齿轮箱

研究背景 驱动工程行业中的部件需要测试多种机械特性，例如，需要检查齿轮箱的长期平滑度、同步性、齿隙、扭转刚度、摩擦行为和机械弹性[1,2]。测试实验室通常配备各种测试台，以便于在接近真实世界的条件下分析齿轮，确定并确保其技术特性。 WITTENSTEIN alpha是attocube母公司WITTENSTEN SE的战略业务部门，负责精度需求超高的机电伺服驱动系统的开发和机械生产。WITTENSTEIN在垂直线性运动测试台上使用了attocube的皮米精度激光干涉仪-IDS3010。IDS3010能够提供皮米分辨率，1MHz的数据输出，可有效帮助测试齿轮齿条传动系统中行星齿轮箱机械参数的长期稳定性。 实验装置 试验台包含沿垂直轴移动的400 kg负载质量。该负载与齿轮齿条系统相连，齿轮齿条系统由WITTENSTEIN alpha齿轮箱和伺服电机驱动组成。传统的玻璃标尺在精度、灵活性和检测高频振动方面十分受限，无法收集该测试台所需的所有数据。为了更好地了解变速箱的性能，需要精度更高且易于集成到现有装置中的设备。皮米精度激光干涉仪-IDS3010具有皮米级精度、紧凑的传感器头和模块化设计、通过光纤传输激光等特性，工程师将其集成到装置中并实现了快速安装和快速对齐。在开始整合两小时内，使用IDS3010在整个0.747米的工作范围内完成了测量。图1显示了测试台，包括安装在400 kg重量上的角锥棱镜和M12/C7.6准直传感器头，同时以1 MHz带宽从IDS3010读取模拟Sin/Cos数据。 Figure 1: Test bench for mechanical load tests of a gearbox 测试结果分析 图2显示了工作范围内几个周期的位移数据。如下图（a）所示，循环结果接近正弦曲线；图（b）是运动的转折点放大的曲线数据。高分辨率位移数据为同步和传动误差的齿轮箱行为提供了新证据。探索纳米级细节的能力为频率和运动分析提供了新的机会。通过IDS3010和进一步优化，可以可视化完成行星齿轮箱中单齿的影响。此外，如图（e）所示，两种方法的差异表明，玻璃尺读数提供的测量数据准确性较差。两个信号之间差异的周期性明显，表明不是由于噪声或变化造成的数据误差，而是因为玻璃尺编码器位于远离感兴趣的测量点和玻璃刻度不精确。此外，IDS3010及其光学组件具有更明显的优点，例如紧凑的传感器头和质量可忽略的角锥棱镜。 Figure 2: Displacement data of the weight moved by the gearbox. (a) shows the position of the mass that was measured with the IDS3010. (b) is a 160 000 times magnified segment of a) to show the precision of the interferometric measurement. (c) is the speed measurement of the weight movement obtained from the data of a). (d) is the same measurement as a) but with an optical linear encoder – which looks similar until one looks at the detail of the difference – as seen in plot (e).结论 综上所述，IDS3010提高了测试台的精度和分辨率。基于激光的测量和小型化组件对无限接近感兴趣的点进行测量成为可能，且不会影响整个装置的运动行为。这使得测试和开发工程师能够确定更多无法使用玻璃尺检测到的机械和摩擦现象。此外，IDS3010紧凑的设计、易于安装和快速对准的特性，允许在一个实验室内的多个测试台上灵活应用和集成。由于IDS3010可测量长达5米的工作距离，多达三个的光轴，因此干涉仪也可用于更大的测试台。 References [1] R. Russo, R. Brancati, E. Rocca: “Experimental investigations about the influence of oil lubricant between teeth on the gear rattle phenomenon”, Journal of Sound and Vibration, Volume 321, Issues 3-5, 2009, Pages 647-661.[2] Y. Chen, A. Ishibashi: “Investigation of the Noise and Vibration of Planetary Gear Drives”, GEAR TECHNOLOGY, Jan/Feb 2006.相关产品1、皮米精度激光干涉仪-IDS3010

渔船能平稳快速地大海中行驶，必须要有一个优质的齿轮箱，因为它是提供动力的“心脏”。昨天，我国首家“国家渔业船用齿轮检测中心”落户萧山。　　“国家检测中心的建立，补充了我国渔业船舶船用产品检测能力建设，提高检测能力与水平的需要，逐步形成公开、公正、公平的检验检测机制。”国家农业部渔业船舶检验局相关负责人说。　　齿轮箱对于渔业船只而言，相当于汽车的变速箱，即“马达”，所以，齿轮箱质量好坏直接着影响着船只的安全行驶。如果齿轮箱坏了，船只就会失去动力，出航的船只，只能靠渔业救援组织拖回来。　　国家要求，齿轮箱必须4年强制性检测一次。在浙江列入强制检测的齿轮箱数量不少，比如仅杭州前进齿轮箱集团股份有限公司(杭齿)一家企业，每年就有2000多台齿轮箱需要报审送检。　　据浙江省海洋与渔业局相关负责人介绍，中心成立后，将专业从事几何量测量、齿轮检测、金属材料理化分析、无损检测和船用齿轮箱性能测试，为全国渔业船用齿轮箱行业提供了科学、准确、公正的检测服务和技术支持。

随着风力发电的蓬勃发展，我们可以发现风电设备的停机检修的成本非常高，因此如何提高检修效率，缩短停机周期，减少或避免非计划停机，都是风电企业和运维公司面临的困难与挑战。风电齿轮箱在风电机组中占比较高也是比较容易出现故障的部分风电机组运行的时间越长齿轮箱的故障也会越来越频繁因此需要定期检查和维护今天就来给大家介绍一款风电检修师傅常备的检修工具FLIR VS80工业内窥镜套件！无损探伤，多种镜头可选风电机组的工作原理是，通过涡轮叶片转动来带动齿轮进行机械性转动，从而产生电力。但是齿轮在彼此咬合的过程中，由于工作环境的恶劣性与工况的复杂多变性，在运行过程中也会出现不同程度的损伤。当损伤达到一定程度时，可能会造成停机或者严重事故，因此预防性维护和定期检查非常重要。FLIR VS80的配备7种专业探头，探头小巧灵活，无需拆解损伤设备，可轻松进入齿轮箱、轴承、叶片等位置，还可360°旋转，观看任意位置和角度，VS80主机仅1.3kg，轻巧便携，可以让您根据实际情况灵活应对，帮您检查其他内窥镜无法检查的地方。高效耐用，画面清晰风电齿轮箱在非运转过程中，由于润滑不到位及齿轮箱内环境温度的变化会在齿轮箱内部产生冷凝水，这些水分积聚在齿轮齿面上，最终造成齿面上出现不同程度褐红色铁的氧化物，即齿面锈蚀，严重了会造成润滑剂污染及颗粒物增多，进而加剧对其他齿面的损坏。因此，要选择一款防水耐腐、能看清各个齿面锈蚀的工业内窥镜。FLIR VS80不仅探头尖端是IP67级防水，其显示屏也非常坚固耐用，可承受2米跌落、防溅（IP54级）。其可见光探头的视野深度从10mm到无限，能够轻松拍摄出高清图像。VS80配备可拆卸/可伸缩遮阳板，这样用户可以免受太阳炫光的干扰。当然无论选择哪种探头，都可以在7英寸超大显示屏上同时查看并排显示的实时探头图像和保存图像，轻松与上次检查对比，及时发现齿轮箱中的问题。记录分析结果，方便分享对于风电齿轮箱的检修，需要检测人员爬到七八十米的风轮机上，并且停机检修一次成本高昂，因此检修一次要拍摄大量图片和视频，因为齿轮箱内的齿轮和轴承形状都很相似，就算是拍照的检查人员光看图像也很难回忆出来具体的检测位置。因此最好要边检查边注释。检查结束后与同事及时分享检查结果，分析风电齿轮机的情况，及时定位故障点，避免突然停机事件的发生。工业内窥镜的整体效果，不仅要看硬件参数，更要看软件的处理效果，比如使用FLIR VS80，可采集最高可达1280×720分辨率的静态图像和视频（带音频），还能为视频录制语音注解，为保存图像添加文本记录。并且VS80还配备WiFi功能，搭配手机上的FLIR Tools Mobile应用程序，可实时查看VS80的检查结果，并轻松与客户或同事共享，尽快确定优先维修事项。FLIR VS80高性能视频内窥镜凭借配备的7款探头和良好性能不仅可以帮您检查风电设备故障在工业设备维护、暖通空调制冷设备检测建筑和汽车应用等领域应用也很广泛。

