檢查方面,國內(nèi)仍采用傳統(tǒng)的機(jī)械式儀器,用扭簧表、齒輪杠桿比較儀等機(jī)械量表顯示測(cè)量數(shù)據(jù),人工判斷工件的合格與否。這種方法測(cè)量精度低,由于人工記錄,受人的主觀因素影響較大。但是這種儀器應(yīng)用簡(jiǎn)單,儀器故障率低,所以在軸承行業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用,而且成為軸承生產(chǎn)中不可缺少的儀器。如何更有效地利用現(xiàn)有的機(jī)械式儀器,并在此基礎(chǔ)上改善人為因素對(duì)產(chǎn)品檢測(cè)帶來的影響,實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)測(cè)和分析,是我們實(shí)現(xiàn)對(duì)制造系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)量管理,與國外先進(jìn)測(cè)量技術(shù)接軌必然要逾越的階段。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,軸承行業(yè)對(duì)全自動(dòng)加工機(jī)床、自動(dòng)軸承加工生產(chǎn)線及裝配線的廣泛使用,有力地促進(jìn)了軸承工業(yè)的進(jìn)步,使軸承加工質(zhì)量和效率大大地提高,從而對(duì)檢測(cè)技術(shù)、質(zhì)量管理和統(tǒng)計(jì)工作等方面提出了更高的要求。需要改變目前這種落后的檢測(cè)方式,提高檢測(cè)精度,并隨時(shí)對(duì)加工情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,保證生產(chǎn)線及自動(dòng)線成處于最佳狀態(tài),同時(shí)做到質(zhì)量記錄無紙化,實(shí)現(xiàn)企業(yè)加工過程自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化管理,軸承企業(yè)的質(zhì)量管理者隨時(shí)可得到企業(yè)產(chǎn)品的檢測(cè)結(jié)果和統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果。網(wǎng)絡(luò)化檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用,將使國內(nèi)軸承企業(yè)在質(zhì)量管理方面上一個(gè)新臺(tái)階。
軸承行業(yè)現(xiàn)在役的儀器已滿足不了日益發(fā)展的行業(yè)需要,需對(duì)傳統(tǒng)儀器進(jìn)行改造并開發(fā)一批新的儀器,新開發(fā)的和改造的儀器應(yīng)具有測(cè)量精度高、數(shù)據(jù)處理及輸出的功能,可以通過監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行管理,實(shí)現(xiàn)儀器的網(wǎng)絡(luò)化管理。
本項(xiàng)目已經(jīng)進(jìn)入實(shí)施階段,項(xiàng)目的目標(biāo)是針對(duì)我國目前軸承企業(yè)檢測(cè)手段和質(zhì)量管理比較落后,軸承質(zhì)量不能得到有效控制的現(xiàn)狀,開發(fā)研制軸承智能檢測(cè)儀器及企業(yè)質(zhì)量檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng),利用先進(jìn)的檢測(cè)手段和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量管理,來提升產(chǎn)品檔次,增強(qiáng)企業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力,使檢測(cè)技術(shù)及質(zhì)量管理系統(tǒng)接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平。
本項(xiàng)目利用最新的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和精密檢測(cè)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,對(duì)軸承的多參數(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理和工藝分析,達(dá)到控制軸承產(chǎn)品質(zhì)量的目的,完善企業(yè)的現(xiàn)代化質(zhì)量管理。本項(xiàng)目完成后,經(jīng)過很短時(shí)間地完善后便可批量生產(chǎn),進(jìn)行市場(chǎng)推廣轉(zhuǎn)化。
本項(xiàng)目開發(fā)的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化智能軸承檢測(cè)儀器屬國內(nèi)首創(chuàng),填補(bǔ)了國內(nèi)空白,接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平。技術(shù)含量高,擁有多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù),處于國內(nèi)領(lǐng)先地位,與國外相比具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。項(xiàng)目成果的應(yīng)用,將顯著提高我國軸承的質(zhì)量水平,增加軸承企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。進(jìn)而,為企業(yè)全面的信息化管理(ERP)打下良好的技術(shù)基礎(chǔ)。
3.虛擬儀器與智能儀器
現(xiàn)代化技術(shù)的進(jìn)步以計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步為代表,不斷革新的計(jì)算機(jī)技術(shù)從各個(gè)層面上影響、引導(dǎo)著各行各業(yè)的技術(shù)革新?;谟?jì)算機(jī)技術(shù)的虛擬儀器系統(tǒng)技術(shù)正以不可逆轉(zhuǎn)的力量推動(dòng)著測(cè)試技術(shù)的革命。虛擬儀器系統(tǒng)的概念不僅推進(jìn)了以儀器為基礎(chǔ)的測(cè)試系統(tǒng)的改造,同時(shí)也影響了以數(shù)據(jù)采集為主的測(cè)試系統(tǒng)的傳統(tǒng)構(gòu)造方式的進(jìn)化。虛擬儀器系統(tǒng)的概念匯集了各種分散的測(cè)試領(lǐng)域,并正在逐步取代傳統(tǒng)的測(cè)試方法,成為一種標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)范。
虛擬儀器技術(shù)的出現(xiàn)是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的結(jié)果,同時(shí)也是用戶對(duì)儀器品種、功能、精度、測(cè)試速度、實(shí)時(shí)性、友好性、復(fù)雜運(yùn)算、可存儲(chǔ)性等苛求的結(jié)果,是測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域的一大突破。
虛擬儀器因其無比的優(yōu)越性迅速占領(lǐng)了市場(chǎng),測(cè)試功能設(shè)計(jì)方面的可自由擴(kuò)充性、兼容性以及低廉的成本大大縮短了開發(fā)周期。從虛擬儀器概念的提出到產(chǎn)品大量而快速的普及也僅僅是短短的十幾年時(shí)間,而測(cè)試功能的多樣性、準(zhǔn)確度卻達(dá)到了前所未有的程度,從而節(jié)約了大量的人力和物力去進(jìn)行更深層次的研發(fā)。
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