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《中国国防工业零件机床仍被日本掐住命脉(附图)》

  • 来源专题：数控机床与工业机器人
  • 编译者： 杨芳
  • 发布时间：2015-09-09

  • 数控机床和基础制造装备是装备制造业的“工作母机”，一个国家的机床行业技术水平和产品质量，是衡量其装备制造业发展水平的重要标志，日前国家发布的《中国制造2025》将数控机床和基础制造装备行业列为中国制造业的战略必争领域之一，主要原因是其对于一国制造业尤其是装备制造业和国防工业中具有“锚定”作用。 数控机床和基础制造装备是装备制造业的“工作母机”，一个国家的机床行业技术水平和产品质量，是衡量其装备制造业发展水平的重要标志，日前国家发布的《中国制造2025》将数控机床和基础制造装备行业列为中国制造业的战略必争领域之一，主要原因是其对于一国制造业尤其是装备制造业和国防工业中具有“锚定”作用。 　　然而，西方发达国家却想尽办法阻隔中国提高自身工业机床的能力，特别是为了不让中国掌握技术，日本人想出龌龊办法把“中国企业”气晕，2002年，我国大连某企业从日本采购某型高端机床，让这家企业的高层领导无法接受的是，日方为了防止机床挪动和变更用途，竟在产品中加密上锁，一旦设备挪动将自动锁死，数百万元的设备立刻变为一堆废铁。 　　 数控机床（图片来自网络） 　　...

