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CIMT2019展品评述|部分量具量仪展品


CIMT2019展会上的量具量仪展品新技术新产品亮点颇多,可谓星光璀璨,令观众目不暇接,收获甚丰。

量具量仪产品展台呈现出外观造型优美、技术内涵丰富且精细高端的特点,在当今制造业转型升级之际,产品创新不断,数字化、信息化、网络化、智能化制造在各行业风生水起,先进测量技术和先进量具量仪产品的不断开发创新,在提升制造水平、提高产品质量和提高生产效率上发挥了越来越重要的作用。本次展会上,体现了众多国内量具量仪制造企业的成长壮大和产品更新换代,展商们都看好中国制造业的发展前景,踊跃参加展会。

一、测量数据网络化采集传输,为数字化、智能化加工提供质量控制解决方案

国内外不少知名量具量仪厂商为满足生产企业对产品制造全过程质量监控的要求,正力图向用户提供成套检测方案。通过互联网/物联网,将制造装备、技术和包括测量所获取的制造过程中的所有数据加以整合,创建成一个物理量数字信息闭环,实现制造全过程的数据驱动策略,正成为制造业的一个发展趋势。国际知名精密测量仪器制造商海克斯康,正致力于为工业制造从设计工程、生产加工到计量各阶段,提供全流程质量控制解决方案,借助于5G通讯及工业物联网,可更便捷地获取、传输和利用各类传感器测量数据等信息,实现产品在全制造周期中数据的实时连接,从而创建一个以大数据平台为基础的智能的制造生态系统,助力客户确立并实施数据驱动策略,精准提高产品质量和生产效率。

在本届展会上,海克斯康介绍了车间智能加工检测自动化方案,可集成车间型坐标测量机、在机测头和对刀仪、机器人、加工中心,以及CAMSPC等多种软件技术,实现将测量室搬到车间现场的设想,满足多产品快速转换生产节拍的要求。日本三丰介绍了其测量数据网络系统Measurlink,即:互联网传输测量数据,可对产品的品质进行管理和分析,并使产品质量实现数据图像可视化。该系统主要优点有:①加工过程数据通过网络的实时采集和过程控制的统计分析,预测/预防生产过程中故障的发生;②依靠不断积累的数据和瞬间进入测量结果数据库的能力,借助统计分析/评估,对加工状态进行快速辨认识别;③开发数据采集/分析软件模块,使之实现实时测量,实时显示加工过程的统计数据及图表。      


国内企业在该领域也做了不少尝试与开拓,如:桂林广陆数字测控开发出了实时数据采集、传输和处理系统。该系统将广陆各类数字量具的测量数据,通过专用数据采集器或miniUSB接口和PLC可编程控制器,连接传输至PC机终端进行存储显示及分析处理,借助人机界面、机械手/机器人,或其他设备的对接,完成指定的生产加工自动化、智能化应用。据报道,西安交大开发多年的测量物联网系统也已在一些生产厂家及国家专项中得到了实际应用。


二、复杂高精度螺旋锥齿轮闭环制造系统成功实现国产化

由中国通用技术集团哈尔滨量具刃具集团成功开发了具有自主知识产权的成套螺旋锥齿轮闭环制造系统,以计算机数据库系统为核心,将螺旋锥齿轮从设计、加工、检测、反馈再加工直至加工出合格产品的成套制造全过程,用测量技术(软件)集成融合为一体,将制造螺旋锥齿轮所需的铣齿机、磨齿机、刀盘刀条、装刀机和齿轮测量中心等全部加工测量仪器和装备(硬件)有机集成在一起,旨在加工出合格螺旋锥齿轮产品。系统可同时适用于减缩齿和等高齿两种齿制螺旋锥齿轮加工。哈量还成功开发了L65G型高精度齿轮测量中心,和具有自主知识产权的数字化三维测头测量软件。拥有自主知识产权的软件linksgears可实现L65G对螺旋锥齿轮的齿距和齿面拓扑图的检测;利用自主“螺旋锥齿轮齿形误差修正”软件可快捷修正机床加工参数,从而迅速实施调整,加工出符合设计要求的合格螺旋锥齿轮产品。该成果不仅进一步提升了哈量集团整体技术水平,对推动国内齿轮和量具量仪制造业的结构调整和转型升级也具有重要意义。


除此之外,哈量旗下哈量凯狮(KELTCH)数控刀调仪系列产品,以及包括齿轮量仪、轮廓仪等在内的展品,都给人们留下深刻印象。

三、非接触式光电扫描测量、激光扫描测量及光学影像测量技术尽领风骚

为了既满足批量复杂形状零件精度质量检测的需求,同时还满足快速生产节奏的要求,近年在线测量技术和产品有了不少新发展:光电扫描测量技术、激光扫描测量技术以及光学影像测量技术等非接触式精密测量技术,被更为广泛地用于精密复杂型面批量零件的现场检测中;与机器人/机械手相结合,构建先进高效的、自动化、智能化的在线/现场检测—评估/分选—闭环反馈—预报测量系统,成为当下精密量具量仪技术发展的一个重要方向。

