先進(jìn)測(cè)試技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)-文庫(kù)吧
2025-03-09 07:23 本頁(yè)面
【正文】 要求的不斷提高都轉(zhuǎn)換為對(duì)高精度測(cè)試技術(shù)的要求。在超精密切削中，超精密機(jī)床和超精密測(cè)試技術(shù)都對(duì)加工精度和表面質(zhì)量有重要影響。網(wǎng)絡(luò)制造過(guò)程中，互換性要求很高。因此，現(xiàn)代制造對(duì)測(cè)試技術(shù)不斷提出在尺度、精度、環(huán)境、方式等方面的新要求?？傊F(xiàn)代制造技術(shù)的快速進(jìn)步引發(fā)了許多新型計(jì)測(cè)問(wèn)題，推動(dòng)著傳感器、測(cè)試計(jì)量?jī)x器的研究與發(fā)展，促使測(cè)試技術(shù)中的新原理、新技術(shù)、新裝置系統(tǒng)不斷出現(xiàn)。隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，測(cè)試計(jì)量技術(shù)面臨著新的挑戰(zhàn)，呈現(xiàn)出一些新的特點(diǎn)。 （1）精密測(cè)試與極端測(cè)試需求不斷增加。20世紀(jì)50~90年代， mm量級(jí)。大型發(fā)電設(shè)備、航空航天機(jī)械系統(tǒng)等產(chǎn)品的發(fā)展，導(dǎo)致從微觀到宏觀的尺寸測(cè)量范圍不斷擴(kuò)大，目前從微觀到宏觀的尺寸測(cè)量范圍已達(dá)達(dá)到40個(gè)數(shù)量級(jí)。極端測(cè)試還表現(xiàn)在測(cè)量對(duì)象復(fù)雜化、測(cè)試條件極端化。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，部分測(cè)量問(wèn)題出現(xiàn)測(cè)量對(duì)象復(fù)雜化、測(cè)試條件極端化的趨勢(shì)。如需要測(cè)量整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)或裝置，參數(shù)多且定義復(fù)雜；或需要在高溫、高壓、高速、高危場(chǎng)合進(jìn)行測(cè)量，使得測(cè)試條件極端化。 （2）在線測(cè)試與機(jī)電系統(tǒng)的集成化。要求測(cè)試技術(shù)從傳統(tǒng)的非現(xiàn)場(chǎng)、事后測(cè)試，進(jìn)入制造現(xiàn)場(chǎng)，參與到制造過(guò)程，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)在線測(cè)試，促進(jìn)現(xiàn)代制造系統(tǒng)的集成化與智能化，為制造業(yè)信息化工程的推進(jìn)、實(shí)施現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。 （3）測(cè)試系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化與智能化。當(dāng)測(cè)試儀器系統(tǒng)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化以后，儀器資源將得到很大的延伸，其性能價(jià)格比將獲更大的提高，機(jī)械工程測(cè)試領(lǐng)域?qū)⒊霈F(xiàn)一個(gè)更加蓬勃發(fā)展的新局面。 （4）測(cè)試信息的集成與多信息融合。傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)和制造中的測(cè)試問(wèn)題，主要面對(duì)幾何量的測(cè)試，涉及的測(cè)量信息種類(lèi)比較單一。當(dāng)前復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)功能擴(kuò)大，精確度提高，系統(tǒng)性能涉及多種參數(shù)，測(cè)試問(wèn)題已不局限于幾何量，往往包含多種類(lèi)型被測(cè)量、如力學(xué)性能參數(shù)、功能參數(shù)等。