CIMT2015量具量儀展品評述之二
2. 精密量儀
本屆展會上，機器人輔助測量自動化及復合式光學坐標測量機展品琳瑯滿目，大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化測量系統(tǒng)獲得可喜進展。將三坐標測量機集成于生產(chǎn)線，在車間現(xiàn)場實施更快速、更高精度、更多功效的檢測，在本屆展會上呈現(xiàn)不少亮點。蔡司公司展示了多關(guān)節(jié)機器人在線測量系統(tǒng)；雷尼紹展示的并聯(lián)機構(gòu)比對測量機，在非笛卡爾坐標測量系統(tǒng)測量結(jié)果評定上，提出與傳統(tǒng)三坐標機的比對測量理念，配備了上下料機器人，適用于車間現(xiàn)場批量工件質(zhì)量的監(jiān)控和檢測。
德國Werth和蔡司的工業(yè)CT測量機，是將X射線掃描成像技術(shù)與三坐標測量系統(tǒng)進行整合集成，以實現(xiàn)產(chǎn)品的無損可視化準確測量。蔡司公司的METROTOM也是一臺適應于多種尺寸和材料密度測量的工業(yè)CT坐標測量機。Werth公司的VideoCheck UA超高精度復合式光學三坐標測量機，號稱是世界精度最高的復合式光學三坐標測量機。日本三豐的新品豐富，展出的超高精度CNC三坐標測量機LEGEX系列，通過徹底排除各種誤差因素，在不同的測量范圍均實現(xiàn)了主機超高精度E0，MPE=0.28+L/1000μm。超精密坐標測量機的層出不窮，表明機械零件制造精度已進入亞微米、納米時代。
在數(shù)控精密測量儀器的開發(fā)上，近年來國產(chǎn)齒輪測量儀器競爭力的不斷增強，技術(shù)和質(zhì)量水平的不斷提高。本屆展會上哈爾濱量具刃具集團、哈爾濱精達測量儀器和哈爾濱智達測控技術(shù)等公司分別展出的齒輪測量中心，已經(jīng)不但能對復雜形面錐齒輪進行測量，并能和數(shù)控切齒機床聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)建成錐齒輪的閉環(huán)制造系統(tǒng)。
為適應大批量汽車傳動箱齒輪100%的裝配生產(chǎn)現(xiàn)場質(zhì)量檢測的需求，哈爾濱精達、哈爾濱智達、金量和南京二機床等企業(yè)，先后開發(fā)出了結(jié)構(gòu)不同、風格迥異的齒輪自動分選機。都以傳統(tǒng)的齒輪雙嚙測量儀為主機，集成了不同的自動上下料和分選機構(gòu)，標志著我國齒輪測量儀器在自動化檢測功能上的進展。
哈爾濱同和光學精密機械有限公司，已經(jīng)開發(fā)出大型高精度齒輪測量中心和大型數(shù)控復雜零件測量儀。日本東京技術(shù)和哈爾濱精達展出了沿嚙合線方向測量漸開線齒廓的、三軸聯(lián)動的數(shù)控齒輪測量儀器，有效解決了內(nèi)齒輪測量測桿干涉問題。
齒輪測量中心方面，德國馬爾的通用形狀和齒輪檢測系統(tǒng)GMX600堪稱代表。德國克林貝格的測量中心（P）系列，可以在一次裝夾中自動完成齒輪測量、通用坐標測量、形位誤差測量和粗糙度測量。德國Wenzel和美國Gleason的齒輪測量中心也具有類似功能。中航工業(yè)北京航空精密機械研究所展出的AGILITY小型專用復合測量機，是一臺三直線軸+回轉(zhuǎn)臺的電機直驅(qū)、數(shù)控四軸聯(lián)動精密測量儀器，采用光學式/接觸式掃描測頭，針對航空發(fā)動機葉片、噴嘴、螺桿等復雜曲面零件實現(xiàn)車間現(xiàn)場的快速高效的測量。而趙施奈德博士測量技術(shù)（青島）有限公司則針對曲軸、凸輪軸等復雜軸類零件三維尺度的快速精密測量，開發(fā)了SMM系列復合式坐標測量儀，在高精度光學測量系統(tǒng)外還配有接觸式觸頭系統(tǒng)和SAPHIR專業(yè)3D測量軟件。德國Jenoptik公司的CFM3010測量儀也是復合式測量儀，可全自動測量曲軸、齒輪軸和凸輪軸。