目前，国内缺少齿轮测试仪器和设备，由此造成全国年产2000多万台齿轮箱的质量缺乏可靠的测试数据。为彻底改变齿轮行业零部件内在质量的落后状况，专家指出，必须重视和加强测试仪器和设备的开发。 目前，全国齿轮行业中大约只有300家齿轮生产厂具有仪器基本配套的计量室，总计约有三坐标测量仪200多台，且大多从国外进口；各类（机械、光电、数控）齿轮测量仪器1000余台，其中齿轮测量中心30余台，总成测试仪器、蜗轮付检查仪约10余台，变速箱试验台和驱动桥试验台不超过50台；圆度仪、测长仪、光学分度头、粗糙度仪、投影仪、万工显等各类测量仪器500余台。其余约200家齿轮生产厂几乎没有精密测量仪器，部分企业除了万能量具外，没有一台测量仪器。 专家指出，为进一步提高齿轮行业产品质量和竞争力，应尽快配备相应的各类精密测试仪器。在今后几年中，大中型齿轮企业应配备三坐标测量机、齿轮测量中心和其它精密测量仪及配套完整的中心计量室，小型企业也要配备必要的精密测量仪器。

2011年8月5日，位于德国不来梅大学的不来梅计量、自动化与质量科学学院(BIMAQ)举办其大齿轮测量实验室的建成开业仪式。该实验室是德国首家完成大齿轮测量的大学实验室。不来梅的研究人员现在可以完成风轮机齿轮部件的测量，他们还可以探究大尺寸齿轮设计、制造、品质与功能之间的内在关系，以及他们对于磨损、产品寿命、损坏类型与噪音的影响，从而实现风轮机大型齿轮箱使用寿命的延长。大齿轮测量实验室的核心是一台来自Hexagon计量产业集团的Leitz PMM-F 30.20.7测量机，用来完成风机齿轮部件的测量。该高精度测量机尤其适合完成大部件的测量。“在超过4立方米的测量空间测量不确定度为1.3 +L/400 µ m，Leitz PMM-F是该级别测量系统中最为精确的机型之一，”Sebastian Haury, Hexagon计量产业集团Leitz产品经理这样说。3000 x 2000 x 700 mm的行程范围、重达20吨的花岗石基座，确保了测量机结构的强度和长期稳定性。Leitz PMM-F 30.20.7配备QUINDOS 7软件包，能够在一秒钟采集750个测量点。Hexagon计量产业集团以交钥匙的方式进行测量机的交付，配备以工件上下料与温控测量间。该测量机的采购是通过在欧盟范围内的招标进行的。“只有一个制造商能够满足我们的要求，”BIMAQ院长，Dr.-Ing. Gert Goch教授这样说。“归功于该机的精度尤其是机器尺寸，Leitz测量机得到该项目的认可。这台测量机为我们的研究工作提供了优化的方案，而且我们也非常高兴能够在未来与Hexagon计量产业集团合作，”Goch说。在Leitz PMM-F安装之前，BIMAQ已经使用一台Leitz Reference，行程范围为1000 x 700 x 600 mm。该学院使用这台测量机研究汽车齿轮的变形。BIMAQ的未来目标还包括实现对于动力总成以及齿轮切削刀具计量闭环。“我们要成为大齿轮的认证测试实验室，”Goch这样表示。“拥有了Leitz PMM-F，我们在这个方向上迈出了重要的一步,。我们非常自信能够将该机器用于许多新的项目，尤其是全球范围内快速增长的风能领域。” Leitz：Leitz品牌是Hexagon计量产业集团计量产品的重要成员，代表着超高精度的坐标测量机、齿轮测量中心与探测系统。无论是在精密计量还是车间现场，来自Leitz的超高精度测量系统承担着核心的质量确认工作。Leitz 的研究中心和制造工厂位于德国的Wetzlar，具有超过 30 年的精密计量经验，其宗旨是为全球客户提供具备最佳性能的先进测量系统以及最具创新性的尖端测量技术，以满足先进制造业对于精度的各种苛求。Hexagon计量产业集团Hexagon计量产业集团隶属于Hexagon AB集团，旗下拥有全球领先的计量品牌，如Brown & Sharpe、Cognitens, DEA, Leica工业测量系统、Leitz、m&h Inprocess Messtechnik、Optiv、PC-DMIS、QUINDOS、ROMER以及TESA。Hexagon计量产业集团代表着无可匹敌的全球客户群，数以百万计的坐标测量机(CMMs)、便携式测量系统、在机测量系统、光学影像测量系统和手持式量具量仪，以及数以万计的计量软件许可。凭借精密的几何量测量技术，Hexagon计量产业集团帮助客户实现制造过程的全面控制，确保制造的产品能够精确的符合原始设计的需要。在为全球客户提供测量机、系统以及软件的同时，还包括了完善的产品技术支持和售后增值服务。

2月22日国家重大科学仪器设备开发专项项目《齿轮传动形性测试仪的开发和应用》正式启动。参加启动会的单位有贵阳新天光电科技有限公司、北京工业大学、贵州华工工具注塑有限公司、北京北齿有限公司及相关技术、财务、管理等领域的专家和用户代表。　　启动会上，贵阳新天光电科技有限公司董事长、项目负责人卢继敏介绍了贵阳新天光电的发展沿革和发展规划，以及本项目在企业发展中的作用，提出了实施本项目的措施要求并宣布成立项目总体组 项目专家组 用户委员会及技术、管理、财务专家组成的项目监理组。　　中国工程院叶声华院士、合肥工业大学费业泰教授对项目将性能测量引入，扩大测量领域的创新点及四个产学研用单位的研发基础和项目技术基础给予充分肯定，并希望项目争取提前完成，早日拿出具有自主知识产权、具有特色的仪器产品替代进口。　　中国科学院光电研究院周维虎研究员、北京理工大学赵维谦教授分别介绍了组织实施管理国家重大仪器开发专项的经验和实施中的注意事项，特别是应用开发中产生新的应用方案要集成到项目中去，要考虑通用性和软件升级及二次开发，多听取用户使用意见改进完善最后标准化 并对项目管理中监理、管理体系、资金投入提出了要求。　　杰牌控股集团有限公司董事长陈德木、江苏上齿集团有限公司董事长张焰庆、杭州前进齿轮箱集团副总经理刘伟辉、杭州依维柯汽车变速器有限公司总经理冯建荣、上海振华重工集团齿轮研究所所长钟明等专家结合企业的实际，从行业需求的角度对开展齿轮传动形性测量的必要性、紧迫性进行了介绍并建议在设计开发和制造仪器中要重视原材料、基础部件的选用，重视工艺流程的试验评审和确定，保证质量稳定性有助于市场竞争力，成为&ldquo 专、精、特&rdquo 系列产品。　　与会专家对项目实施方案、项目实施基础、项目产品前景等给予了充分肯定，并对项目的开展给予了指导咨询。

