隨著世界上精密制造技術(shù)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(shù)領(lǐng)域也獲得了較大的發(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(luò)儀器，國內(nèi)軸承行業(yè)測試與試驗技術(shù)領(lǐng)域在多方面逐步與世界接軌，并開發(fā)出一系列適合國情和國家標準的測試儀器與試驗設(shè)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(shù)和測試技術(shù)日益沖擊著國內(nèi)的軸承行業(yè)。由于在應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)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(zhì)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(shè)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(shù)領(lǐng)域與國外先進技術(shù)方面存在的不足，同時也為了滿足軸承行業(yè)，特別是產(chǎn)品出口企業(yè)和向新技術(shù)產(chǎn)品配套的企業(yè)對各項質(zhì)量指標的有效的把握和檢測方面的迫切需求，以及從根本上控制檢測和技改成本，改變過去高精度檢測儀器或設(shè)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(lǐng)域進行專項突破。 從同盤考慮，一方面要在先進的測試試驗技術(shù)、控制技術(shù)上要進行突破，另一方面要提高已有檢測和試驗產(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先進的測試技術(shù)水平的同時，引領(lǐng)和推動我國軸承行業(yè)在產(chǎn)品開發(fā)和軸承實物質(zhì)量的提高方面，創(chuàng)造良好的條件。 一.在先進技術(shù)方面 1.納米測量技術(shù) 高速發(fā)展的技術(shù)經(jīng)濟對機械制造的要求越來越高，特別是計算機技術(shù)的飛速進步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(shù)，0.01μm圓度的加工技術(shù)和納米級的粗糙度加工技術(shù)。納米級的加工技術(shù)必然對產(chǎn)品檢測提出更高的要求，現(xiàn)已有的儀器檢測精度已經(jīng)不能滿足軸承行業(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，甚至是被擠出市場的危機，從而迫使軸承儀器的生產(chǎn)企業(yè)加大研發(fā)力度，積極與世界先進技術(shù)靠攏，將測量技術(shù)也提升到與納米加工相適應(yīng)的納米測量。納米級測量技術(shù)中Z引人注目的是進行圓度等形位公差、精密滾動體的尺寸公差等高精度測量。 圓度儀是機械加工中不可缺少的檢測設(shè)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、德等國從四、五十年代起就陸續(xù)開發(fā)生產(chǎn)了多種圓度儀，并不斷更新?lián)Q代。我國60年代以來曾進口了數(shù)以百臺計的圓度儀，70年代開始自行開發(fā)生產(chǎn)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，成功地深入到圓度測量領(lǐng)域。但是早年開發(fā)的圓度儀因當時產(chǎn)品制造技術(shù)的局限性，生產(chǎn)出的圓度儀的精度隨時間的進展相對落后了，已不能滿足軸承行業(yè)的需要，必須以更高的技術(shù)起點研制高精度多功能圓度儀。 國外發(fā)達工業(yè)國家均生產(chǎn)多種圓度儀，如英、美、德、日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，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0.005μm以內(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Z高水平。90年代計算機技術(shù)飛速發(fā)展并在圓度儀上廣泛應(yīng)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(zhuǎn)的傳感器回轉(zhuǎn)型，如英國的TaIyrond73型等。另一種是氣浮（或油?。┑墓ぷ髋_回轉(zhuǎn)、傳感器不轉(zhuǎn)的工作臺回轉(zhuǎn)型，此種圓度儀回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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)生產(chǎn)的圓度儀種類也很多，如上海機床廠和中原量儀廠仿TaLyrond51型，主軸回轉(zhuǎn)精度0.1μm，上海量具刃廠生產(chǎn)的臺式圓度儀，回轉(zhuǎn)精度0.1μm左右；北京機床所生產(chǎn)的臺式圓度儀，回轉(zhuǎn)精度0.05μm。 洛軸所于70年代開發(fā)的高速圓度儀Y9025開創(chuàng)了圓度測量的一個新領(lǐng)域，獲國家發(fā)明獎，主軸精度0.05μm，十余年來這種圓度儀已在國內(nèi)外軸承及其它行業(yè)大量應(yīng)用銷售400臺左右。