精密測試技術的作用和重要意義

精密測試技術在機械學科中的作用是為先進制造業(yè)服務，擔負起質(zhì)量技術保證的重任。這就要求首先要以提高產(chǎn)品的質(zhì)量為出發(fā)點，這也是要達到的zui重要的目的。其次是精密測試技術要提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效益。因此，檢測方法要能適應快速發(fā)展生產(chǎn)的要求，不能單純?yōu)榱藱z測而檢測，更不能因為檢測的要求而影響生產(chǎn)的效益，從更積極的角度出發(fā)，應該是由于精密測試技術的良好服務從而促進生產(chǎn)能力的提高。根據(jù)先進制造技術發(fā)展的要求以及精密測試技術自身的發(fā)展規(guī)律，不斷拓展著新的測量原理和測試方法，以及測試信息處理技術，就機械學科而言，預計以下幾個方面需要發(fā)展。
　　1、零廢品生產(chǎn)中的測量控制
　　在制造業(yè)中，質(zhì)量保證的理想目標是實行生產(chǎn)的零廢品制造。在實現(xiàn)這個目標的過程中，精密測試技術的作用和重要意義是不言而喻的。零部件的加工質(zhì)量、整機的裝配質(zhì)量都與加工設備、測試設備以及測試信息的分析處理等有關，因此實現(xiàn)零廢品生產(chǎn)，以精密測試的角度出發(fā)，以下問題應予考慮：（1）在加工工件前，事先檢測機床。如何快速準確地對加工設備進行校驗，獲得機床的精度狀況，這對大幅度地減少返工，甚至消除返工是非常有益的。當然這是包括檢測設備的研究開發(fā)。（2）生產(chǎn)過程中對工件進行在線測量或?qū)ぜM行檢測，這就需要研究適合于動態(tài)或準動態(tài)的測試設備，甚至能集成到加工設備中的特殊測試設備，做到實時測試，根據(jù)測試結果不斷修改工藝參數(shù)，對加工設備進行補充調(diào)整或反饋控制。從精度理論方面也相應要研究動態(tài)精度理論，包括動態(tài)精度的評定等。（3）研究如何充分利用測量信息來實現(xiàn)零廢品生產(chǎn)。通過在線測量數(shù)據(jù)的充分利用，從中分析加工和測量過程中誤差分布的動態(tài)特性，同時根據(jù)加工誤差的動態(tài)特性和傳感器精度的精度損失特性，以及產(chǎn)品質(zhì)量要求和公差規(guī)定，給出零廢品制造的基本理論模型。充分利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡，遺傳算法等現(xiàn)代數(shù)學方法進行準確的加工質(zhì)量預測，做到質(zhì)量超前控制。
　　2、視覺測試技術
　　非接觸測試技術很多，特別值得一提的是視覺測試技術?，F(xiàn)代視覺理論和技術的發(fā)展，不僅在于模擬人眼能完成的功能，更重要的是它能完成人眼所不能勝任的工作，所以視覺技術作為當今技術，在電子、光學和計算機等技術不斷成熟和完善的基礎上得到迅速發(fā)展。視覺測試技術是建立在計算機視覺研究基礎上的一門新興測試技術。與計算機視覺研究的視覺模式識別、視覺理解等內(nèi)容不同，視覺測試技術重點研究物體的幾何尺寸及物體的位置測量，如轎車白車身三維尺寸的測量、模具等三維面形的快速測量、大型工件同軸度測量、共面性測量等。它可以廣泛應用于在線測量、逆向工程等主動、實時測量過程。視覺測試技術在國外發(fā)展很快，早在20世紀80年代，美國國家標準局就預計，檢測任務的90%將由視覺測試系統(tǒng)來完成。美國在80年代就有100多家公司躋身于視覺測試系統(tǒng)的經(jīng)營市場，可見視覺測試系統(tǒng)確實很有前途。在1999年10月的北京機床博覽會上已見到國外利用視覺檢測技術研制的儀器，如流動式光學三坐標測量機、高速高精度數(shù)字化掃描系統(tǒng)、非接觸式光學三坐標測量機等先進儀器。精密測試技術在機械學科中的作用是為先進制造業(yè)服務，擔負起質(zhì)量技術保證的重任。這就要求首先要以提高產(chǎn)品的質(zhì)量為出發(fā)點，這也是要達到的zui重要的目的。其次是精密測試技術要提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效益。因此，檢測方法要能適應快速發(fā)展生產(chǎn)的要求，不能單純?yōu)榱藱z測而檢測，更不能因為檢測的要求而影響生產(chǎn)的效益，從更積極的角度出發(fā)，應該是由于精密測試技術的良好服務從而促進生產(chǎn)能力的提高。根據(jù)先進制造技術發(fā)展的要求以及精密測試技術自身的發(fā)展規(guī)律，不斷拓展著新的測量原理和測試方法，以及測試信息處理技術，就機械學科而言，預計以下幾個方面需要發(fā)展。