齿轮视觉检测仪器与技术研究进展石照耀 1*，方一鸣 1，王笑一 2 1 北京工业大学北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心，北京 100124； 2 河南科技大学河南省机械设计及传动系统重点实验室，河南 洛阳 471003摘要：相对于接触式测量，机器视觉检测这种非接触式测量具有效率高、信息全、稳定性好、可识别缺陷等优点，在齿轮检测领域得到越来越广泛的应用。近十年来出现了影像仪、闪测仪、CVGM仪器、在线检测设备等多种基于机器视觉技术的齿轮检测仪器，它们既可以实现齿轮综合式测量，又可以实现齿轮分析式测量。回顾了齿轮视觉检测仪器的发展历程和特点，分析了齿轮视觉检测中边缘检测、亚像素定位、特征提取和模式识别等算法的研究和应用进展，总结了机器视觉在齿轮精度测量和齿轮缺陷检测两个方面的技术发展，并指明了齿轮视觉检测仪器与技术的发展前景。关键词：机器视觉；齿轮测量；齿轮视觉检测仪器；齿轮精度测量；齿轮缺陷检测1 引言齿轮是应用广泛的基础件，其质量直接影响齿轮传动系统的承载能力和寿命等。齿轮检测是分析齿轮加工误差来源、提高齿轮加工精度、保证齿轮产品质量的必备手段。齿轮测量可分为接触式测量和非接触式测量。由于齿轮形状复杂，精度要求高，传统的非接触式测量方法难以满足齿轮测量精度要求，因此传统的齿轮检测设备通常采用接触式测量方式。应用广泛的齿轮测量中心和齿轮双啮检查仪分别是齿轮分析式测量设备和综合式测量设备，均为接触式测量方式。随着计算机技术和视觉测量技术的进步，机器视觉测量精度逐渐提高，在一些场合已经可以满足齿轮检测的需求。相对于接触式测量，机器视觉测量具有效率高、信息全、稳定性好、可识别缺陷等优点，在齿轮测量领域应用越来越广泛。近年来出现了影像仪、闪测仪、computer vision gear measurement（CVGM）仪器、在线检测设备等多种基于机器视觉技术的齿轮检测仪器，它们既可以实现齿轮综合式检测，又可以实现齿轮分析式测量，更能进行齿轮缺陷检测。接触式测量属于串联测量模式，通过测量齿面上一系列点来完成某种测量目标，测量效率较低，大批量齿轮的在线全检是个挑战。此外，接触式测量方法只能测量齿轮的尺寸和精度，难以进行齿轮缺陷检测。目前齿轮产品的外观缺陷主要依靠肉眼筛查，一些细微缺陷还要借助放大镜、工具显微镜等辅助设备进行识别，这些设备检测效率低、误检率高，且无法对缺陷进行准确分类和溯源。齿轮视觉检测属于并联测量模式，一次测量可获取整个区域内的几何要素和外观缺陷数据，检测速度得到极大提升，可以用于大批量齿轮的全检；更重要的是能同时进行齿轮精度测量和齿轮缺陷在线检测。基于视觉的齿轮精度测量是齿轮精度理论与机器视觉技术的有机结合，作者将我国首创的齿轮整体误差理论融入齿轮视觉检测技术中，大大拓展了对齿轮误差的分析能力。齿轮缺陷在线视觉检测技术可实现对大批量齿轮的100% 全检，柔性和自动化程度高，既能实时反映生产状态，及时预警，也方便管理者掌控一定周期内产品质量变化，还可以根据大数据做进一步的质量评估、产能分析和工艺优化。2 齿轮视觉检测仪器如图1 所示，齿轮视觉检测仪器由工业相机、镜头、光源、计算机等几个主要部分组成。常用两种照明方式：图1（a）采用背光光源从待测齿轮下方照明，采集到的是齿轮投影图像，齿轮边缘锐度高、噪声小，此方式适用于齿轮精度测量；图1（b）采用正光光源从待测齿轮上方照明，采集到的是齿轮端面图像，能够凸显齿轮表面缺陷特征，此方式适用于齿轮表面缺陷检测。图1 齿轮视觉检测仪器构成（a）齿轮精度测量系统；（b）齿轮缺陷检测系统几十年来，齿轮视觉检测仪器经历了从只能“离线抽检”齿轮的“个别尺寸”，到结合齿轮精度理论做出齿轮“精度评定”，再到可以在生产现场“在线检测”的越，从通用仪器演变为专用仪器。常见的通用仪器有影像仪、闪测仪等，专用仪器有CVGM 仪器、齿轮在线检测设备等。2.1 影像仪影像仪（VMM）是小零件行业应用广泛的通用视觉检测仪器，可用于测量齿轮外径、孔径等几何尺寸。影像仪有手动式和自动式之分。手动式影像仪的成本较低，但调光、对焦、选点、修正等都依赖人工操作；测量齿轮时，需要人工取点来拟合齿顶圆、齿根圆等几何要素。世界上第一台由电机驱动的自动影像测量系统是1977 年由美国View Engineering 公司研发的“RB-1”系统。目前，国内外有众多企业生产自动式影像仪，典型有瑞典海克斯康、德国蔡司、日本三丰、深圳中图仪器、贵阳新天光电、苏州天准科技等。自动式影像仪在工作台的X、Y 和Z 轴方向可以精确移动，能够实现自动对焦，测量精度更高。通过示教或编程可以实现齿轮测量中的自动取点，但操作过程较为复杂，对操作人员要求高。自动式影像仪一般没有齿轮测量专用软件，能够测量的齿轮指标不全，不能进行精度评价和分析。传统影像仪视场一般较小，为了获取整个齿轮端面轮廓，需要进行图像拼接。手动式影像仪进行图像拼接时效率低、难度大，精度也较差。自动式影像仪可以实现图像的自动拼接，效率较高，但拼接成的图像存在亮度、对比度不均匀的现象，尺寸测量精度同样受到影响。2.2 闪测仪近年来，市面上出现一种新型的一键式影像测量仪（闪测仪），视场范围大，可以一次测量多个零件。日本基恩士的IM-8000 闪测仪可在数秒内同时完成最多100 个目标物、300 个部位的测量，可以任意摆放工件，一键自动识别，自动匹配测量。独特的亚像素处理技术可使图像分辨率达0. 01 pixel，测量精度达±2 μm。深圳中图仪器的VX8000 系列闪测仪也可实现同等级的测量精度。此外，闪测仪还可导入CAD 图，通过“比较测量”识别缺陷，如将实际齿廓图像与标准CAD 图的齿廓对比，可以得到缺齿、断齿等缺陷信息。闪测仪的测量效率相比传统影像仪显著提升，但价格昂贵，同样缺少齿轮精度评价专门功能。2.3 CVGM 仪器1980年代，日本和我国开始了齿轮激光全息测量技术研究。基本原理如图9所示，以单频的氦氖激光器为光源，首先在干涉测量系统获得参考标准齿面的全息图像，然后将标准齿面替换为被测齿面放置于干涉测量系统中，同时将已经拍摄到的全息图像置于系统中。测量时，激光经分光棱镜分光扩束后分为了测量光路和参考光路，其中测量光照射到被测齿面上。两束光线同时照射在全息图上，形成了被测齿面和参考齿面间的干涉条纹，并投影在接收屏幕上。在对条纹图像进行数据处理后，可以得到被测齿面相对于标准齿面的形状误差。在测量光与全息图像之间放入平行平晶，用来调整测量光的相位。对于模数0. 2 mm 以下的小模数齿轮，难以使用接触式方法测量齿廓、齿距、公法线长度等关键参数；现有影像式测量设备不能给出齿轮精度评价报告。如图2所示，CVGM 仪器专用于解决小模数齿轮测量难题，可在1 s内自动计算出齿廓、齿距、径向跳动、公法线长度、齿厚变动量、内孔尺寸、实际压力角等关键精度信息，自动根据齿轮精度标准ISO-1328对齿轮误差进行评级，输出完整的齿轮精度检测报告，并做出OK/NG 判断。CVGM 仪器的齿廓偏差测量精度为±3 μm，齿距偏差测量精度为±2 μm，具有强大的分析功能，可测量双向截面整体误差曲线（SJZ 曲线）。图2 CVGM 小模数齿轮测量系统（a）CVGM 软件；（b）CVGM 系统如图3 所示，CVGM 仪器使用齿轮整体误差曲线作为齿轮单项误差计算的中间体，即先由齿轮轮廓生成齿轮整体误差曲线，再由齿轮整体误差曲线计算出各单项误差；并以SJZ 曲线方式表达测量结果，大大提升了齿轮误差分析能力。图3 基于视觉的齿轮整体误差分析2.4 齿轮在线检测设备齿轮视觉在线检测设备一般都具有分选功能，根据检测结果把被测产品分成合格品、不合格品，或按齿轮精度等级分类，或按缺陷类型分类。该类设备结构形式有三种：直接集成在齿轮产品传送带上方，结构较简单；使用专用上下料机械手和其他辅助机构，结构最复杂；采用玻璃转盘式结构，应用最广泛。图4位于传送带上方的齿轮视觉在线检测设备，优点是占用空间小，但传送带运动不平稳和易磨损，产品摆放角度不固定，导致检测精度难以提高。由于传送带不透光，该设备无法获取齿轮与传送带接触面的图像，不能实现双面测量。图4 传送带式齿轮视觉检测系统图5 所示设备采用了机械手、导轨、转盘等部件，结合专门设计的自动检测装置完成齿轮上下料、检测、分选和摆盘等一系列操作。这类检测设备功能较强，但结构复杂，成本较高。图5 使用机械手和自动装置的齿轮视觉检测设备本团队研制了玻璃转盘式的注塑齿轮在线检测分选系统，如图6 所示，该系统已应用于注塑齿轮生产线，工作稳定，取得了突出的使用效果。玻璃转盘由伺服电机和精密减速器驱动，带动待检齿轮通过视觉检测工位，可保证图像采集过程中齿轮匀速平稳运动。转盘采用高透明玻璃材质，不需翻转就可得到产品底部的检测图像。由光电传感器定位齿轮在转盘上的位置，使用气动执行器将OK/NG 的齿轮吹入相应的存储盒实现自动分拣。该系统能够实现注塑齿轮黑点、毛刺、缺齿、断齿、翘曲变形等外观缺陷检测，也能完成常规几何尺寸和形位误差的测量，并能根据缺陷阈值、尺寸公差实时分选出合格品和不合格品，且具备报警功能。