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)控機床的牙齒，精密測量儀器則是數(shù)控機床的眼睛。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)鍵零部件如汽輪機葉片、轉(zhuǎn)子輪槽以及汽輪發(fā)電機轉(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有限責(zé)任公司(以下簡稱哈量)近10年不斷強化在齒輪測量儀器、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)控機床精度及性能的測試技術(shù)以及精度補償技術(shù)等。高性能激光測量系統(tǒng)主要用于數(shù)控機床以及三坐標(biāo)測量機等高檔數(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。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/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測量與反饋修正補償技術(shù)與裝置，如數(shù)控成形齒輪磨在機測量技術(shù)與裝置、汽輪機葉片現(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，重點研究有關(guān)國民經(jīng)濟、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。