量具量儀舉足輕重
在國家精密工具工程研究中心的精密儀器調(diào)試間，工作人員輕點(diǎn)按鈕，固定在一個檢測平臺上的汽車齒輪快速轉(zhuǎn)動起來，旁邊的計算機(jī)屏幕上，數(shù)字在飛快地跳動。短短10多秒鐘，測量結(jié)果便顯示出來，旁邊還有測量值和允許偏差值，讓人一目了然。該研究中心副總工程師晁剛對這臺自行研發(fā)成功的快速檢測分選機(jī)是這樣評價的：“由于檢測速度快，自動化程度高，加之價格低，從而滿足了汽車廠家實(shí)現(xiàn)齒輪百分之百的快速檢測，保證了全國汽車的質(zhì)量安全。該設(shè)備填補(bǔ)了國內(nèi)汽車齒輪在線檢測與分選技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的空白。”
“形象地比喻，數(shù)控刀具是數(shù)控機(jī)床的牙齒，精密測量儀器則是數(shù)控機(jī)床的眼睛。它們相互促進(jìn)，息息相關(guān)，裝備、服務(wù)、推動著數(shù)控制造裝備尤其是數(shù)字化切削技術(shù)的發(fā)展。” 成都工具研究所高級工程師、博士生導(dǎo)師謝華錕這樣打了比方。
有關(guān)統(tǒng)計顯示，我國量具行業(yè)經(jīng)過幾十年的建設(shè)與發(fā)展，已經(jīng)初步形成產(chǎn)品門類比較齊全、具有一定生產(chǎn)規(guī)模和開發(fā)能力的產(chǎn)業(yè)體系，成為除日本外全球第二大量具生產(chǎn)國。但是，作為數(shù)控切削技術(shù)的基礎(chǔ)，我國工具制造業(yè)在測量儀器的技術(shù)水平和性能質(zhì)量等方面，與國外先進(jìn)水平仍存在較大的差距。
國產(chǎn)量具亮點(diǎn)不斷
從目測到簡單測量再到精密測量，測量技術(shù)的進(jìn)步一定程度上保障著制造技術(shù)的進(jìn)步。著名科學(xué)家錢學(xué)森先生也曾指出：“信息技術(shù)包括測量技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)。測量技術(shù)是關(guān)鍵和基礎(chǔ)。”
中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會負(fù)責(zé)人告訴記者，精密加工制造不僅需要機(jī)床的精度、穩(wěn)定性以及刀具、夾具的精度來保證，同樣需要精密量具量儀來校準(zhǔn)、測量。“有的是在加工過程中(如對刀儀);有的是事后的檢測(如齒輪測量儀器)。”
業(yè)內(nèi)專家透露，以風(fēng)電行業(yè)為例，發(fā)電設(shè)備中一些典型關(guān)鍵零部件如汽輪機(jī)葉片、轉(zhuǎn)子輪槽以及汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子嵌線槽等典型零件的加工和檢測，在一定程度上代表并反映了一個國家先進(jìn)切削技術(shù)及數(shù)控刀具、數(shù)字化測量技術(shù)及測量儀器的最新成果和水平，因而備受工具制造行業(yè)的關(guān)注。
令人感到欣喜的是，國內(nèi)量具量儀制造企業(yè)近年來在數(shù)顯技術(shù)和數(shù)顯量具產(chǎn)品的自主開發(fā)上加大投入，已經(jīng)取得巨大的成效。國產(chǎn)數(shù)顯量具從前幾年簡單的條形液晶數(shù)字顯示發(fā)展到較為復(fù)雜的面形液晶動態(tài)模擬的圖像顯示，數(shù)顯卡尺容柵的分辨率從0.01毫米發(fā)展到0.001毫米，測量的精度和可靠性都有了顯著提高。不斷提高的防水防塵性能(從IP54提高到IP65，目前已可達(dá)到IP67)，也增強(qiáng)了國產(chǎn)數(shù)顯量具的市場競爭能力。
哈爾濱量具刃具集團(tuán)有限責(zé)任公司(以下簡稱哈量)近10年不斷強(qiáng)化在齒輪測量儀器、表面粗糙度測量儀及輪廓測量儀等精密儀器開發(fā)制造領(lǐng)域的優(yōu)勢，成功開發(fā)了目前國產(chǎn)最大的2米CNC齒輪測量儀，成為國內(nèi)最具競爭實(shí)力的精密測量儀器制造廠商。
國家精密工具工程研究中心主任、成都工具研究所所長羅德福表示，到目前為止，該中心在新型刀具材料、刀具材料表面改性工藝、齒輪量儀等方面的成果已處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。經(jīng)過不懈努力，現(xiàn)已擁有國內(nèi)最先進(jìn)的、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的精密工具生產(chǎn)裝備，建立了產(chǎn)業(yè)化基地，使中國精密工具在研發(fā)、工藝裝備及產(chǎn)業(yè)化能力方面整體實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，有些成果已接近或達(dá)到世界先進(jìn)水平。
“雙頻激光干涉儀”是中心自主開發(fā)的核心產(chǎn)品，現(xiàn)在國內(nèi)也只有該中心才有這項(xiàng)技術(shù)、才能生產(chǎn)這一設(shè)備。它的研制成功改變了中國在該領(lǐng)域長期依賴進(jìn)口的局面。晁剛自豪地說：“該儀器的多項(xiàng)功能打破了國外的技術(shù)封鎖，檢測分辨率達(dá)到0.02微米，檢測長度可達(dá)20米。價格比國外同類產(chǎn)品低得多，在國際上，這儀器可與英美等國的同類產(chǎn)品一決高低!”