该系统对齿轮端面的检测时间小于0. 3 s，满足生产节拍的需求，特别是具有齿轮轴向测量功能。图6 玻璃转盘式齿轮视觉检测分选系统图7 为注塑齿轮在线检测分选系统软件界面。该软件具有自主知识产权，在软件数据库中贮存了常见齿轮型号及对应的尺寸公差和配置参数，包括CPK 分析和XR 图分析，提高了参数输入效率。注塑齿轮在线检测分选系统兼具精密测量与缺陷检测功能，包括齿轮轴向高度、齿距、公法线、同心度等与齿轮精度相关的检测，齿轮外观缺陷识别准确率能满足注塑齿轮大批量在机检测需求。图7 注塑齿轮在线检测分选系统软件界面3 齿轮视觉检测技术齿轮视觉检测技术是齿轮视觉检测仪器的核心，涉及光学、电子学、计算机图形学、齿轮几何学等多个学科，内容覆盖光学成像、图像处理、软件工程、工业控制、传感器、齿轮精度理论等。近几年，与齿轮视觉检测技术相关的新技术、新理论、新方法大量出现，在多个核心问题上取得了重要的研究进展。齿轮视觉检测技术既有一般视觉检测的共性问题，又有齿轮视觉检测中的特殊问题。齿轮视觉检测的工作流程包括图像采集、图像预处理、边缘检测、齿轮精度评定或齿轮缺陷分析等，其中图像采集、图像预处理、特征提取、图像分割、边缘检测、亚像素算法等属于通用的视觉检测技术，而齿轮精度评定和齿轮缺陷识别属于齿轮视觉检测技术的个性问题。这里先从图像采集系统（硬件）和图像处理算法（软件）两个方面综述与齿轮视觉检测技术相关的共性问题的研究进展，然后从齿轮精度测量和齿轮缺陷检测两个方面介绍齿轮视觉检测技术中个性问题的研究进展。3.1 图像采集系统图像采集系统一般由计算机（主机）、图像采集卡、工业相机、镜头、光源等组成。工业相机按照传感器芯片种类可分为CCD 相机和CMOS 相机两种，传统上CCD 相机效果更好，但随着技术的发展，目前在一般应用场合CMOS 相机基本已经取代了CCD 相机。相机数据接口常见的有GigE 接口、USB 接口（USB2. 0和USB3. 0）、Cameralink 接口等。其中采用GigE 或USB 接口的工业相机可以直接通过线缆与主机通讯，不需要数据采集卡；而其他接口如Camerlink 接口的相机则需要配备图像采集卡才能与主机通讯。常用的工业镜头按等效焦距分类主要有广角、长焦、中焦、远心、微距镜头等。一般远心镜头的畸变更小，景深更大，可以消除“近大远小”的测量误差，更适合进行高精度的尺寸测量，因此在齿轮视觉检测领域使用最多的镜头为远心镜头。但远心镜头通常价格较高，对精度测量要求不高时，可用普通镜头替代。视觉检测领域常用的光源有点光源、面光源、条形光源、环形光源、穹顶光源、同轴光源等类型，其作用主要有强化特征和弱化背景、突出测量特征、提高图像信息、简化算法、降低系统设计的复杂度、提高系统的检查精度和效率。在齿轮精度测量领域常用的光源主要是面光源，面光源的光线具有更好的方向性，均匀性更好，齿廓更清晰；在齿轮缺陷检测领域主要使用穹顶光源、环形光源和同轴光源等，这些光源可使整个齿轮端面图像的照度十分均匀，突出缺陷特征。齿轮视觉检测的核心问题是测量精度和检测效率，这两个问题都与图像采集系统密切相关。为了提高测量精度，应当选用分辨率更高的相机；为了提高检测效率，需要选择分辨率低的相机，以减少需要处理的数据量，提高软件计算速度。精度和效率是一对矛盾，通过选用运算能力更强的计算机和改进图像处理算法的效率，可以部分地解决精度和效率的矛盾问题。无论是为了提高检测精度还是为了提高检测效率，选用精度更好的镜头和更加稳定的光源都可以改善整体的性能指标。3.2 图像处理算法齿轮视觉检测技术中用到的图像处理算法有图像预处理、边缘检测、亚像素定位、特征提取和模式识别等。其中图像预处理方法与机器视觉其他应用场合的预处理方法基本相同。3.2.1 边缘检测算法齿轮视觉检测中常采用的边缘检测方法有经典微分算子、小波变换和数学形态学。边缘检测算法能够把齿轮二维端面图像中的关键轮廓提取出来，得到轮廓像素点的坐标集合。根据轮廓点的坐标信息和相机标定参数就可以精确计算出齿轮的特征尺寸，包括齿顶圆直径、齿根圆直径、内孔直径、齿高、齿厚和齿距等。1）经典微分算子图像边缘一般是图像灰度变化率最大的位置，因此可用一阶/二阶导数来检测边缘，由此诞生了一系列经典微分算子。根据微分的阶数可以将经典微分算子分为两类：一类是通过寻找图像灰度值的一阶导数极值点来确定边界的一阶微分算子，有Roberts 算子、Prewitt 算子、Sobel 算子、Canny 算子；另一类是根据图像二阶导数的零点来寻找边界的二阶微分算子，有Laplacian 算子、LoG（Laplacian-of-Gaussian）算子、DoG（Difference-of-Gaussian）算子。对这些经典微分算子在齿轮边缘检测中的性能进行了比较，如表1 所示。表1 经典微分算子在齿轮边缘检测中的性能比较Canny 算子采用双阈值和非极大值抑制策略提升对噪声的抗干扰性，具有滤波、增强、检测多个阶段的优化，是性能最优良的微分算子。对于齿轮图像，采用Canny 算子提取的齿廓信息最完整，最接近实际齿廓，如图8 所示。图8 基于Canny 算子的齿廓提取2）小波变换小波变换具有良好的时频局部化特性和多尺度特性。良好的时频局部化特性使其特别适用于检测突变信号，而图像中的突变信号对应边缘，因此小波变换也适用于图像边缘检测。利用Harr 小波函数对齿轮图像进行重构，再结合Canny 算子提取重构图像的齿廓，比单独采用Canny 算子有更优的效果。多尺度特性使其能很好地抑制噪声。图像中的噪声和边缘都属于高频分量，经典微分算子引入各种形式的微分运算后必然对噪声较为敏感，而随着尺度的增加，噪声引起的小波变换的模的极大值迅速减小，而边缘的模值不变，这一特性可以很好地抑制图像噪声。提出一种基于Curvelet 变换的尺度与方向相关性联合降噪方法，该方法对齿轮图像进行降噪处理，在继承小波变换多尺度降噪的基础上，同时进行尺度内方向相关性降噪，可以为齿轮边缘检测提供高质量的输入图像。因此，小波变换是一种齿轮图像边缘提取的有效方法。3）数学形态学数学形态学是基于积分几何和几何概率理论建立的关于图像形状和尺寸的研究方法，其实质是一种非线性滤波方法，通过物体形状集合与结构元素之间的相互作用对图像进行非线性滤波。由于数学形态学提取边缘时容易造成间距小的低灰度轮廓的错位和合并，因此常将其与微分算子提取出的轮廓加权融合。相关文献就提出了一种融合Canny 算子和数学形态学的含噪声齿轮图像边缘检测算法，分别采用改进的Canny 算子和多尺度多结构元素灰度形态学边缘检测算子提取边缘；然后对两幅边缘图像进行了小波分解，得到各层子图像；最后对子图像进行自适应加权融合，并使用小波逆变换重构图像得到最终的边缘检测图像。相关文献采用数学形态学中的四邻域腐蚀法提取出边缘宽度，并将其作为单个像素的轮廓，测量分度圆直径为5 mm 以下的齿轮的齿顶圆直径和齿根圆直径，与千分尺测量结果差值的绝对值在2 μm 以内。3.2.2 亚像素定位算法数字图像是以离散化的像素形式存在的，传统边缘检测算法的测量分辨率只能达到一个像素级，提取出的边缘由像素块构成，边缘定位精度不高，如图9（c）所示。亚像素定位算法是在像素级边缘检测的基础上逐渐发展而来的，首先需要经过像素级边缘检测粗定位，然后利用粗定位边缘点周围邻域内的像素数据进行边缘点的亚像素级精确定位，如图9（d）所示。图9 亚像素边缘处理亚像素定位算法主要有三类：矩方法、插值法和拟合法。1）矩方法矩方法计算简便，应用于齿轮边缘检测可以减小测量误差。相关文献提出一种利用前三阶灰度矩进行亚像素边缘定位的算法，这是文献中最早提出的矩方法。随后基于空间矩、Zernike 正交矩的方法也相继被提出。相关文献利用基于Zernike 矩的齿廓边缘检测算法，对齿顶圆直径为49. 751 mm、齿数为23 的齿轮测得的齿顶圆直径、齿根圆直径的相对误差在0. 02% 以内，齿距累积总偏差的相对误差约5. 15%。相关文献提出一种基于灰度矩的亚像素边缘检测算法，该算法以邻域窗口的灰度均方差积表示边缘强度，灰度重心所在的方向表示灰度变化的方向，在初始边缘的基础上按求取的灰度变化方向划分为八个区域，构建一维灰度矩模型解算亚像素边缘位置，对于噪声系数为0. 