本屆展會上，深圳中圖展出了用于精密螺紋規(guī)的全參數(shù)檢測儀器——萬能螺紋掃描測量儀，填補了國內(nèi)的空白，獲得用戶的認可。該公司獲得專利的微恒力掃描測量系統(tǒng)、移動測量滑臺動平衡技術(shù)、擺動-直線掃描探測機構(gòu)，以及采用的超高精度光柵測量系統(tǒng)等，保證了儀器的高精度和可靠性。蘇州天準科技股份有限公司推出的高速影像測量系統(tǒng)，能高效精確解決生產(chǎn)過程中大型液晶面板、PCB板、薄膜等產(chǎn)品的質(zhì)量檢測。。
展會上眾多的刀具調(diào)整測量儀的制造商和展品，表明了刀具制造精度對于切削加工質(zhì)量、效率及效益的重要性。德國Mapal的框式刀調(diào)儀、趙-施奈德公司的雙測頭結(jié)構(gòu)刀調(diào)儀，在傳統(tǒng)的CCD視頻圖像測量系統(tǒng)上，加上了接觸式測頭，增加了測量功能。德國Haimer公司推出了具有復合功能的刀具動平衡對刀儀TD Preset，將Haimer的動平衡技術(shù)和Zoller的刀具測量技術(shù)集成于一身。在Kelch展出的系列刀調(diào)儀中，KENOVA set lineV9..-S是將對刀儀和熱套裝置結(jié)合所開發(fā)出的自動化裝備。Zoller公司的hobCheck被認為是齒輪滾刀在對刀儀上實施全面檢測的一個突破，該儀器將光學圖像處理技術(shù)、數(shù)控軸和接觸式測量傳感器智能組合，可實現(xiàn)對滾刀所有參數(shù)的全自動測量，它具有可旋轉(zhuǎn)的光學測量部件，能正確顯示測量滾刀螺旋槽切削刃及自動確定切削刃的有效輪廓。
奧地利Alicona公司展出Infinitefocus三維光學微坐標測量儀系列產(chǎn)品，采用高分辨率的同軸白光聚焦測頭，將光學聚焦測頭的精確測量和垂直掃描結(jié)合起來，采用自動變焦（Focus-Variation）技術(shù)得到工件被測表面的三維彩色拓撲信息。該公司的IF-EdgeMaster是專門用于全自動測量刀具刃口的光學三維測量儀。德國Zoller公司的pomSkpGo，也是用于刀具切削刃鈍化測量的光學設(shè)備，配有pomSoft軟件，可顯示切削刃的三維輪廓，可測量最小刀具刃口半徑3μ。
隨著制造精度和加工質(zhì)量要求的提高，三維表面輪廓測量儀器得到迅速發(fā)展。Ametek屬下的美國zygo公司展出的儀器NewView，據(jù)稱為亞納米級的光學輪廓儀，采用了非接觸式三維白光掃描干涉技術(shù)的測量原理及壓電陶瓷和高線性的電容傳感器的閉環(huán)掃描裝置，Z軸采用直流無刷微步進電機驅(qū)動，聚焦精度達0.1μm，縱向分辨率<0.1nm，橫向分辨率0.34μm。而同屬Ametek的英國Taylor Hobson展出的LuphoScan，則是一臺基于多波長干涉技術(shù)（MWLI）的干涉式掃描測量系統(tǒng)，它是專門為旋轉(zhuǎn)對稱表面超精密非接觸式三維形狀測量而設(shè)計的。
為了將傳統(tǒng)的表面粗糙度測量儀集成于生產(chǎn)線，日本三豐公司新開發(fā)的CNC自動表面粗糙度測量儀SV-M3000CNC系統(tǒng)的測頭可實現(xiàn)4個方向的切換、Y軸方向的測量及X軸驅(qū)動部的傾斜控制等功能，以便于有效測量重型工件或復雜形狀的工件。趙-施耐德公司展出的五軸復合式坐標測量機，適合于小型復雜零件的快速檢測。此外，我國新天光電新開發(fā)的、帶有顯示屏的數(shù)字式高度儀和密封條激光視覺3D輪廓儀，以及青島前哨的測長機都有新的、可喜的技術(shù)進展。
在用于高精度長度檢測基準的激光干涉測量儀領(lǐng)域，成都工具研究所展出了由國家重大專項支持的激光干涉儀產(chǎn)品。深圳中圖展出的激光樣機同樣給人印象深刻。美國API的XD laser 6D激光干涉儀可以一次安裝測得一個直線運動軸上的6個參數(shù)。