測(cè)量信息種類(lèi)多、信息量大是現(xiàn)代制造系統(tǒng)的重要特征，信息的可靠、快速傳輸和高效管理以及如何消除各種被測(cè)量之間的相互干擾，從中挖掘多個(gè)信息融合后的目標(biāo)信息將形成一個(gè)新的研究領(lǐng)域，即多信息的集成與融合。 （5）虛擬測(cè)試與虛擬儀器。虛擬測(cè)試技術(shù)是面向虛擬制造的測(cè)試技術(shù)，虛擬測(cè)試系統(tǒng)使產(chǎn)品從虛擬設(shè)計(jì)開(kāi)始就處于系統(tǒng)中，在相應(yīng)的虛擬測(cè)試系統(tǒng)中，進(jìn)行切削加工過(guò)程仿真、特種加工過(guò)程仿真、制造過(guò)程仿真和裝配仿真，并虛擬測(cè)試有關(guān)的應(yīng)力、變形、溫度、形狀、尺寸等，為零件虛擬加工提供足夠充分的信息。4 面向現(xiàn)代制造的先進(jìn)測(cè)試技術(shù)及其進(jìn)展在機(jī)械產(chǎn)品制造過(guò)程中，幾何尺寸與形位測(cè)量已從簡(jiǎn)單的一維、二維坐標(biāo)或形體發(fā)展到復(fù)雜的三維物體測(cè)量，從物體的整體性宏觀發(fā)展到局部性微觀。當(dāng)前傳感、測(cè)試計(jì)量和計(jì)測(cè)儀器在現(xiàn)代機(jī)械制造過(guò)程中的作用和重要性較之過(guò)去有明顯提高，現(xiàn)代加工的設(shè)計(jì)理念、制造技術(shù)、測(cè)試方法已從傳統(tǒng)的非現(xiàn)場(chǎng)、事后測(cè)試進(jìn)入制造現(xiàn)場(chǎng)，涉及到整個(gè)制造過(guò)程，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的在線測(cè)試與控制，同時(shí)還需要參與到企業(yè)的信息化系統(tǒng)中。為此，本節(jié)重點(diǎn)對(duì)部分有代表性的先進(jìn)測(cè)試技術(shù)、儀器系統(tǒng)以及應(yīng)用發(fā)展情況進(jìn)行分析綜述。目前，普通機(jī)械加工的加工誤差從過(guò)去的mm級(jí)向um級(jí)發(fā)展，精密加工則從10um級(jí)向um級(jí)發(fā)展，超精密加工正在向nm級(jí)發(fā)展。精密測(cè)試技術(shù)是一門(mén)集光學(xué)、電子、傳感器、圖像、制造及計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體的綜合性交叉學(xué)科，它與精密加工技術(shù)相輔相成，要求測(cè)量誤差比加工誤差高一個(gè)數(shù)量級(jí)，精密測(cè)試技術(shù)需要與精密加工技術(shù)的發(fā)展保持同步。目前研究與開(kāi)發(fā)工作主要體現(xiàn)在如下方面: （1）在實(shí)施“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專(zhuān)項(xiàng)中，需要針對(duì)高速數(shù)控機(jī)床、精密數(shù)控機(jī)床或重型數(shù)控機(jī)床的需要，開(kāi)展綜合誤差補(bǔ)償技術(shù)研究，形成機(jī)床運(yùn)行誤差的在線檢測(cè)、預(yù)測(cè)及軟硬件補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)，在高速、重型、精密類(lèi)數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用并顯著提高其工作精度。 （2）高性能激光測(cè)試系統(tǒng)，重點(diǎn)是雙頻激光干涉儀，此種儀器測(cè)量準(zhǔn)確度高，測(cè)量范圍大，常用于超精密機(jī)床作位置測(cè)量和位置控制測(cè)量反饋元件設(shè)備。目前，需要開(kāi)發(fā)測(cè)量線值、直線度、平面度、角值等性能指標(biāo)參數(shù)的高性能激光測(cè)量系統(tǒng)，重點(diǎn)研究雙縱模穩(wěn)頻、光強(qiáng)漂移及測(cè)量光束損耗的補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)，研制以激光干涉為基礎(chǔ)的數(shù)控
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