三大領(lǐng)域仍需努力
盡管在不少領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)步，但業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，我國精密測量技術(shù)和儀器的現(xiàn)狀仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)機(jī)械裝備制造業(yè)迅速發(fā)展的需求，尤其是在先進(jìn)測量技術(shù)和儀器的基礎(chǔ)理論研究、共性關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)方面與國外的差距越來越大。
謝華錕認(rèn)為，相比刀具而言，在量儀方面我國與國外的差距更大，主要體現(xiàn)在以下3個技術(shù)領(lǐng)域：
一是數(shù)控機(jī)床測量技術(shù)與儀器方面，尤其是以激光測量系統(tǒng)為代表的高精度動態(tài)、靜態(tài)數(shù)控機(jī)床精度及性能的測試技術(shù)以及精度補(bǔ)償技術(shù)等。高性能激光測量系統(tǒng)主要用于數(shù)控機(jī)床以及三坐標(biāo)測量機(jī)等高檔數(shù)控裝備的精度檢測和評定。我國以成都工具研究所為主研制生產(chǎn)的國產(chǎn)激光干涉測量系統(tǒng)，與國外先進(jìn)水平相比還有一定差距。
二是數(shù)控刀具測量技術(shù)與儀器方面，尤其是高精度CNC數(shù)控刀具測量技術(shù)、數(shù)控刀具在機(jī)測量技術(shù)以及數(shù)控刀具預(yù)調(diào)測量技術(shù)與儀器。以高精度、全自動刀具預(yù)調(diào)測量儀系列為例，我國開發(fā)起步較晚，2005年在北京機(jī)床展覽會上才有哈量和天津天門首次亮相展出了采用帶面陣CCD的數(shù)字式刀具預(yù)調(diào)測量儀樣機(jī)。此外國內(nèi)天津天門、成量等均在開發(fā)，但是技術(shù)水平、質(zhì)量上還有一定的差距。
三是適用于生產(chǎn)現(xiàn)場的在機(jī)/在線數(shù)字化測量技術(shù)與儀器，特別是復(fù)雜精密輪廓加工的在機(jī)測量與反饋修正補(bǔ)償技術(shù)與裝置，如數(shù)控成形齒輪磨在機(jī)測量技術(shù)與裝置、汽輪機(jī)葉片現(xiàn)場在線測量技術(shù)與裝置等。
業(yè)內(nèi)曾有專家反思指出，過去把機(jī)械行業(yè)專業(yè)研究所一刀切，統(tǒng)統(tǒng)轉(zhuǎn)為企業(yè)導(dǎo)致技術(shù)開發(fā)投入減少、技術(shù)骨干人員流失，對精密測量儀器制造業(yè)的發(fā)展已經(jīng)造成不良影響。對此，謝華錕認(rèn)為，國家相關(guān)部門應(yīng)該盡快采取措施，通過政策傾斜，加大對“國家精密工具工程技術(shù)開發(fā)中心”的投入，有選擇性、適當(dāng)恢復(fù)或組建為數(shù)有限的一些非盈利的、國家資助的專業(yè)研究所，重點(diǎn)研究有關(guān)國民經(jīng)濟(jì)、國防軍工發(fā)展的高新技術(shù)，引導(dǎo)和推動行業(yè)技術(shù)水平的提高。