隨著世界上精密制造技術的飛速發展和產品精度的日益提高，產品檢測和試驗技術領域也獲得了較大的發展，并呈現出多態性和超精密的特性。從納米制造到納米測量，從智能儀器、虛擬儀器到網絡儀器，國內軸承行業測試與試驗技術領域在多方面逐步與世界接軌，并開發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的軸承行業。由于在應用技術領域和國外存在的差距，以及行業內較多的企業對產品質量和檢測方面認識不夠，造成目前國內的軸承檢測儀器和試驗設備仍然與國外的同類先進企業存在著較大的差距。 為彌補產品檢測和試驗技術領域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，特別是產品出口企業和向新技術產品配套的企業對各項質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。 從同盤考慮，一方面要在先進的測試試驗技術、控制技術上要進行突破，另一方面要提高已有檢測和試驗產品的可靠性和穩定性。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水平的同時，引領和推動我國軸承行業在產品開發和軸承實物質量的提高方面，創造良好的條件。 一.在先進技術方面 1.納米測量技術 高速發展的技術經濟對機械制造的要求越來越高，特別是計算機技術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品檢測提出更高的要求，現已有的儀器檢測精度已經不能滿足軸承行業對產品檢測的需求。產品精度的縱向延伸同時也將給國內的儀器制造業帶來較大的沖擊，甚至是被擠出市場的危機，從而迫使軸承儀器的生產企業加大研發力度，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備，其精度制約著機械加工精度，為此國內外對圓度儀的開發生產極為重視，英、美、日、德等國從四、五十年代起就陸續開發生產了多種圓度儀，并不斷更新換代。我國60年代以來曾進口了數以百臺計的圓度儀，70年代開始自行開發生產了數種圓度儀，在相當程度上填補了國內此方面的空白，成功地深入到圓度測量領域。但是早年開發的圓度儀因當時產品制造技術的局限性，生產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的需要，必須以更高的技術起點研制高精度多功能圓度儀。 國外發達工業國家均生產多種圓度儀，如英、美、德、日70年代就生產主軸精度優于±0.025μm的高精度圓度儀，特別是英國R.T.H公司生產的圓度儀性能比較穩定，世界上有很高的市場占有率，該公司80年代初生產的新型圓度儀圓度測量值的不確定度在0.005μm以內，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年代計算機技術飛速發展并在圓度儀上廣泛應用，圓度儀的功能更加完善，實現了圓度、圓柱度、垂直度、傾斜度、平面度等參數的測量，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TaIyrond73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。 國內開發生產的圓度儀種類也很多，如上海機床廠和中原量儀廠仿TaLyrond51型，主軸回轉精度0.1μm，上海量具刃廠生產的臺式圓度儀，回轉精度0.1μm左右；北京機床所生產的臺式圓度儀，回轉精度0.05μm。 洛軸所于70年代開發的高速圓度儀Y9025開創了圓度測量的一個新領域，獲國家發明獎，主軸精度0.05μm，十余年來這種圓度儀已在國內外軸承及其它行業大量應用銷售400臺左右。91年洛軸所成功改造了TALYROND51型圓度儀，96年開發出Y9025的改進產品Y9025G，98年開發出Y905，其主軸回轉精度達0.04μm，電氣系統已全部計算機化，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，已系統掌握了圓度測量技術，并掌握了研制高精度圓度儀的關鍵技術-分離主軸誤差的方法及數學模型，通過主軸回轉方面的納米級不確定度和主軸誤差分離技術，從而為Z終實現納米圓度測量提供了可能和保證。目前這項研發計劃正在實施，相信不久就可實現并投入市場，在較大程度上接近國外同類儀器的測量水平，從而為國內的使用廠家節約較大的檢測成本。 2.網絡技術 軸承屬精密零件,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Z基本的要求，而國內的大部分企業在這方面仍普遍采用由檢查員人工將檢測結果記錄存檔，從而造成人工記錄數據可靠性由于人的因素容易產生錯誤；因記錄數據及存檔工作量大，檢查員一般只是將抽檢的數據存檔；數據分析困難，如做一些工藝分析、統計分析、質量分析等復雜運算都很困難。 在軸承工藝間檢查方面，國內仍采用傳統的機械式儀器，用扭簧表、齒輪杠桿比較儀等機械量表顯示測量數據，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。但是這種儀器應用簡單，儀器故障率低，所以在軸承行業上得到了廣泛的應用，而且成為軸承生產中不可缺少的儀器。如何更有效地利用現有的機械式儀器，并在此基礎上改善人為因素對產品檢測帶來的影響，實現集中監測和分析，是我們實現對制造系統進行質量管理，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，軸承行業對全自動加工機床、自動軸承加工生產線及裝配線的廣泛使用，有力地促進了軸承工業的進步，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計分析，保證生產線及自動線成處于Z佳狀態，同時做到質量記錄無紙化，實現企業加工過程自動化和計算機網絡化管理，軸承企業的質量管理者隨時可得到企業產品的檢測結果和統計分析結果。網絡化檢測技術的應用，將使國內軸承企業在質量管理方面上一個新臺階。 