91年洛軸所成功改造了TALYROND51型圓度儀，96年開發(fā)出Y9025的改進產(chǎn)品Y9025G，98年開發(fā)出Y905，其主軸回轉(zhuǎn)精度達0.04μm，電氣系統(tǒng)已全部計算機化，增加了三種評定圓度方法和斜率分析、諧波分析等功能，2002年，對TALYROND73型圓度儀進行了改造，使其精度有較大的提高。通過多年對圓度測量的研究，已系統(tǒng)掌握了圓度測量技術(shù)，并掌握了研制高精度圓度儀的關(guān)鍵技術(shù)-分離主軸誤差的方法及數(shù)學(xué)模型，通過主軸回轉(zhuǎn)方面的納米級不確定度和主軸誤差分離技術(shù)，從而為Z終實現(xiàn)納米圓度測量提供了可能和保證。目前這項研發(fā)計劃正在實施，相信不久就可實現(xiàn)并投入市場，在較大程度上接近國外同類儀器的測量水平，從而為國內(nèi)的使用廠家節(jié)約較大的檢測成本。 2.網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 軸承屬精密零件,加工過程中有嚴格的工藝、檢測方法和質(zhì)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(zhì)量管理體系，其中對質(zhì)量管理、檢測方法、特別是檢測記錄有嚴格的要求。將檢測結(jié)果全部按時間記錄存檔是Z基本的要求，而國內(nèi)的大部分企業(yè)在這方面仍普遍采用由檢查員人工將檢測結(jié)果記錄存檔，從而造成人工記錄數(shù)據(jù)可靠性由于人的因素容易產(chǎn)生錯誤；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；數(shù)據(jù)分析困難，如做一些工藝分析、統(tǒng)計分析、質(zhì)量分析等復(fù)雜運算都很困難。 在軸承工藝間檢查方面，國內(nèi)仍采用傳統(tǒng)的機械式儀器，用扭簧表、齒輪杠桿比較儀等機械量表顯示測量數(shù)據(jù)，人工判斷工件的合格與否。這種方法測量精度低，由于人工記錄，受人的主觀因素影響較大。但是這種儀器應(yīng)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(yīng)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(chǔ)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，是我們實現(xiàn)對制造系統(tǒng)進行質(zhì)量管理，與國外先進測量技術(shù)接軌必然要逾越的階段。 隨著科學(xué)技術(shù)的進步，軸承行業(yè)對全自動加工機床、自動軸承加工生產(chǎn)線及裝配線的廣泛使用，有力地促進了軸承工業(yè)的進步，使軸承加工質(zhì)量和效率大大地提高，從而對檢測技術(shù)、質(zhì)量管理和統(tǒng)計工作等方面提出了更高的要求。需要改變目前這種落后的檢測方式，提高檢測精度，并隨時對加工情況進行統(tǒng)計分析，保證生產(chǎn)線及自動線成處于Z佳狀態(tài)，同時做到質(zhì)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(luò)化管理，軸承企業(yè)的質(zhì)量管理者隨時可得到企業(yè)產(chǎn)品的檢測結(jié)果和統(tǒng)計分析結(jié)果。網(wǎng)絡(luò)化檢測技術(shù)的應(yīng)用，將使國內(nèi)軸承企業(yè)在質(zhì)量管理方面上一個新臺階。 軸承行業(yè)現(xiàn)在役的儀器已滿足不了日益發(fā)展的行業(yè)需要，需對傳統(tǒng)儀器進行改造并開發(fā)一批新的儀器，新開發(fā)的和改造的儀器應(yīng)具有測量精度高、數(shù)據(jù)處理及輸出的功能，可以通過監(jiān)測計算機對其進行管理，實現(xiàn)儀器的網(wǎng)絡(luò)化管理。 本項目已經(jīng)進入實施階段，項目的目標是針對我國目前軸承企業(yè)檢測手段和質(zhì)量管理比較落后，軸承質(zhì)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(zhì)量檢測網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)，利用先進的檢測手段和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行質(zhì)量管理，來提升產(chǎn)品檔次，增強企業(yè)產(chǎn)品的競爭力，使檢測技術(shù)及質(zhì)量管理系統(tǒng)接近或達到先進水平。 本項目利用Z新的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和精密檢測技術(shù)的有機結(jié)合，對軸承的多參數(shù)進行網(wǎng)絡(luò)管理和工藝分析，達到控制軸承產(chǎn)品質(zhì)量的目的，完善企業(yè)的現(xiàn)代化質(zhì)量管理。本項目完成后，經(jīng)過很短時間地完善后便可批量生產(chǎn)，進行市場推廣轉(zhuǎn)化。 本項目開發(fā)的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化智能軸承檢測儀器屬國內(nèi)首創(chuàng)，填補了國內(nèi)空白，接近或達到先進水平。技術(shù)含量高，擁有多項先進技術(shù)，處于國內(nèi)領(lǐng)先地位，與國外相比具有價格優(yōu)勢。項目成果的應(yīng)用，將顯著提高我國軸承的質(zhì)量水平，增加軸承企業(yè)的競爭能力。進而，為企業(yè)全面的信息化管理（ERP）打下良好的技術(shù)基礎(chǔ)。 3.