英國雷尼紹的回轉(zhuǎn)臺激光測量系統(tǒng)，則開發(fā)了XR20-W無線型回轉(zhuǎn)軸校準裝置，與激光干涉測量系統(tǒng)XL-80和角度光學鏡組配合使用，可進行回轉(zhuǎn)軸全自動校準，精度達到±1角秒。美國光動公司的激光測量系統(tǒng)，采用了基于激光多普勒干涉位移測量（LDDM）專利技術(shù)，獨具特色。在高精度形貌激光干涉測量方面，Zygo的Verifire系列激光干涉儀，融合了機械相移測量技術(shù)、數(shù)據(jù)采集技術(shù)、高性能光電成像技術(shù)、高穩(wěn)頻激光系統(tǒng)、振動補償軟件、非球面測量技術(shù)及波紋抑制技術(shù)等，主要用于光學元器件的平面、球面、非球面和透射波陣面的快速高精度干涉測量。此外，API的無線激光跟蹤儀及無線智能測頭、HEXAGON的LEICA AT960絕對激光跟蹤儀，與配備有觸發(fā)或光學傳感器的機器人組合，構(gòu)建成完整的自動測量系統(tǒng)，還有日本Nikon收購Metris的激光雷達MV330/350自動化大尺寸測量系統(tǒng)，一種支持非接觸和非目標式超大物體檢測的多功能測量儀器，都給人留下了深刻印象。
生產(chǎn)過程在線/工位/主動測量和監(jiān)控儀器方面，參加本次展會的國外廠商除了意大利馬波斯和日本東京精密，還有新近參展的德國Jenoptik公司。除了常規(guī)的主動量儀展品外，馬波斯展出了曲軸在線測量系統(tǒng)Fenar L，它安裝在砂輪座上，在曲軸磨削過程中，實時提供測量信息，直至工件達到最終尺寸，絕對值測量儀Protomar主要用于直徑的在線或加工后測量，實現(xiàn)被測直徑絕對值得測量而不需特殊校準。其旗下的Artis公司推出的可對刀具、加工過程及機床狀況實施集中監(jiān)控的CTM，以及對全自動刀具和加工過程監(jiān)控的Genior Modular，受到不少關(guān)注。德國Jenoptik集團也介紹了可集成于生產(chǎn)線上的自動測量系統(tǒng)Opticline CA610H，其旗下Hommel-movomatic公司開發(fā)的、適應高精度、快速方便調(diào)整使用的DU200等主動量儀給人留下深刻印象。值得一提的是，日本株式會社東京精密基于PC的測量系統(tǒng)‘USB-GAGES’，是個很有特色的理念和設(shè)計，其即將推出的Air micro-USB可將氣動測量頭和筆記本相連從而直接讀取測量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全數(shù)字化通訊。
國內(nèi)一些小型主動量儀和工位量儀企業(yè)，通過多年來跟隨國外先進水平，取得了一定的生存和發(fā)展空間，借助于價廉物美的產(chǎn)品和快捷周到的服務(wù)，在市場競爭中占有自己的位置，如中測量儀公司在展會上展出了多零件多品種多規(guī)格自動分選機及微機測量系統(tǒng)。
本屆展會上，便攜式三維掃描測量儀器的展品層出不窮。美國Ametek集團下屬的Creaform展臺聲勢宏大，推出的系列便攜式三維數(shù)字式掃描儀Handy Scan 3D，其激光掃描測量速率最高，具有高重復性。該儀器還可與機器人（或HandyPROBE便攜式光筆測頭）配合使用，提高在線檢測和質(zhì)量控制的可靠性、速度和功能。德國Gom公司也提供了類似產(chǎn)品的展品和資料。
3. 展會的亮點
本屆展會量儀展品呈現(xiàn)的主要亮點有：更多機器人融入測量，推進制造自動化；基于精細化數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化測量系統(tǒng)的建立，將為智能化制造的質(zhì)量測控奠定基礎(chǔ)。
（1）機器人技術(shù)和測量技術(shù)集成融合，實現(xiàn)對批量工件實現(xiàn)自動上下料、識別、分選和測量，提高了檢測過程的可靠性和靈活性，從而為自動化無人化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。多家廠商的展出體現(xiàn)了這個理念的普及性和技術(shù)趨勢。