005 的模拟图像，该算法的绝对定位误差为0. 013 pixel。相关文献提出了一种复合亚像素边缘检测方法，该方法基于orthogonal Fourier-Mellin moment（OFMM），可为后续齿廓缺陷检测提供精确的齿廓形状。2）插值法插值法运算速度快，应用于齿轮在线检测设备能够满足生产节拍的要求。插值法的核心是对像素点的灰度值或灰度值的导数进行插值，以增加信息。德国MVtec 公司开发的著名机器视觉算法包Halcon 在工业领域应用广泛，其中的亚像素边缘检测算子采用的就是插值法。相关文献基于Halcon 算法包中的亚像素边缘检测算子，开发了一套齿轮测量应用程序，可以得到齿廓亚像素点集合，并设定条件剔除假边缘，最终得到齿顶圆直径等参数。3）拟合法拟合法对噪声不敏感，适用于噪声较多的齿轮图像，但求解速度较慢。拟合法是通过对像素坐标和灰度值进行理想边缘模型拟合来获得亚像素边缘的。相关文献提出一种基于高斯积分曲面拟合的亚像素边缘定位算法，可最大限度地消除噪声的影响，与原有高斯拟合算法相比，该算法通过坐标变换简化了曲面拟合问题，计算速度提高1 倍，可以满足五级精度的渐开线直齿圆柱齿轮的齿廓偏差测量要求。3.2.3 特征提取和模式识别算法缺陷检测算法一般由图像预处理、图像分割、特征提取和模式识别等步骤组成，其中特征提取和模式识别是缺陷检测的关键环节。特征提取的有效性对后续目标缺陷识别精度、计算复杂度、检测鲁棒性等均有重大影响。常用的特征提取算法可以分为三种，分别是基于纹理、颜色和形状的特征提取算法。提取完特征后，还需采用模式识别算法对缺陷进行区分。模式识别算法主要有匹配识别和分类识别两类。齿轮缺陷检测常用的匹配识别算法有FAST 和SIFT 算法等，常用的分类识别算法有基于人工神经网络或支持向量机的算法。相关文献提出了一种基于FAST-Unoriented-SIFT 提取算法和BoW（Bag-of-Words）模型的行星齿轮故障识别方法，该方法将原始振动信号转换为灰度图像后，通过FAST-Unoriented-SIFT 算法直接提取灰度图像中的特征。FAST-Unoriented-SIFT 算法结合了FAST 和SIFT 算法的优点，忽略了特征的方向。最后在提取的特征的基础上建立BoW 模型，该方法对齿轮故障的整体识别率达98. 67%。相关文献提出了一种改进的GA-PSO 算法，称为SHGAPSO算法，先经过图像分割算法提取齿轮的几何形状、纹理和颜色特征，再重建BP 神经网络，并使用SHGA-PSO 算法优化结构和权重。SHGA-PSO 算法对坏齿、划痕、磨损和裂纹4 种不同的齿轮缺陷样本的识别正确率在94% 以上。相关文献基于YOLO-v3 网络实现了对金属齿轮端面凸起、凹陷和划痕三种缺陷的快速检测和定位，对每幅图像的平均检测时间为77 ms，对三种缺陷的平均精确度（AP）和平均召回率（mean recall）分别为93% 和91%，检测效果如图10 所示。图10 齿轮缺陷特征提取与模式识别3.3 齿轮精度测量齿轮形状复杂，精度要求高。为保证齿轮产品质量，需要控制的齿轮精度指标有齿距偏差、齿廓偏差、螺旋线偏差、齿厚、齿圈跳动等，其中除螺旋线偏差外，其他精度指标都可以用齿轮端截面轮廓数据进行计算。齿轮精度测量主要有两个问题需要解决，一是通过图像处理获得被测齿轮的精确的端面轮廓信息，二是根据齿轮精度理论和相关齿轮精度标准计算齿轮各项偏差值并给出齿轮精度评定结果。通过齿轮精度等级，可以确定对视觉检测系统的测量精度要求。以齿数20、模数1 mm、5 级精度的直齿圆柱齿轮为例，其齿距累积总偏差为11 μm，齿廓总偏差为4. 6 μm。按测量仪器精度为被测指标允差的1/3~1/5 估算，测量5 级精度齿轮的测量仪的精度应优于1. 6 μm。这对视觉测量而言，是非常困难的。齿轮视觉测量精度依赖于测量系统的硬件和数据处理算法。由于所用相机、镜头等图像采集系统硬件和图像处理算法等软件的不同，以及被测对象齿轮的尺寸参数和精度要求不同，齿轮视觉检测系统的测量精度的差异很大，但在齿轮被测项目评定方面，都是根据齿轮精度相关标准进行的。相关文献依据齿轮精度标准ISO1328-1，给出了视觉测量齿距偏差和齿廓偏差的评定方法，对模数为0. 5 mm 的8 级精度直齿轮测得的齿距偏差、齿廓偏差与齿轮测量中心的测量结果差值最大为4 μm。相关文献采用视觉测量方法测量模数为2 mm、齿数为90的齿轮，齿廓总偏差5 次测量的标准差为0. 028 μm，取得了很好的测量重复性。相关文献提出了视觉测量齿轮的公法线长度的方法，其测量精度能够满足工程应用要求。齿轮精度视觉测量方面，国外研究进展与国内基本相当，研究内容类似。值得指出，Werth 公司推出的基于光纤测头的微小模数齿轮测量设备采用了接触式测量和视觉检测技术相结合的方法，该方法既具有视觉测量的特点，可借助视觉引导实现对微小齿槽的测量；又具有接触式测量的特点，需要用光纤测球扫描齿轮轮廓，测量精度较高但效率较低。由于仪器价格高，这种基于光纤测头的齿轮测量仪器实际应用较少。除了齿廓偏差、齿距偏差、齿厚等轮齿精度指标外，齿轮视觉测量技术还可以获得齿轮的形位误差。GB/T 1182—2018 规定齿轮图纸中通常要标注内孔圆度、端面跳动或垂直度、分度圆跳动等的形位公差，这些都可以通过视觉测量完成。此外，近年来出现了基于视觉方法的齿轮表面粗糙度测量研究。有文献提出一种基于卷积神经网络（CNN）建立粗糙度参数Ra 与处理后的齿轮感兴趣区域（ROI）图像之间关系的方法，该方法可以在无需人工参与的情况下自动检测齿轮表面粗糙度，平均测量时间约为0. 5 s，比使用接触探针测量齿面粗糙度的方法快40 倍。我国科技工作者在1970 年前后首创的齿轮整体误差测量技术可快速获取包含被测齿轮全部齿廓误差信息的双向截面整体误差曲线（SJZ），进而方便地分析出齿廓偏差、齿距偏差、齿厚变动量等齿轮误差项目，可以直观地对齿轮加工质量和使用性能进行分析和评价，具有测量效率高、信息全的优点。但由于作为测量元件的跳牙蜗杆制造困难、通用性不好，传统上齿轮整体误差测量技术通常只适用于大批量生产的齿轮产品。与齿轮整体误差测量技术类似，齿轮视觉测量技术也可以快速获得被测齿轮的全部齿廓信息，因此也可以使用齿轮整体误差曲线进行测量结果的表达、分析与处理。CVGM 视觉齿轮测量软件中就采用双向截面整体误差曲线作为全部齿廓测量结果的表达方式。图11 为CVGM 获取的SJZ 曲线，其中最外圈为左齿面整体误差曲线，其次为右齿面整体误差曲线，最内圈为齿轮内孔圆度误差曲线。图中可见被测齿轮具有中凸齿廓，整体几何精度较好，但在个别轮齿交替时（左齿面2-3 齿交替、3-4 齿交替）会产生较为明显的啮合冲击。其中，该被测齿轮作为被动齿轮在左齿面2 齿、3 齿啮入时会产生刚性冲击，作为主动齿轮在左齿面2 齿、3 齿啮出时会产生柔性冲击。从双向截面齿轮整体误差曲线还可以看出各轮齿齿距、齿厚的变化规律［9］。通过与齿轮视觉检测技术相结合，齿轮整体误差测量技术和齿轮整体误差理论又获得了新的发展机会。图11 CVGM 获取的双向截面整体误差曲线为提高测量精度，CVGM 创新性地提出了基于“ 虚拟样板”的齿轮测量软件精度标定方法。在CVGM 系统中，测量精度是分为两个环节进行保证‍‍‍的：首先通过测量标定片对图像采集系统的精度进行标定；其次使用虚拟齿轮样板对测量软件算法的精度进行标定。图12（a）为对标定片进行测量的结果，标定片上各个圆点的直径理论值为0. 5 mm，标定片的图形制造误差小于等于1 μm，CVGM 计算出的各个圆点的直径误差均在1 μm 以下。图12（b）为采用CAD 软件绘制的无误差的标准齿轮图像，图片像素大小与实际图像采集系统CVGM-12H 的像素大小相同，均为3. 668 μm。CVGM 对无误差齿轮图像进行测量时，由图像处理算法和齿轮精度评定算法引入的齿廓偏差小于等于2 μm，齿距偏差小于等于1 μm。试验中CVGM 系统测量重复性误差为±1μm，可以满足齿数为20、模数为1 mm、5 级精度的直齿圆柱齿轮的精度测量要求。