虛擬儀器與智能儀器 現(xiàn)代化技術(shù)的進步以計算機技術(shù)的進步為代表，不斷革新的計算機技術(shù)從各個層面上影響、引導(dǎo)著各行各業(yè)的技術(shù)革新?；谟嬎銠C技術(shù)的虛擬儀器系統(tǒng)技術(shù)正以不可逆轉(zhuǎn)的力量推動著測試技術(shù)的革命。虛擬儀器系統(tǒng)的概念不僅推進了以儀器為基礎(chǔ)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(gòu)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(lǐng)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(shù)規(guī)范。 虛擬儀器技術(shù)的出現(xiàn)是計算機技術(shù)發(fā)展的結(jié)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(fù)雜運算、可存儲性等苛求的結(jié)果，是測試技術(shù)領(lǐng)域的一大突破。 虛擬儀器因其無比的優(yōu)越性迅速占領(lǐng)了市場，測試功能設(shè)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短短的十幾年時間，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(yīng)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(fù)雜運算的特征，并利用已有的高效的程序設(shè)計平臺，結(jié)合需要開發(fā)的特定領(lǐng)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，就可完成一套完善的智能測試儀器。目前這種技術(shù)的應(yīng)用正在迅速普及到行業(yè)檢測的各個領(lǐng)域。 國內(nèi)軸承行業(yè)在智能測試領(lǐng)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(lǐng)域。洛軸所儀器部自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(zhuǎn)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)品曾獲得國家發(fā)明獎項），并準備將所有的產(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。 二.在產(chǎn)品可靠性、穩(wěn)定性等方面 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(zhì)量、零部件的可互換性和造型方面等都存在著較大的差異。如何迅速和有效地提高或改善這些不足，關(guān)系到產(chǎn)品的綜合質(zhì)量和實際使用壽命，甚至直接關(guān)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)品無論在產(chǎn)品制造質(zhì)量方面，還是在測試可靠性、穩(wěn)定性方面都能達到較好的標準和規(guī)范。 產(chǎn)品的可靠性是產(chǎn)品質(zhì)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(yīng)保證產(chǎn)品的綜合質(zhì)量。研發(fā)或設(shè)計測試儀器必須把可靠性設(shè)計列入重要的范疇，包括產(chǎn)品的固有可靠性（如材料、結(jié)構(gòu)等）和使用可靠性（如人為誤差和環(huán)境適應(yīng)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，甚至直接影響企業(yè)的自身形象和產(chǎn)品的市場占有率。 軸承測試儀器的可靠性無論對于傳統(tǒng)儀器，還是對于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(shè)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(shè)計缺陷；另一方面，智能化儀器涉及的領(lǐng)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(shè)計的同時，又存在著兼容和通配方面的可靠性設(shè)計。 在國內(nèi)軸承行業(yè)檢測技術(shù)領(lǐng)域可靠性設(shè)計方面，普遍存在著設(shè)計與制造脫節(jié)的現(xiàn)象，出現(xiàn)問題的原因一方面與加工、工藝、管理和檢查人員有關(guān)，另一方面與精密加工設(shè)備有關(guān)。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(yīng)有的缺陷。 洛軸所儀器部早年在計劃經(jīng)濟體制下由多個專家開發(fā)出了一系列傳統(tǒng)測試儀器，產(chǎn)品的可靠性和內(nèi)外質(zhì)量方面都達到了當時國內(nèi)同行業(yè)Z高水平，這些儀器通過國家交由多家儀器生產(chǎn)廠家進行生產(chǎn)，在行業(yè)內(nèi)達到了相當普及的程度，并獲得了用戶的一致好評。有了很好的技術(shù)基礎(chǔ)和豐富的經(jīng)驗，在研發(fā)的重點轉(zhuǎn)移到智能儀器上之后，這些智能化儀器很好地繼承了高可靠性的優(yōu)點，大大提高了產(chǎn)品研發(fā)成功的概率。但另一方面，因為研發(fā)的速度過快和其它方面的原因，與國外同類儀器相比，雖具有相當?shù)膬r格優(yōu)勢，產(chǎn)品的實際可靠性仍需進一步改進。