軸承檢測儀器的發(fā)展預測隨著世界上精密制造技術的飛速發(fā)展和產(chǎn)品精度的日益提高，產(chǎn)品檢測和試驗技術也獲得了較大的發(fā)展，并呈現(xiàn)出多態(tài)性和超精密的特性。從納米制造到納米測量，從智能儀器、虛擬儀器到網(wǎng)絡儀器，國內(nèi)軸承行業(yè)測試與試驗技術在多方面逐步與世界接軌，并不斷開發(fā)出一系列適合國情和國家標準的測試儀器與試驗設備。另一方面，中國正在逐步成為世界上的產(chǎn)品制造中心，國外的先進制造技術和測試技術日益沖擊著國內(nèi)的軸承行業(yè)。由于在應用技術領域和國外存在的差距，以及行業(yè)內(nèi)較多的企業(yè)對產(chǎn)品質量和檢測方面認識不夠，造成目前國內(nèi)的軸承檢測儀器和試驗設備仍然與國外的同類先進企業(yè)存在著較大的差距。為彌補產(chǎn)品檢測和試驗技術與國外先進技術方面存在的不足，同時也為了滿足軸承行業(yè)控制檢測和技改成本，改變過去高精度檢測儀器或設備只能從國外進口的局面，就需要我們在各方面都加以改善，并針對某些領域進行專項突破。從總體考慮，一方面要在先進技術上進行突破，另一方面要提高已有產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。兩個方面齊頭并進，相輔相成，這樣才能在趕上世界潮流的同時，更能滿足國內(nèi)企業(yè)的實際需要。1 在先進技術方面1.1 納米測量技術高速發(fā)展的技術經(jīng)濟對機械制造的要求越來越高，特別是計算機技術的飛速發(fā)展有力地促進了機械科技的進步。目前機械加工業(yè)已突破了 0.01μm 的進給技術，0.01μm 圓度的加工技術和納米級的粗糙度加工技術。納米級的加工技術必然對產(chǎn)品檢測提出更高的要求，已有的儀器檢測精度已經(jīng)不能滿足制造業(yè)對產(chǎn)品檢測的需求。產(chǎn)品精度的縱向延伸同時也將給國內(nèi)的儀器制造業(yè)帶來較大的沖擊，甚至有被擠出市場的危險，從而迫使軸承儀器生產(chǎn)企業(yè)加大研發(fā)力度，積極與世界先進技術靠攏，將測量技術也提升到與納米加工相適應的納米測量。納米級測量技術中最引人注目的是進行圓度等微小形狀的測量。圓度儀是機械加工中不可缺少的檢測設備，其精度制約著機械加工精度，為此國內(nèi)外對圓度儀的開發(fā)生產(chǎn)極為重視，英、美、日、德等國從 20 世紀40、50 年代起就陸續(xù)開發(fā)了多種圓度儀，并不斷更新?lián)Q代。我國 20 世紀.60 年代以來曾進口了數(shù)以百計的圓度儀，70 年代開始自行開發(fā)了數(shù)種圓度儀，在相當程度上填補了國內(nèi)此方面的空白。但是早年開發(fā)的圓度儀因當時制造技術的局限性，其精度已相對落后，不能滿足要求，必須以更高的技術起點研制高精度多功能圓度儀，以適應日益發(fā)展的機械加工的需要。國外發(fā)達國家均生產(chǎn)多種圓度儀，如英、美、德、日 20 世紀 70 年代就生產(chǎn)主軸精度優(yōu)于± 0.025μm 的高精度圓度儀，特別是英國 R.T.H 公司生產(chǎn)的圓度儀性能比較穩(wěn)定，在世界上有很高的市場占有率，該公司 80 年代初生產(chǎn)的新型圓度儀圓度測量值的不確定度在以 0.05μm 內(nèi)，放大倍率已達到 100 萬倍，分辨率已達到納米級，代表了當代圓度儀的水平。90 年代計算機技術飛速發(fā)展并在圓度儀上廣泛應用，圓度儀的功能更加完善，實現(xiàn)了圓度、圓柱度、垂直度、傾斜度、平面度等參數(shù)的測量，并增加了斜率分析、諧波分析等功能。國外的圓度儀一般分為兩大類：一種是低速滑動主軸帶動傳感器圍繞被測工件回轉的傳感器回轉型，如英國的 TALYROND73 型等。另一種是氣?。ɑ蛴透。┑墓ぷ髋_回轉傳感器不轉的工作臺回轉型，此種圓度儀回轉精度一般在 0.05μm 左右，如 TALYROND300 型等。國外的高精度圓度儀一般采用分離主軸回轉誤差的辦法來提高測量精度，分離后的高精度圓度儀圓度測量值的不確定度可達0.005μm。