机械制造领域测量技术的发展研究

白雪峰

（吉林大学 机械科学与工程学院，吉林 长春 130022）

1 测量学科在机械制造中的内涵和组成

在现代的机械制造测量技术中，测量技术和一些必要的测量仪器设备在机械制造中不单单起着一些辅助检测的作用，而是已经融入到机械生产制造的整个生产过程当中，成为了机械设备生产部件和基本制造设备的一部分。已经集成的一些机械系统，尤其是一些高、精、尖的机械设备自动测量系统，集成化程度更高。据有关部门统计，测量系统的成本在一些高、精、尖的机械设备中已经达到了设备总装备成本的40%左右。生产资料和机床是机械制造实现的基础，而了解生产现场情况的则是测量技术，可以说测量是认识世界的工具，而机械则是改造世界的工具，要想改造世界，必须首先得认识世界，只有把二者科学、有机的结合才能实现机械制造生产水平质的飞跃。

2 机械制造领域测量技术的发展现状

随着我国改革开放政策的不断深入推进，我国的机械测量和制造系统也发生了革命性的变化。数字化、智能化制造、微机电系统制造、生物制造等一大批先进设计理念和制造工艺技术正在由概念走向成熟，与此同时，在机械制造领域的测量技术也在发生着革命性的变革，新内容的增加，新的测量问题也开始不断出现，这既是机械制造测量技术发展的机遇也是机械制造测量技术发展的挑战。在未来的机械制造发展进程中，测量技术的先进程度将直接决定着各国机械制造技术发展的好坏。

3 机械制造测量技术发展特点

纵观以往的机械制造发展历程，我们可以清晰地看出，机械制造水平发展的基础和先决条件是测量技术学科的发展和精密测量技术水平的发展，这将直接决定到精密加工精度的提高。就目前而言，1um的加工精度技术已经被国际上的很多先进国家所掌握，纳米级的加工精度已经成为了国际上一些先进发达国家的加工水平发展方向，人们目前所讨论的新技术热点已经成为微纳米技术。从整体看来，机械制造测量技术的发展将呈现出：①极端制造中的测量技术成为测量中的前沿技术。②从静态测量到动态测量，从非现场测量到现场在线测量。③测量过程从简单信息获取到多信息融合。④几何量和非几何量集成。⑤制造设备交互操作国际标准正在酝酿出台等特点。

4 机械制造测量技术在我国发展中存在的问题

（1）自主创新能力较差，原创技术比较少。纵观一些已有的机械测量技术及仪器设备，很少有我们自主原创的技术，由于我国的工业制造技术发展的较晚，这在很大程度上也严重影响了机械制造测量技术在我国的研究发展。但不可否认，我国对研发测量技术地位和作用认识上的不充分，资金投入的不充足，研究时只重理论不重实际的工程应用，只重数量不重质量的思想观念，也是造成当前机械制造测量技术在我国缺乏发展活力的重要因素。

（2）测量仪器本身没有很好的可靠性能。由于基础技术和一些制造工艺在我国发展和研究的不扎实，以至于造成对机械设备可靠性造成影响的一些基本的关键技术，没有很好的得到解决。如一些精密加工技术、密封技术、焊接技术等等。

（3）测量设备在性能、功能方面落后。在我国，目前现有的一些测量设备在测量精度和功能上和一些国外发达国家相比还还存在着很大的差距。这些高科技测量技术的发展，可以很好的对测量时的外部干扰信号的影响加以排除，对测量手段的耐环境性加以提高，以使得测量结果更接近实际，具有更高的真实性。

（4）缺乏对使用对象开发的专用解决方案。在国外很多大型企业都有自己非常完善的研发团队，可以针对一些特殊的使用对象进行专门的研发和设计，而在我国高校和科研院所仍然是我国目前主要的研发力量，这样的研发模式往往会导致研发资源与技术装备和企业的应用需求常常会发生脱节的现象，使资源不能得到充分合理的应用。

5 对我国机械制造测量技术发展的相关建议

机械制造中测量技术的行业特点决定了机械制造中未来测量技术的发展，在该技术领域几何量测量及其相关的测量仪器和数据处理方法，将仍然是机械制造中测量技术发展的主要表现形式，为此结合机械制造中测量技术在我国发展的实际情况，建议在未来几年内机械制造中测量技术在我国发展应该朝着以下几个方面发展：①提高自主创新能力和加强一些原创技术的发展。②对测量仪器本身的可靠性要加以增强，并要提高测量设备的性能和功能。③要重点研究极限制造提出的各种新的测量问题，包括一些微纳米超高精密测量方法。④对计量学的基本问题要进行更进一步的深入研究，基标准和一些相关测量理论应该是测量计量学基本问题研究的重点，以期达到实现自标定、自校准的目的。⑤ 应用新的物理原理及新的技术成就，发现新型传感原理并设计发明性能更好的新型测量仪器，解决机械制造中出现新的测量问题。⑥要发展一些适合快速高效、高可靠性的机械制造在线检测技术。

6 结语

综上所述，我国机械制造中的测量技术近几年虽然取得了不小的进步，但与一些发达国家相比，还存在着一定的差距。我们应该高度重视机械制造一线的测量技术的重大需求和出现的新的测量问题。重点关注包括新型传感原理及传感器研究、超大尺寸、微纳米级精密测量，先进制造的现场、非接触、数字化测量、仪器智能化、基标准及相关测量理论研究，复杂型面的检测等基本问题。加大投入，力争在未来10年，形成适应我国先进制造需求的测量技术体系。