此外，CVGM 软件还可以自动计算内孔圆度、齿圈跳动、公法线长度等误差项目。图12 CVGM 图像采集系统标定和“虚拟齿轮样板”图（a）标定片；（b）虚拟齿轮样板3.4 齿轮精度测量制造过程中由于材料、设备和工艺等问题，会产生齿轮缺陷。齿轮缺陷视觉检测技术的关键指标是缺陷识别的准确率和效率。图13 为齿轮的常见缺陷，包括毛刺（披锋）、缺料、裂纹、收缩、变形、穿孔、流纹、烧胶、凹痕、色差、坏齿、凸起、气泡和溢边等。齿轮视觉检测系统采集并处理齿轮表面图像，利用图像分割、特征提取和模式识别等算法获取缺陷的特征信息，实现对缺陷的定位、识别、分类和统计。图13 齿轮缺陷种类1）齿廓缺陷检测齿廓缺陷检测是齿轮缺陷检测研究中的重点，齿廓好坏与齿轮传动性能密切相关。齿廓具有固定的形状特征，一旦出现缺陷就意味着形状改变。因此，齿廓缺陷检测通常需要先用边缘检测算法提取齿廓边缘，再利用基于局部灰度特征统计或形状特征提取的方法对齿廓边缘的每个亚像素点进行几何特征分析来识别齿廓缺陷。相关文献通过连通域标记算法对每个连通域进行细分区域灰度值分析，对灰度值分析结果进行阈值判别从而提取齿轮缺角、缺齿缺陷。相关文献针对彩色塑料齿轮图像，采用基于决策树的局部阈值方法对图像进行分割来检测齿轮的缺齿情况。有文献提出“虚拟圆扫描法”，通过对一系列相关交点之间的距离比值与设定的比值系数进行比较，确定齿廓是否合格。当齿廓缺陷随机性较强时，可采用机器学习算法来提高识别的正确率。相关文献采用支持向量机来构造齿轮缺陷识别模型，模型识别齿廓缺陷的正确率达97. 8%。2）毛刺检测毛刺是齿轮在生产过程中出现的一些飞边、棱边、尖角等，是齿轮最为常见的缺陷。齿轮毛刺是齿轮制造工艺不当引起的，尺寸细小，肉眼难以发现，出现位置随机，较为频发，是齿轮缺陷检测中的必检项。由于毛刺常出现于齿轮轮廓边缘，因此通常需要进行边缘检测，再根据齿轮的几何特征来判别和定位毛刺。本团队针对注塑齿轮的中孔披锋（毛刺）缺陷，先采用亚像素定位算法精确定位中孔轮廓，再计算轮廓上各点到齿轮中心的径向距离，根据径向距离的异常值判定是否存在中孔披锋。3）表面异物检测齿轮的表面异物缺陷包括油污、黑点、材料中的杂质等。这类缺陷通常会构成图像上的连通域，通过图像分割、Blob 分析等方法可以得到连通域的质心坐标、面积、圆形度、凹凸度和惯量比等几何形状特征，从而获取表面异物的个数、位置和大小等信息。4）裂纹与流纹检测裂纹是金属齿轮的一种外观缺陷，与裂纹类似，流纹是注塑齿轮特有的一种外观缺陷。针对这两种缺陷的检测方法一般分为两个步骤：一是检测齿轮表面是否存在裂纹/流纹；二是提取裂纹/流纹。合格的齿轮产品表面较为光滑，灰度变化均匀；裂纹/流纹则与周围灰度值有明显差异，具有明显的纹理特征，因此常采用基于统计的灰度特征或阈值分割法进行提取。5）翘曲变形检测翘曲变形是注塑齿轮的常见缺陷类型，体现为塑料齿轮的几何形状与模具型腔的形状发生了偏离，超出了公差范围。通常可以通过测量塑料齿轮的特征尺寸（如齿距、齿厚）来识别。本团队选取斜齿轮齿厚标准差或直齿轮齿厚最小值作为特征值，利用支持向量机分类器进行翘曲变形缺陷判别，成功检测出200 个样品中的19 个存在翘曲变形缺陷的齿轮。6）多缺陷融合检测当齿轮表面缺陷特征较多时，通常要通过基于机器学习的目标分类算法来进行判别。如有文献提出一种改进的YOLO-v3 网络，用DenseNet 代替YOLOv3网络中的DarkNet-53 网络，对塑料齿轮的污痕和缺齿缺陷进行检测，误检率为1. 3%。相关文献采用基于CNN 的两种分类方法Naïve 法和fine-grained 法对齿轮的划痕、凸起、孔蚀、块状不对称缺陷进行识别，Naïve 法处理时间更少，平均时间为0. 09 s，准确率为92%，而fine-grained 方法在准确性方面更好，准确率为96. 5%，平均时间为0. 67 s。本团队研制的注塑齿轮在线检测分选系统能够实现对注塑齿轮材料杂质、黑点、油污、烧胶、毛刺、气泡、水口穿孔、缺齿、断齿、收缩、翘曲变形等多缺陷的融合检测，还可以测量齿轮几何尺寸和形位误差，特别是具有齿轮轴向测量功能，可实时分选出合格品和不合格品，具备报警功能，检测效率高、功能全，是目前注塑齿轮视觉在线检测专用设备。4 结束语特大齿轮(直径大于3000mm)测量和微小齿轮（直径小于2mm或模数小于0.1mm）测量属于“绝端测量”范畴。过去20年，对齿轮极端测量技术的研究取得了系列成果，有些已应用于实际齿轮测量中。随着齿轮视觉检测技术的发展，齿轮视觉检测仪器已经可以实现齿轮精度评价和齿轮缺陷检测，已在众多小模数齿轮生产企业得到应用，可以有效地管控产品质量、改进加工工艺、提高产能，取得了较好的使用效果。在齿轮视觉检测技术发展过程中，软件算法是技术壁垒和核心竞争力的集中体现。相对于齿轮精度测量，面向齿轮缺陷检测的技术较为成熟。目前，齿轮机器视觉测量仪器和技术的研究和应用主要集中在小模数齿轮领域的原因如下：在机器视觉测量中，测量精度和测量范围（视场范围）是一对矛盾，现有的机器视觉测量仪器难以同时满足中、大模数齿轮对视场范围和测量精度的要求；小模数齿轮的齿槽宽度小、轮齿刚性差，常规的接触式测量仪在测量小模数齿轮时效率低、测量困难，不能满足小模数齿轮的测量需求。但齿轮机器视觉测量技术也有不足。除了固有的测量精度相对较低的缺点外，由于轮齿遮挡问题，齿轮机器视觉测量技术目前不能实现对圆柱齿轮的螺旋线测量和对锥齿轮、斜齿内齿轮等特殊齿轮的测量，限制了齿轮机器视觉测量技术的推广和应用。在齿轮精度测量研究方面，提高视觉测量精度仍将是难点和着力重点；在齿轮缺陷检测研究方面，目前对齿轮缺陷检测的研究不够深入，可检的缺陷种类不全，提高缺陷识别准确率和效率是着力重点。随着人工成本的增加和产业升级需求的提升，在大规模齿轮生产过程中齿轮视觉在线检测设备的应用越来越多。齿轮视觉在线检测设备的特点有：耦合于生产线上，可高效测量批量齿轮的尺寸精度，实时监测齿轮质量，自动剔除不合格品，形成“生产-检测-分选”自动化流水线；对齿轮外观缺陷进行识别和分类，实现大批量齿轮的“应检尽检”，用“大数据”手段分析齿轮工艺问题，与生产管控系统互联，及时调整工艺参数，减少损失；实现齿轮质量长期监测，及时发现齿轮质量的异常变化；可实现网络化监管和远程监控，即使在千里之外也可以监控整个生产过程，把握生产动态。在未来，齿轮视觉检测技术必将纳入更多先进的科学技术，齿轮视觉检测仪器也将集成更多新技术，并充分发挥各项技术的优点，提升检测效率和精度。三维视觉检测技术、视觉检测设备的复合化、微型化和智能化将是齿轮视觉检测技术的发展趋势。未来每条齿轮产线的生产动态都可以集成到一个软件中进行分析，检测数据实时存储到云端，长期积累的庞大数据将为齿轮生产工艺带来巨大的变革。毫不夸张地说，视觉检测技术将会带来齿轮检测领域的革命，现在还仅仅处于入门口。（省略参考文献51篇）