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  • 《日本产业技术综合研究所（AIST）开发了可以精确测量工业机械零件形状的新技术》
    • 编译者：张宇
    • 发布时间：2024-11-11
    • 近日，研究员渡边栗仁、研究组组长佐藤修、松崎和也、高级研究员宇岛麻理子、副研究部余一渡边司和日本产业技术综合研究所（AIST）名誉研究员 Toshiyuki Takatsuji 共同开发了一种可以精确测量工业机械零件弯曲形状参数的技术。 一些工业机械零件需要以微米级的精度进行加工。例如，在发电机和引擎中使用的涡轮叶片，如果存在制造误差，即使是与设计形状最微小的偏差，它不仅会影响发电效率和旋转效率，而且可能成为运行时故障的原因。 因此，需要使用三维坐标测量机（Coordinate Measuring Machine; CMM）精密评估成型零件的形状。然而，当使用接触式CMM测量具有毫米以下曲率半径的曲面形状时，由于使用半径约为 1 毫米的有限尺寸的探针球进行测量的缘故，可能会出现几微米的误差。 现在研究人员开发了一种技术，通过将图像处理中的噪声去除和用于表面粗糙度测量的形态学处理方法应用于接触式CMM测量，将测量的变异性降低到亚微米级。此外，我们将这项技术应用于涡轮叶片的断面形状测量，并证实了测量变异性的降低。预计这将提高工业机械零件形状评估的可靠性，并有助于保证零件加工质量的精度和安全性等。 一些工业机械零件的形状会影响工业机械的整体性能。特别是小型零件，往往需要以微米级的精度进行加工。例如，涡轮叶片不仅表面需要光滑，而且边缘的形状也会极大地影响通过涡轮机的气体流动。 如果与理想设计形状的偏差过大，气体的流动就会受到干扰，不仅会降低涡轮的发电效率和旋转效率，还可能引起叶片损坏等问题。因此，工业机械零件的形状评估对于保证以安全性为基础的工业机械性能至关重要。 对于工业机械零件的形状评估，通常使用CMM（坐标测量机）。特别是接触式CMM因其高精度和能够测量复杂形状而被广泛使用。然而，如果评估对象包含曲率半径较小的形状，传统方法可能会错误地估计接触式 CMM 的探针球半径校正方向，导致测量变异性达到几微米，从而得到与实际形状不符的测量结果。为了确保工业机械的安全性，必须评估加工精度是否满足要求。因此，由于测量值的变化，即使实际上是符合的形状也可能被评估为不符合，这可能会导致不必要的成本增加。 AIST一直致力于确保工业机械零件等三维形状测量的准确性，并已经开发了评估齿轮形状测量精度的方法和评估3D打印机成型精度的方法。此外，近年来，随随着汽车产业质量管理系统标准IATF16949的发布，对工业机械零件的质量要求变得越来越严格。因此，研究所扩大了测量对象，包括涡轮叶片等各种各样的工业机械零件，并一直在推进技术开发以提高形状测量的可靠性。 为了确保工业机械零件的加工精度，需要使用接触式 CMM 进行高精度地形状评估。 特别是曲率半径小的曲面形状变化很大，因此需要以密集的间隔进行测量。 在使用接触式CMM进行测量时，会获取探针球接触被测物时的中心位置。 在传统方法中，通过计算垂直于连接相邻探针球中心位置的直线或平面的方向来估计探针球半径需要校正的方向，并在该方向上进行探针半径校正。然而，由于接触式三坐标测量机的机械误差导致采集的探针球的中心位置包含亚微米级的噪声，相邻探针球中心位置构成的直线会倾斜，补偿探针半径的方向也会偏移，导致测量偏差可能会达到几微米。 此时，测量曲率半径为几毫米或更小的曲面形状的间隔越细密，相邻探针球中心位置形成的直线偏差就越大。 因此，AIST开发了一种方法，将图像处理和表面粗糙度测量中使用的形态学处理应用于接触式CMM的测量值，并修正探针半径。在形态学处理中，通过向图像数据中添加或删减某些特定形状（例如圆形），进行去除噪声或强调轮廓的处理。在本研究中，假设探针球是一个完美的圆，研究人员通过计算从探针球中心位置生成的与圆形形状相切的曲线来估计被测物体的形状。新方法与传统方法的不同之处在于，它消除了在探针球通过的区域内需要进行探针半径校正的步骤，从而减少了测量数据的误差。 此次开发的接触式 CMM 测量的探头半径校正方法，除了用于涡轮叶片之外，还可以用于工业机械部件的形状评估。为了实现更精确的零部件形状评估，研究人员将进一步拓展该项目的研究成果，假设探针球不是一个完美的圆，并将探针球的实际形状纳入计算中，以进一步提高弯曲形状的测量精度。 这项研究成果的详细说明已于2024年9月11日在《Precision Engineering》上在线发表。（DOI：10.1016/j.precisioneng.2024.09.009）
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  • 《"中国制造2025"提出数控机床和机器人发展计划(附图)》
    • 来源专题：数控机床与工业机器人
    • 编译者：杨芳
    • 发布时间：2015-11-04
    • 人们相信未来是机器人的时代，但同时也认为距离这一时代还要很长时间。然而，当看到利益至上的金融业也进入“机器人”理财阶段，恐怕大家要重新认识机器人所处的位置了。美国研究机构Aite10月下旬公布的数据预测，美国机器人顾问所管理的资产到年底估计能达到500至600亿美元。而在上个月举办的“全国大众创业万众创新活动周”上，国务院总理李克强还和百度机器人度秘进行了互动，更让人感受到机器人大潮来袭。 　　人们相信未来是机器人的时代，但同时也认为距离这一时代还要很长时间。然而，当看到利益至上的金融业也进入“机器人”理财阶段，恐怕大家要重新认识机器人所处的位置了。美国研究机构Aite10月下旬公布的数据预测，美国机器人顾问所管理的资产到年底估计能达到500至600亿美元。而在上个月举办的“全国大众创业万众创新活动周”上，国务院总理李克强还和百度机器人度秘进行了互动，更让人感受到机器人大潮来袭。 　　图片来源于百度图片 　　中国将成全球最大机器人市场 　　 　　智能化发展到一定阶段，机器人成了自然而然的产品。尽管机器人顾问管理的500亿美元理财资金只占美国近20万亿美元理财市场的一小部分，但花旗集团发布最新研究报告称，在未来十年时间里，机器人顾问管理下的资产总额将达到5万亿美元。 　　国家政策的支持是机器人产业蓬勃发展的重要因素，资料显示，多个发达国家纷纷出台支持机器人发展计划：德国工业4.0、日本的机器人新战略、美国的制造业复兴计划等。我国的“中国制造2025”战略中明确提出数控机床和机器人的发展计划。 　　据麦肯锡咨询公司预测，2025年机器人在世界制造业服务产业应用创造的产值将在1.7万亿到4.5万亿美元之间。而国际机器人联合会报告称，中国工业机器人需求一直处在增长状态，预计年增长达到25%以上，中国可能在最近几年成为全球最大的机器人市场。 　　互联网巨头用机器人“连接” 　　机器人的强势让人们产生一定的忧虑，认为会导致失业等系列社会问题。然而，百度早前推出机器人助理度秘时，百度CEO向记者表示，度秘超级秘书建立在三个因素的基础上——连接3600行实现服务接入、全网数据挖掘支撑服务索引、智能交互完成服务满足。用机器人取代整个行业的情况不太可能发生，但不排除开发单独APP甚至制造度秘机器人，以实物机器人的方式为人们提供服务。 　　腾讯财经亦在9月发布了一篇由腾讯财经开发的写作机器人基于算法自动生成的财经报道，但腾讯技术方面负责人表示，该文章是由数据以及外界对数据分析组合而成，没有个人对新闻事件的深度分析和独立判断。其目的是尝试将媒体“去中介化”，解决信息不对称。阿里巴巴亦在今年6月注资日本软银集团旗下机器人控股子公司，阿里巴巴集团中国零售事业群总裁张建锋表示，此举是为了促进智能家庭在基础技术方面的积累和扩展。 　　机器人的存在，是收集海量信息之后系统分析，后续的行为均由公式支配，与人类的主观性有所区别。从互联网企业对待机器人的态度看，机器人是为顺应人类需求的服务“连接器”，亦顺应了优胜略汰的规律。
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