國內(nèi)開發(fā)的圓度儀種類也很多，如上海機床廠和中原量儀廠生產(chǎn)的某型，主軸回轉精度在 0.1μm，上海量具刃廠生產(chǎn)的臺式圓度儀，回轉精度 0.1μm左右；北京機床廠生產(chǎn)的臺式圓度儀，回轉精度 0.05μm。1.2 網(wǎng)絡技術軸承屬精密產(chǎn)品，加工過程中有嚴格的工藝、檢測方法和質量檢測記錄。我國目前在軸承加工企業(yè)普遍貫徹了 ISO9000 系列質量管理體系，其中對質量管理、檢測方法、特別是檢測記錄有嚴格的要求。將檢測結果全部按時間記錄存檔是最基本的要求，而國內(nèi)的大部分企業(yè)在這方面由檢查員將檢測結果記錄存檔，而人工記錄數(shù)據(jù)易產(chǎn)生差錯；因記錄數(shù)據(jù)及存檔工作量大，檢查員一般只是將抽檢的數(shù)據(jù)存檔；做一些工藝分析、統(tǒng)計分析、質量分析等復雜運算很困難。在軸承工序間檢查方面，國內(nèi)仍采用傳統(tǒng)的機械式儀器，由扭簧表顯示測量數(shù)據(jù)，人工判斷工件的合格與否。這種方法測量精度低，受人的主觀因素影響較大，但是這種儀器應用簡單，儀器故障率低，所以在軸承行業(yè)上得到了廣泛的應用，而且成為軸承生產(chǎn)中不可缺少的儀器。如何更有效地利用現(xiàn)有的機械式儀器，并在此基礎上改善人為因素對產(chǎn)品檢測帶來的影響，實現(xiàn)集中監(jiān)測和分析是實現(xiàn)系統(tǒng)質量管理，與國外先進測量技術接軌必然要逾越的階段。隨著科學技術的進步，軸承行業(yè)對全自動加工機床、軸承生產(chǎn)自動線及裝配線的廣泛使用，使軸承加工質量和效率大大地提高，從而對檢測技術、質量管理和統(tǒng)計工作等方面提出了更高的要求。需要改變目前落后的檢測方式，同時做到質量記錄無紙化，實現(xiàn)企業(yè)加工過程自動化和計算機網(wǎng)絡化管理，軸承企業(yè)的質量管理者隨時可得到企業(yè)產(chǎn)品的檢測結果和統(tǒng)計分析結果。網(wǎng)絡化檢測技術的應用將使國內(nèi)軸承企業(yè)在質量管理方面邁上一個新臺階。網(wǎng)絡儀器的出現(xiàn)主要是針對我國目前軸承企業(yè)檢測手段和質量管理比較落后，軸承質量不能得到有效控制的現(xiàn)狀，開發(fā)、研制軸承智能檢測儀器及企業(yè)質量檢測網(wǎng)絡化管理系統(tǒng)。利用先進的檢測手段和現(xiàn)代網(wǎng)絡技術來進行產(chǎn)品的質量管理，可提升產(chǎn)品的檔次，增強企業(yè)產(chǎn)品的競爭力，使檢測技術及質量管理系統(tǒng)接近或達到國際先進水平。利用最新的數(shù)字網(wǎng)絡儀器目前在國內(nèi)由我所首創(chuàng)，填補了國內(nèi)空白，接近國際先進水平。儀器擁有多項先進技術，與國外相比有價格優(yōu)勢。網(wǎng)絡儀器的廣泛應用，將顯著提高我國軸承的質量水平，增加軸承企業(yè)的競爭能力。 1.3 虛擬儀器與智能儀器現(xiàn)代化技術的進步以計算機技術的進步為代表，不斷革新的計算機技術從各個層面上影響著、引導著各行各業(yè)的技術革新?；谟嬎銠C技術的虛擬儀器系統(tǒng)技術正以不可逆轉的力量推動著測試技術的革命。虛擬儀器系統(tǒng)的概念不僅推進了以儀器為基礎的測試系統(tǒng)的改造，同時也影響了以數(shù)據(jù)采集為主的測試系統(tǒng)的傳統(tǒng)構造方式的進化。虛擬儀器系統(tǒng)的概念匯集了各種分散的測試領域，并正在逐步取代傳統(tǒng)的測試方法，成為一種標準的技術規(guī)范。虛擬儀器的出現(xiàn)是計算機技術發(fā)展的結果，同時也是用戶對儀器品種、功能、精度、測試速度、實時性、友好性、復雜運算、可存儲性等苛求的結果，是測試技術領域的一大突破。虛擬儀器因其無比的優(yōu)越性迅速占領了市場，測試功能設計方面的可自由擴充性、兼容性以及低廉的成本大大縮短了開發(fā)周期。從虛擬儀器概念的提出到產(chǎn)品大量而快速的普及也僅僅是十幾年時間，而測試功能的多樣性、準確度卻達到了前所未有的程度，從而節(jié)約了大量的人力和物力去進行更深層次的研發(fā)。