p style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "齿轮是现代传动装置中关键的基础元件之一，被广泛应用于机械装置和工业设备中。准确、快速地检测齿轮的各项误差是控制齿轮精度和提高传动质量的关键。然而，国内齿轮测量装置存在着测量驱动和误差评定系统不完善、测量效率低下的问题。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "面对圆锥齿轮或特殊齿轮等复杂型面齿轮甚至出现难以测量的困境，扬州大学机械工程学院教授宋爱平带领团队进行了5年多的攻关，成功设计出一款齿轮激光精密测量装置，目前该装置已进行应用测试。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 176, 240) font-family: " times new roman" "strong自主研发 弥补短板/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "国内现有的齿轮测量装置可分为齿轮啮合检查仪、CNC齿轮测量中心、齿轮在线测量分选机三种，在设备稳定性、系统精度、适用范围，特别是测量软件和测量方式上与国外产品仍然存在一定的差距。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "“这些齿轮测量中心专用设备并不完善，操作复杂、测量时间长、人工测量效率低下、精度不足，制约了国内齿轮制造精度的提高。”宋爱平告诉《中国科学报》，齿轮作为机械传动部件中的重要部分，其精度直接决定了机械传动的稳定性，因此对其生产制造的要求也越来越严格，对齿轮制造精度的检测成为企业生产过程中的重要环节。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "针对这些问题，从2014年开始，宋爱平带领团队开启了研发高效率齿轮激光精密测量装置之路。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "宋爱平团队研发的测量装置针对目前接触式齿轮测量方法的不足，创新性使用了非接触式测量法，有效提高齿轮的测量精度与效率，同时建立齿面全信息数据处理方法，开发齿轮几何偏差分析软件，有效测量处理齿轮误差信息。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "据宋爱平介绍，该测量装置操作简单，效率高并且能够适用于多种齿轮类型，可以对直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮以及摆线齿轮进行齿距、齿廓和径向跳动偏差的测量分析，弥补了国内齿轮测量装置在适用性、使用精度上的短板。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 176, 240) font-family: " times new roman" "strong推动齿轮制造精度提升/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "理想的齿轮测量中心应具备操作简单、工作高效、适用面广的特点。为了达成这一目标，宋爱平创新采用激光三角测距法，这是一种高速、高效、高精度的具有广阔应用前景的非接触齿轮测量方法。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "宋爱平解释说，与传统接触式测量相比，激光三角法测量避免了测头与工件表面的接触压力，同时解决了接触测头半径较大带来的横向分辨率问题，对比其它非接触测量方法，测量精度和测量范围都有很大的提高，并且对待测物体表面尺寸要求较低，可以胜任微小齿轮的轮廓测量和大型齿轮的形貌测量。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "此外，激光三角法采用非接触式测量法，能有效简化测量的前置步骤，从而提高测量效率。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "“该测量装置基于激光三角测距法，具有实现对齿轮形面的精密测量、对齿轮外表面实际形状的高精度几何建模、实现齿轮副的综合传动误差分析、保证测量系统对复杂齿形测量的适应性这几大创新点。”宋爱平表示。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "激光测量可以不干扰被测物体的运动，具有精度高、测量范围大、效率高、空间分辨率高等优点。同时，运用激光反射法能连续测量物体、单点采集形面数据，克服常用齿轮的齿面反射性不足等问题。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "为实现对齿轮外表面实际形状的精确几何建模，解决测量驱动和误差评定系统研发的重大课题，宋爱平团队新研发的软件通过样条曲线构建齿轮截面轮廓曲线，将齿轮实测数据模型与理想模型相比较，采用图形变换、插值样条分析、多点曲线拟合技术，实现齿轮全方位几何偏差的测量与分析。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "目前，该团队已研制出的齿轮激光测量装置可以对多种圆柱齿轮实现几何测量与基本偏差分析，并已申请“一种基于激光位移传感器的齿轮测量装置及齿轮测量方法”“一种基于激光 位移传感器的齿轮测量装置”“一种多自由度激光位移传感器系统及弧齿锥齿轮测量方法”“一种蜗杆测量方法”4项发明专利，已授权2项。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "宋爱平表示，希望随着齿轮测量方法的应用，可以解决目前国内企业齿轮测量方面的难题，实现国内齿轮检测领域的自主创新，推动齿轮制造精度的提升。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "《中国科学报》 (2019-08-22 第8版 装备制造)/span/ppbr//p

前文回顾：近二十年我国齿轮量仪的发展（上）5 CNC大齿轮测量中心和超大齿轮测量系统是CNC齿轮测量中心在大齿轮及超大齿轮测量的扩展和创新（1）1989年，工具所推出的局部CNC式1.2m大齿轮测量仪CZE1200D，如前所述，该仪器由单片式计算机控制步进电机二联动，首次实现齿轮量仪螺旋线的CNC数控数字化测量。其改进型为2015年的CZE1200DA齿轮测量仪（图24）；图24 工具所CZE1200DA齿轮测量仪（2）2004年，哈量国内首次开发2m CNC大齿轮测量仪CNC3929，改进型为CNC L200（图25）；图25 哈量L200 CNC大齿轮测量中心（3）2011年，精达创新设计开发2.5mCNC大齿轮齿轮中心，其改进型为JLR300（图26），在国内创新采用了三坐标三联动（θ,X,Y）的渐开线成形原理，实现沿端面啮合线对大齿轮渐开线齿廓精度的测量，即“NDG”法向展成测量原理；精达公司将该原理创新应用于小模数齿轮的测量中，取得了良好效果。图26 精达JLR300大齿轮测量中心（4）2017年，哈尔滨同和光学公司展出精密CNC大齿轮测量中心T150A（图27）。作为哈尔滨工业大学精密超精密加工和测量设备领域的科技成果产业化基地的哈尔滨同和光学展出的大齿轮测量中心，集成了超高精度气浮轴系、气浮托盘调心技术及直线电机驱动等先进技术。近年不少国产大型CNC齿轮测量中心，如哈量CNC L200（见图25）、精达JW型（图28）和智达ZD（图29）型大齿轮测量中心，都采用了5轴坐标系统结构布局，即径向坐标采用了上下二层，既简化机械结构又可减少测头阿贝误差，具有提高仪器稳定性和精度等优点。智达2020年新开发的Z系列大齿轮测量中心甚至采用了三种齿廓测量原理：法线极坐标、极坐标和啮合线测量原理，以适应不同用户需求。仪器采用全新分层控制理念的3U架构全闭环控制器实现动态位置全闭环控制，仪器性能得到了提升。图27 哈尔滨同和T150A齿轮测量中心图28 精达JW型齿轮测量中心图29 智达ZD型齿轮测量中心（5）2013年，北京工业大学成功开发了用于超大齿轮的双测量装置集成综合测量系统——“激光跟踪+三维平台”在位测量系统（图30），首次进行了大胆创新和探索，在超大齿轮的测量理论、技术和实践上，取得了令人可喜的成果。（a）（b）（c）图30 北工大超大齿轮旁置式双测量装置集成综合测量系统6 自动化智能化齿轮测量分选仪器/系统实现CNC齿轮测量中心在齿轮生产现场在线测量（1）2005年，工具所推出车间用齿轮在线三维双啮测量分选机CQPF2000, 随后哈量—北工大也成功开发出3501齿轮分选机（图31），能在线实现批产齿轮径向综合三维误差测量及分选功能。图31 工具所及北工大—哈量齿轮三维双啮测量机（2）2013年，精达为东风汽车变速箱生产线开发了JDFX-1型齿轮自动分选机，用机械手实现半自动盘/轴类齿轮的双啮检测和分选。2015年精达、智达及金量展出风格迥异的双啮式齿轮自动/半自动分选机（图32）。