1. 非接触式激光扫描技术在批量齿轮精度在线测量中的应用

在本届展会上,格里森首次推出滚动扫描复合式齿轮测量系统——GRSL齿轮测量中心,该系统是带有激光扫描测量的齿轮双面啮合测量系统,即在单一测量设备上,采用了先进的非接触式激光扫描测量系统,可以实现齿轮单项误差测量的同时,还能按照双面啮合滚动测量原理对齿轮进行双啮径向综合运动误差的测量(下图),可用于批量齿轮的在线测量。在齿轮回转的同一个测量循环中,可同时完成并检测出齿轮的齿形、周节(齿距)和齿轮径向综合误差,速度快,效率高。其齿轮径向综合误差、齿形误差和齿距误差的分析软件具有通用性。GRSL齿轮测量系统可与格里森诸多型号齿轮加工机床相连,实现齿轮机床加工参数的闭环修正。


海克斯康也在本届展会上首次展出新开发的非接触式激光扫描齿轮测量系统方案,集成了机械手上下料,可实现齿轮测量自动化。该系统设置有5KEYENCE激光扫描测头,在被测齿轮快速回转过程中,可同时检测出被测齿轮的齿形、齿距和齿向误差。据称测量误差为7µm。现场的演示吸引了不少参观者的关注。


2.光电扫描技术在精密复杂、批产轴类零件轮廓精度测量上的应用

长期以来,批量轴类零件的快速、精密测量技术的应用和发展,一直受到制造业的关注,尤其受到汽车关键零部件制造厂商、航空制造业,以致石油管加工业的重视。随着近年光电激光测量技术以及相关元器件的发展,机器人技术集成、数据网络传输与SPC统计分析技术得以提升和推广应用,大大助力了机械制造业测量技术向数字化、精密化和自动化方向的加速推进。

丹青公司展出了Sylvac-Scan光学轴类测量仪,工件由电机驱动移动穿过光源,仪器可集成投影仪,用于实时查看测量位置。该仪器分辨率为0.1µm;重复性:直径上为0.5µm,长度上为2µm;最大误差:直径上为1+D/100 µm,长度上为4+L/100µm。仪器头座可旋转,用于静态/动态测量。意大利马波斯的展品集成了多关节机器人,可实现轴类工件的无人自动化测量。秦川思源的轴类测量仪也由传统接触式测头测量升级为非接触式的光学扫描测量,在该测量领域占到了一席之地。


3. 多轴旋转超速白光涡轮叶片测量机和机器人携持光电叶片测量系统

德国WENZEL展出的CORE-D型仪器是一台5轴光学坐标测量机系统,具有较高的扫描测量速度,主要适用于中小型涡轮叶片精度测量。对凡是经过抛光、具有可见光反射表面的零件而言,这是一台理想的测量设备。仪器采用了独特的“双眼”传感器设计,确保仪器具有良好的被测表面测量可到达性即趋近性能力,并能在测量光线轴线与被测表面的法线间夹角成85°角时,也都可以获得可靠的测量结果。本届展会WENZEL展出了为车间环境而设计的新一代型号产品。在测量时,专门设计的“门帘”将会自动关闭,将仪器的关键测量部位封闭起来,与外界隔绝,以保证不因外界如车间的光线(如杂光)、温度(如热源)和清洁度等周边环境对仪器测量精度造成影响。此外,海克斯康和雷尼绍也展示了专门用于叶片检测的新型仪器。


4.非接触式测量技术在其它批量产品质量在线检测上的应用

美国Autonetics公司虽未参展,但据了解,其产品在特定工业计量和自动化领域中具有突出特点和优势。其石油管螺纹激光在线测量技术和测量系统采用由机器人所持激光扫描测量装置,对石油管螺纹实施径向激光线扫描并沿其轴向移动连续扫描至终端,从而完成在管(锥)螺纹的一个轴截面轮廓上、近万个扫描点的测量;随后机器人围绕石油管的圆周,变换测量位置进行管螺纹第二个或更多个选定轴截面的轮廓测量,完成设定的测量程序后就可得到符合API规定或客户预设的各项石油管锥螺纹精度指标的测量数据,从而判定被测石油管螺纹的精度质量或加工缺陷;借助SPC,仪器可以评估并预报生产线上石油管螺纹的加工质量,给出反馈信息或预警。