　　1、零廢品生產(chǎn)中的測量控制
　　在制造業(yè)中，質(zhì)量保證的理想目標是實行生產(chǎn)的零廢品制造。在實現(xiàn)這個目標的過程中，精密測試技術的作用和重要意義是不言而喻的。零部件的加工質(zhì)量、整機的裝配質(zhì)量都與加工設備、測試設備以及測試信息的分析處理等有關，因此實現(xiàn)零廢品生產(chǎn)，以精密測試的角度出發(fā)，以下問題應予考慮：（1）在加工工件前，事先檢測機床。如何快速準確地對加工設備進行校驗，獲得機床的精度狀況，這對大幅度地減少返工，甚至消除返工是非常有益的。當然這是包括檢測設備的研究開發(fā)。（2）生產(chǎn)過程中對工件進行在線測量或?qū)ぜM行檢測，這就需要研究適合于動態(tài)或準動態(tài)的測試設備，甚至能集成到加工設備中的特殊測試設備，做到實時測試，根據(jù)測試結果不斷修改工藝參數(shù)，對加工設備進行補充調(diào)整或反饋控制。從精度理論方面也相應要研究動態(tài)精度理論，包括動態(tài)精度的評定等。（3）研究如何充分利用測量信息來實現(xiàn)零廢品生產(chǎn)。通過在線測量數(shù)據(jù)的充分利用，從中分析加工和測量過程中誤差分布的動態(tài)特性，同時根據(jù)加工誤差的動態(tài)特性和傳感器精度的精度損失特性，以及產(chǎn)品質(zhì)量要求和公差規(guī)定，給出零廢品制造的基本理論模型。充分利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡，遺傳算法等現(xiàn)代數(shù)學方法進行準確的加工質(zhì)量預測，做到質(zhì)量超前控制。
　　2、視覺測試技術
　　非接觸測試技術很多，特別值得一提的是視覺測試技術?，F(xiàn)代視覺理論和技術的發(fā)展，不僅在于模擬人眼能完成的功能，更重要的是它能完成人眼所不能勝任的工作，所以視覺技術作為當今技術，在電子、光學和計算機等技術不斷成熟和完善的基礎上得到迅速發(fā)展。視覺測試技術是建立在計算機視覺研究基礎上的一門新興測試技術。與計算機視覺研究的視覺模式識別、視覺理解等內(nèi)容不同，視覺測試技術重點研究物體的幾何尺寸及物體的位置測量，如轎車白車身三維尺寸的測量、模具等三維面形的快速測量、大型工件同軸度測量、共面性測量等。它可以廣泛應用于在線測量、逆向工程等主動、實時測量過程。視覺測試技術在國外發(fā)展很快，早在20世紀80年代，美國國家標準局就預計，檢測任務的90%將由視覺測試系統(tǒng)來完成。美國在80年代就有100多家公司躋身于視覺測試系統(tǒng)的經(jīng)營市場，可見視覺測試系統(tǒng)確實很有前途。在1999年10月的北京機床博覽會上已見到國外利用視覺檢測技術研制的儀器，如流動式光學三坐標測量機、高速高精度數(shù)字化掃描系統(tǒng)、非接觸式光學三坐標測量機等先進儀器。
　　3 測量方式向多樣化發(fā)展
　?。?）多傳感器融合技術在制造現(xiàn)場中的應用多傳感器融合是解決測量過程中測量信息獲取的方法，它可以提高測量信息的準確性。
　　由于多傳感器是以不同的方法或從不同的角度獲取信息的，因此可以通過它們之間的信息融合去偽存真，提高測量精度。
　?。?）積木式、組合式測量方法白車身三維尺寸測量系統(tǒng)就屬于這類方法，
　　3 測量方式向多樣化發(fā)展
　?。?）多傳感器融合技術在制造現(xiàn)場中的應用多傳感器融合是解決測量過程中測量信息獲取的方法，它可以提高測量信息的準確性。
　　由于多傳感器是以不同的方法或從不同的角度獲取信息的，因此可以通過它們之間的信息融合去偽存真，提高測量精度。
　?。?）積木式、組合式測量方法白車身三維尺寸測量系統(tǒng)就屬于這類方法，