（2）數(shù)字化加工技術(shù)和測量技術(shù)、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)和信息技術(shù)的集成和融合，正在形成并積極推進智能化制造技術(shù)的發(fā)展。在齒輪制造領(lǐng)域，我國加快了追趕步伐。哈爾濱量具刃具集團和中大創(chuàng)遠、哈爾濱精達各自分別實現(xiàn)了錐齒輪數(shù)字化閉環(huán)制造系統(tǒng)的開發(fā)，形成了軟硬件成套技術(shù)與裝備系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。南京二機床成功開發(fā)的機器人控制智能化齒輪加工島，在實現(xiàn)了齒輪精度自動檢測的同時，還可反饋測量結(jié)果對滾齒機和剃齒機的加工參數(shù)進行自動調(diào)整補償?shù)臒o人操作。可根據(jù)在線檢測數(shù)據(jù)分析，自動判斷誤差，適時對島內(nèi)加工設(shè)備自動調(diào)整，實現(xiàn)齒輪加工全閉環(huán)控制。
（3）西安交大開發(fā)的“基于物聯(lián)網(wǎng)測量的質(zhì)量控制系統(tǒng)”，則是我們在制造企業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化質(zhì)量管理上重要實踐的一個代表。該技術(shù)已在企業(yè)車間質(zhì)量管理中得到應用，并也在國家重點項目中得到運用。他們的這些實踐——將數(shù)字化精密量具量儀測量技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和生產(chǎn)車間或企業(yè)的數(shù)字化制造技術(shù)相集成融合，實現(xiàn)了車間或企業(yè)生產(chǎn)過程或產(chǎn)品質(zhì)量的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化的管理和控制。國內(nèi)坐標測量機制造商西安愛德華公司也提出了類似理念(稱為“網(wǎng)絡(luò)智能測量系統(tǒng)”)，這些都為我國機械制造業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和未來的智能化、無人化生產(chǎn)作出了努力和貢獻，它反映了在當今工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線通訊技術(shù)以及大數(shù)據(jù)、云技術(shù)快速發(fā)展的時代，企業(yè)正在積極開發(fā)并打造一個包括產(chǎn)品全生命周期在內(nèi)的、企業(yè)生產(chǎn)制造全過程質(zhì)量的、網(wǎng)絡(luò)化智能化測量和管理控制系統(tǒng)，標志著企業(yè)質(zhì)量管理新時代的到來。盡管從這次展會的展品上與國外先進水平相比我們還有不小差距，但“中國制造2025”規(guī)劃了發(fā)展道路和目標，讓我們?nèi)袠I(yè)一起努力。
（4）在近年國際經(jīng)濟發(fā)展動蕩、恢復緩慢的狀況下，量具量儀行業(yè)中的組合互補、兼并擴大的趨勢明顯，AMETEK集團和JENOPTIK集團在這次展會上的亮相出現(xiàn)，反映了這種現(xiàn)象。前者至少包含有著名的英國的TAYLOR HOBSON公司、美國的ZYGO公司以及CREAFORM公司；后者則包含有HOMMEL公司和MOVOMATIC。強強聯(lián)合的大集團在技術(shù)、產(chǎn)品與市場的覆蓋面更廣更全面，優(yōu)勢更明顯，相比之下，國內(nèi)量具量儀行業(yè)似乎越來越分散,個體化、微小化的企業(yè)更多出現(xiàn)。如何形成行業(yè)合力共同發(fā)展，如何增強核心競爭力，值得我們?nèi)袠I(yè)思考和努力。
(執(zhí)筆: 謝華錕)