虛擬儀器就是在通用計算機上加上一組實現(xiàn)特定功能的軟硬件，從而達到甚至超過幾臺傳統(tǒng)儀器應有的效果和功能，且改變了傳統(tǒng)儀器不能很好相互兼容的缺點。智能儀器屬于虛擬儀器的范疇，是利用了傳統(tǒng)計算機硬件固有的高速運算和存儲能力，以及能進行復雜運算的特征，并利用已有的高效的程序設計平臺，結合需要開發(fā)的特定領域，開發(fā)出一系列實現(xiàn)特定功能的軟硬件和接口。這種特定的軟硬件系統(tǒng)聯(lián)上傳統(tǒng)的計算機軟硬件平臺，就是一套完善的智能測試儀器。目前這種技術的應用正迅速普及到行業(yè)檢測的各個領域。國內(nèi)軸承行業(yè)在智能測試領域起步也比較早。在 90 年代計算機剛普及的時候，國內(nèi)軸承行業(yè)就已經(jīng)開始涉足虛擬和智能測試領域。我所自 90 年代中期成功開發(fā)出智能化圓度測量儀之后，陸續(xù)開發(fā)出一系列智能化測量儀器，產(chǎn)品的測試目標涵蓋了軸承檢測的多項參數(shù)。如溝形測量儀、旋轉精度測量儀、多參數(shù)測量儀、摩擦力矩測量儀、振動測量儀等（其中多項產(chǎn)品獲得國家發(fā)明獎） ，并準備將已有產(chǎn)品全部進行智能化改造或功能擴充，如游隙測量儀、剛度測量儀、接觸角測量儀、動靜態(tài)軍工用摩擦力矩測量儀等；杭州試驗研究中心也對已有產(chǎn)品如速度型振動測量儀、壽命試驗機等進行了智能化改造。2 產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性對于實現(xiàn)特定功能的同類測試儀器而言，國內(nèi)與國外的名牌企業(yè)在產(chǎn)品的可靠性、長期穩(wěn)定性，甚至是加工質量、零部件的可互換性和造型方面等都存在著較大的差異。如何迅速和有效地改善這些不足，關系著產(chǎn)品的綜合質量和實際使用壽命，甚至直接關系著企業(yè)自身的形象。要想在國外同類企業(yè)對國內(nèi)市場的沖擊下很好地生存，必須做到未雨綢繆，使自己的產(chǎn)品無論在制造質量方面，還是在測試可靠性、穩(wěn)定性方面都能達到標準或接近規(guī)范。產(chǎn)品的可靠性是產(chǎn)品質量的一個重要組成部分。產(chǎn)品可靠性賦予產(chǎn)品一定的功能和功能參數(shù)，如工作精度、工作壽命、機械和運動特性、動力特性等。如果不能保證這些功能參數(shù)的有效維持，也就不能相應保證產(chǎn)品的綜合質量。研發(fā)測試儀器必須把可靠性設計列入重要的范疇，包括產(chǎn)品的固有可靠性（如材料、結構等）和使用可靠性（如人為誤差和環(huán)境適應性等）都要通盤考慮。產(chǎn)品可靠性低、故障多，不僅維修費用會成倍地增加，而且影響生產(chǎn)進行和經(jīng)濟效益。軸承測試儀器的可靠性無論對于傳統(tǒng)儀器，還是對智能化儀器方面都是存在的，特別是對于智能化儀器影響更大，出現(xiàn)的問題也更多。一方面，傳統(tǒng)儀器屬于早年開發(fā)出的產(chǎn)品，產(chǎn)品的可靠性設計經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)日趨成熟，后來的改進也只是微小的改動，且經(jīng)過多次的實驗和校準，而智能化儀器在國內(nèi)從出現(xiàn)到發(fā)展也只有很短的時間，更新速度又快，因此更容易出現(xiàn)可靠性設計缺陷；另一方面，智能化儀器涉及的領域較多，在對各方面（如機械、電氣、傳感器等）進行單獨可靠性設計的同時，又存在著兼容和通配方面的可靠性設計。在國內(nèi)軸承行業(yè)檢測技術領域可靠性設計方面，普遍存在著設計與制造脫節(jié)的現(xiàn)象，出現(xiàn)問題的原因與加工、工藝、管理和檢查人員有關，另一方面與精密加工設備有關。只有綜合改善這些現(xiàn)象并進行規(guī)范化管理，才能逐步杜絕這些不應有的缺陷。一個企業(yè)的產(chǎn)品如果不能很好地進行可靠性設計和嚴格地進行制造，同時在互換性、外觀上很好地迎合用戶的需求，就很難維持和發(fā)展。對于精密測試儀器領域，更是如此。這些也是我們要考慮發(fā)展的重點。