由德国BLUM公司开发的数控刀片光学影像测量分选机,带有真空吸头的并联机器人,可以快速抓取并传送未检或已检数控刀片至指定工位进行检测或分选归类。数控刀片的图像识别技术和高精度光学影像测量技术,集成高速运行的并联机器人真空抓取机构,实现了大批量轻小复杂零件类产品的自动化精密测量和质量评估分选,给国内众多数控刀具制造厂商在提升数控刀片精度检测和质量控制方面,提供了值得借鉴的信息。就并联测量机而言,丹青展出的并联(绝对)坐标测量机令人耳目一新。

四、国内量具量仪制造业的新景象新成果,令人期待

1. 数显卡尺自动化生产线成功运行

国内最大的数显卡尺量具开发生产厂商——桂林广陆数字测控创新开发了具有自主知识产权、融入了机器人/机械手、数控机床和加工中心等高精制造装备的精密数显卡尺尺身自动化生产线和尺框自动化生产线,实现了批量数显卡尺生产在减人增效文明生产、产品精度质量稳定可靠性等诸方面的显著提升,企业生产物流数据信息化管理水平进一步提高,有效实施了自动化、智能化生产。该自动化生产线已实现两年正常生产,业内受此带动,正积极计划筹措类似的工厂生产改造升级规划。

2. 瞄准高端光电激光精密仪器,掌握核心技术自主知识产权

深圳中图仪器作为民营高科技企业,一直瞄准国内制造业急需的高端精密仪器不懈努力,近年连续推出不少高新技术产品,令人目不暇接。该公司在先进精密测量技术与仪器开发上,掌握有众多核心关键技术,获取了丰硕成果,令人印象深刻。公司特色产品有:综合螺纹测量仪、光学3D表面轮廓仪、激光干涉仪、激光跟踪仪样机及闪测影像仪、高精度光栅测长仪、手机屏幕检测仪等。

3. 以机器视觉为核心技术,单机仪器向在线检测系统扩展升级

苏州天准科技致力于以领先的人工智能技术推动工业转型升级,将机器视觉核心技术应用于工业领域,在机器视觉算法、工业数据平台、先进视觉传感器、精密驱控技术等前沿科技领域不断投入研发,构筑并强化了自身技术基础。其主要产品为工业视觉装备,包括精密测量仪器、智能检测装备、智能制造系统、无人物流车等,产品功能涵盖尺寸与缺陷检测、自动化生产装配、智能仓储物流等工业领域多个环节,在市场上具有较强竞争力。



4. 传统优良产品升级换代显新貌

近年来,贵阳新天光电发展势头强劲,在传统优势光学仪器和光栅位移传感器升级换代方面显现了蓬勃朝气。JD25-C万能测长仪、JX13C万能工具显微镜、JDS光栅测长机等新产品成功实现了传统技术向数字化、智能化、视频化方向的更新发展,并获得了国家专利。本届展出的新品、双显示万能工具显微镜得到用户好评,并受到外商青睐;和美国合作的三坐标测量机引起了不少关注。



5. 减速器用齿轮测量中心和传动链检测仪开发速度加快

齿轮测量仪器制造业的发展一直伴随着齿轮制造行业的发展而成长壮大。我国齿轮制造业的需求与时俱进,相关齿轮测量技术和仪器的不断创新和发展才成为可能。航空航天、汽车、军工、人工智能机器人等制造业对先进齿轮减速器的要求,促进了国内谐波齿轮减速器和RV摆线针轮减速器测量技术和仪器的发展。本届展会上,哈尔滨智达以“谐波齿轮测量”为展台主题,展出了可测谐波齿轮单项几何误差的齿轮测量中心,装备了该公司自行开发的专利产品、可测模数至0.1mm齿轮的3D数字测头,和用以测量谐波减速器传动精度的谐波减速器传动链检测仪。二者组合互补,构成了完整的谐波齿轮减速装置的检测手段与装备。无独有偶,北京工业大学精密工程研究所也展出了他们新开发的RV减速器传动链测量仪,以及小模数锥齿轮综合误差滚动测量仪。


五、观后感

本届展会是在中美贸易摩擦背景下举办的,但参会厂商和参观者的踊跃程度,似乎没受其影响。国内量具量仪展商呈现了一些质量监控管理的新测量理念、新产品、新技术,企业努力转型升级,提倡创新。企业针对国内市场需求,瞄准国外先进技术产品,开发出新型测量仪器,集成新型测量系统,已初见成效。2018年绝大部分企业经济效益有所增长,苏州天准等个别企业增速还很大,信心满满。传统中低端量具量仪产品已不能适应发展,不少企业已经将开发重点放在先进光电激光技术和产品上,桂林广陆测控新开发的激光扫描测量仪就是一个实例。从展会上仍可发现我国量具量仪水平和国外先进产品之间存在着差距,但只要我们坚持提高创新不停步,撸起袖子踏实干,是一定能追赶上的。不过,对于以中小型企业、民营企业为主的量具量仪行业的生存与发展而言,除了需要企业不懈努力、自身过硬之外,政府政策的支持,也是必不可缺的关键要素。

谢华锟


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