軸承行業現在役的儀器已滿足不了日益發展的行業需要，需對傳統儀器進行改造并開發一批新的儀器，新開發的和改造的儀器應具有測量精度高、數據處理及輸出的功能，可以通過監測計算機對其進行管理，實現儀器的網絡化管理。 本項目已經進入實施階段，項目的目標是針對我國目前軸承企業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狀，開發研制軸承智能檢測儀器及企業質量檢測網絡化管理系統，利用先進的檢測手段和現代網絡技術進行質量管理，來提升產品檔次，增強企業產品的競爭力，使檢測技術及質量管理系統接近或達到先進水平。 本項目利用Z新的數字網絡系統和精密檢測技術的有機結合，對軸承的多參數進行網絡管理和工藝分析，達到控制軸承產品質量的目的，完善企業的現代化質量管理。本項目完成后，經過很短時間地完善后便可批量生產，進行市場推廣轉化。 本項目開發的數字網絡化智能軸承檢測儀器屬國內首創，填補了國內空白，接近或達到先進水平。技術含量高，擁有多項先進技術，處于國內領先地位，與國外相比具有價格優勢。項目成果的應用，將顯著提高我國軸承的質量水平，增加軸承企業的競爭能力。進而，為企業全面的信息化管理（ERP）打下良好的技術基礎。 3.虛擬儀器與智能儀器 現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、引導著各行各業的技術革新?；谟嬎銠C技術的虛擬儀器系統技術正以不可逆轉的力量推動著測試技術的革命。虛擬儀器系統的概念不僅推進了以儀器為基礎的測試系統的改造，同時也影響了以數據采集為主的測試系統的傳統構造方式的進化。虛擬儀器系統的概念匯集了各種分散的測試領域，并正在逐步取代傳統的測試方法，成為一種標準的技術規范。 虛擬儀器技術的出現是計算機技術發展的結果，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周期。從虛擬儀器概念的提出到產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，從而節約了大量的人力和物力去進行更深層次的研發。 虛擬儀器就是在通用計算機上加上一組實現特定功能的軟硬件，從而達到甚至超過幾臺傳統儀器應有的效果和功能，且改變了傳統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，結合需要開發的特定領域，開發出一系列實現特定功能的軟硬件和接口。這種特定的軟硬件系統聯上傳統的計算機軟硬件平臺，就可完成一套完善的智能測試儀器。目前這種技術的應用正在迅速普及到行業檢測的各個領域。 國內軸承行業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，國內軸承行業就已經開始涉足虛擬和智能測試領域。洛軸所儀器部自90年代中期成功開發出智能化圓度測量儀之后，陸續開發出一系列智能化測量儀器，產品的測試目標涵蓋了軸承檢測的多項參數。如溝形測量儀、旋轉精度測量儀、多參數測量儀、摩擦力矩測量儀、振動測量儀等（其中多項產品曾獲得國家發明獎項），并準備將所有的產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、動靜態軍工用摩擦力矩測量儀等；杭州試驗中心也對已有產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.在產品可靠性、穩定性等方面 對于實現特定功能的同類測試儀器而言，國內與國外的名牌企業在產品的可靠性、長期穩定性，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。如何迅速和有效地提高或改善這些不足，關系到產品的綜合質量和實際使用壽命，甚至直接關系著企業自身的形象。要想在國外同類企業對國內市場的沖擊下很好地生存，必須做到未雨綢繆，使自己的產品無論在產品制造質量方面，還是在測試可靠性、穩定性方面都能達到較好的標準和規范。 產品的可靠性是產品質量的一個重要組成部分。產品可靠性賦予產品一定的功能和功能參數，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的有效維持，也就不能相應保證產品的綜合質量。研發或設計測試儀器必須把可靠性設計列入重要的范疇，包括產品的固有可靠性（如材料、結構等）和使用可靠性（如人為誤差和環境適應性等）都要通盤考慮。產品可靠性低、故障多，不僅維修費用會成倍地增加，而且影響生產進行和經濟效益，甚至直接影響企業的自身形象和產品的市場占有率。 軸承測試儀器的可靠性無論對于傳統儀器，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，出現的問題也更多。一方面，傳統儀器屬于早年開發出的產品，產品的可靠性設計經過幾十年的發展已經日趨成熟，后來的改進也只是微小的改動，且經過多次的實驗和校準，而智能化儀器在國內從出現到發展也只有很短的時間，更新速度又快，因此更容易出現可靠性設計缺陷；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。 在國內軸承行業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的現象，出現問題的原因一方面與加工、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象并進行規范化管理，才能逐步杜絕這些不應有的缺陷。 洛軸所儀器部早年在計劃經濟體制下由多個專家開發出了一系列傳統測試儀器，產品的可靠性和內外質量方面都達到了當時國內同行業Z高水平，這些儀器通過國家交由多家儀器生產廠家進行生產，在行業內達到了相當普及的程度，并獲得了用戶的一致好評。有了很好的技術基礎和豐富的經驗，在研發的重點轉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點，大大提高了產品研發成功的概率。但另一方面，因為研發的速度過快和其它方面的原因，與國外同類儀器相比，雖具有相當的價格優勢，產品的實際可靠性仍需進一步改進。