2015年，南京二机床展出了由六轴机器人操作的“智能化齿轮加工岛”（见图5），在实现齿轮无人化双啮自动检测的同时，通过网络连结，能根据测量结果进行反馈，对系统中的数控滚齿机和剃齿机的加工参数进行智能化调整后再加工，实现批产齿轮闭环质量控制与制造，在我国圆柱齿轮制造业的数字化、智能化和自动化中树立了发展标杆。哈量于2017年推出具有时代感的3503齿轮分选机（图33）。此外还有2005年秦川机床推出的在数控磨齿机上的数字化在机测量装置，近年在国内也得到重视，国产全自动流水线齿轮分选机的开发发展迅速。其中，哈尔滨精达和智达（图34）都有相应产品系列相继问世，服务于齿轮制造企业。以上齿轮分选机基本上都是以齿轮双啮仪为检测仪器。在提升齿轮双啮仪的自动误差补偿功能上，精达于2017年展出了获得专利的补偿式齿轮智能双面啮合检查仪产品，既提高仪器测量精度也满足了国际市场标准要求，该双啮仪的补偿功能引起行业的关注与好评。（a）（b）图32 精达半自动在线分选机（a）（b）图33 哈量3503齿轮分选机（a）和秦川机床在机测量（b）（a）（b）图34 精达JFE全自动流水线齿轮分选机（a）及智达2020年为浙江双环传动改造的日本制造桁架式齿轮在线检测分选设备（b）（3）2020年，智达为株洲齿轮有限公司提供了2台六轴机器人齿轮在线快速智能检测系统（见图6），集成了包括国产CNC齿轮测量中心和齿轮双啮测量仪以及意大利光学图像测量仪在内的3台检测功能各异的齿轮精密测量仪器，实现在线轴类齿轮零件的精度检测和质量统计及分选，充分显现了我国齿轮在线检测成套技术和装备的开发制造能力，在数字化、智能化和自动化方面已经提升到了一个崭新高度。7 齿轮整体误差测量仪技术传承难能可贵，新的发展令人期待和鼓舞1970年前后，由工具所黄潼年为首的我国齿轮制造与测量业界众多科研技术人员共同努力，创新开发的成套齿轮整体误差测量技术，致力于研究分析，力图探索齿轮的几何形状及位置精度和齿轮的啮合运动综合精度之间的因果关联。齿轮整体误差技术目前可大致分为三类：即采用坐标式几何解析测量法的齿轮静态整体误差测量技术、采用啮合滚动点扫描测量法的运动态齿轮整体误差测量技术以及与虚拟数字化测量齿轮或虚拟数字化配对工件齿轮进行啮合滚动的虚拟啮合滚动点扫描测量技术，三者都归类于运动几何测量原理。测量项目有：静态齿轮整体误差曲线族、运动态齿轮整体误差曲线族以及虚拟齿轮整体误差曲线族。期待今后会有传动动力态齿轮整体误差测量技术及相应曲线出现。（1）2002年，工具所持续开发锥齿轮整体误差测量技术，建立了锥齿轮局部互换性测量的相对测量体系，实现锥齿轮齿廓二次局部基准误差的补偿（图35），曾应用于青岛精锻齿轮厂。（a）（b）图35 工具所锥齿轮整体误差测量仪及局部互换性测量体系（2）至2007年，工具所不断改进并生产齿轮整体误差测量仪系列产品，包括CZD1200EA齿条式圆柱渐开线齿轮整体误差测量仪（见图24）、CZ450蜗杆式圆柱齿轮整体误差测量仪（图36）及用于小模数圆柱齿轮的CZ150蜗杆式测量仪（图37）。图36 工具所CZ450齿轮整体误差测量仪图37 工具所CZ150小齿轮测量仪（3）2015年，工具所和北工大相继成功开发出齿轮单面啮合差动式小模数齿轮整体误差测量仪（图38）。（4）2015年，北工大在蜗杆式圆柱渐开线齿轮整体误差测量理论和啮合计算上取得重大突破，在大幅提高齿轮误差测量范围评定精度和可靠性的基础上，成功开发出齿轮在线快速测量机及相应测量系统（图39）。测量机采用蜗杆式间齿单啮整体误差测量原理，集成了实施自动上下被测齿轮工件的工业机器人，组成了可用于汽车齿轮生产线的在线检测系统。该齿轮在线自动检测系统已于2015 年底在北齿和浙江双环二个企业的生产现场中得到了实际使用。图38 差动式整体误差测量仪图39 北工大齿轮在线测量机（a）（b）图40 基圆智能小模数齿轮影像测量系统和虚拟整体误差曲线（5）2021年，原北工大博士后和基圆智能科技（深圳）有限公司合作，在2015年齿轮整体误差测量与啮合计算的突破成果基础上，成功开发出CVGM小模数齿轮测量软件和配套的小模数齿轮机器视觉影像测量系统（图40），实现微小/小模数齿轮的在线快速测量。该CVGM软件系统除了采用齿轮整体误差测量理论，能够按照齿轮精度标准迅速计算得到传统小模数齿轮的单项几何误差，还能以虚拟（静态、运动态）齿轮整体误差（曲线）方式表达测量误差数据，从而大大扩展了该测量系统的齿轮误差分析和综合能力，为我国批量小模数精密齿轮快速测量开创了一个新局面，也大大丰富了我国开创的齿轮整体误差测量理论和实践。8 齿轮传动链综合测量仪呈现良好势头，开辟了齿轮测量仪器发展新天地从单个齿轮的几何精度测量与质量评价，进入到对齿轮副传动链的使用性能测试和评估，这可以看成是我国齿轮质量保障体系更为重要的一个环节和阶段，是我国齿轮制造从单个零件制造向关键传动部件制造发展质量保证提升的重要标志。近年国产齿轮传动链综合测量仪的蓬勃发展也揭示了这个发展趋势。秦川机床工具集团近期荣获的2021年度中国机械工业科学技术进步奖一等奖的项目“工业机器人精密减速器测试方法与性能提升技术研究“ ，充分显示了我国在国产减速器测试技术与实践领域所取得的丰硕成果。（1）2005年，重庆工学院和内江机床厂合作开发并提供的YKN9550锥齿轮滚动检验机产品（图41）；图41 YKN9550滚动检验仪（2）2017年，北京国际机床展览会上，精达首次展示了国产齿轮传动装置/传动链综合测量仪产品（图42），该仪器可实现齿轮装置运动性能和传动性能的综合检测，包括速度、载荷及温度等参数变量下传动链综合性能的精确测量与分析。智达展示了为谐波减速器开发的综合性能测试仪（图17）。图42 精达传动链综合检测仪（3）2019年，北工大、北京市精密测控技术及仪器工程研究中心在国际机床展览会上展出新开发的RV减速器传动链测量仪和小模数锥齿轮综合误差滚动测量仪（图43a）；2021年又开发了用于额定输出扭矩达1500Nm的RV减速器综合性能测试台（图43b）。该测试台集先进传感器、数据采集、控制技术与一体的高精度测试仪器，可测量RV减速器的传动误差、回差、扭转刚度、背隙、空载摩擦扭矩、启动转矩、反向启动转矩、传动效率等多种性能参数，选配不同附件可实现多种规格RV减速器的综合性能测试，已为厦门理工大学、集美大学及河南科技大等提供了产品。（a）（b）图43 北工大精密中心RV减速器综合性能测试仪及测试台9 一级齿轮精度基准的精心制作创建，成绩斐然；非渐开线基准的新途径探索，别有洞天（1）大连理工王院士团队通过几十年埋头实干，以工匠精神铸造出我国精品齿轮样板：研制出一级精度渐开线基准样板（图44）和标准齿轮；成套的超精加工测量理论、超精加工测量技术和制造工艺、成套超精加工的技术装备，为我国齿轮精加工和超精加工奠定了坚实基础。图44 大连理工一级精度渐开线基准样板（2）近年国家计量院研制开发了我国首个国家级直径1m齿轮形渐开线齿轮精度基准（图45），其技术参数供参考（见表1）。表1 中国计量院标准大齿轮参数图45 计量院基准齿轮（3）北工大研制开发了我国非渐开线齿廓精度基准：2011年开发的双球式非渐开线齿廓精度样板和2021年的双轴圆弧形齿廓精度样板（图46）。尝试探索一条新的途径来解决高精度及超高精度渐开线实物基准，尤其是解决大尺寸高精度渐开线实物基准的制造难题，以利于更切实地建立起具有我国特色的大尺寸齿轮几何精度的实物溯源体系。（a）（b）图46 北工大双球和双轴圆弧非渐开线样板10 结语北京国际机床展览会作为我国机床工具制造业改革开放的窗口和平台，是我国机床工具行业技术进步和发展的重要标杆和旗帜。自1989年创办以来，北京国际机床展览会是迄今为止我国规模最大、历时最久的机床工具展览会。经过多年不懈努力，已荣登当今世界四大国际机床工具展览会之列, 成为推动我国机床工具行业对外技术交流和商贸合作的重要平台。近20年来，北京机床展览会上真切展现了我国精密数控齿轮量仪的发展历程，揭示出我国精密数控齿轮量仪的发展方向是数字数控化、信息网络化、自动智能化，集成融入生产制造全过程是必由之路；从被动地在计量室进行齿轮精度质检，到生产一线现场批量齿轮的在线自动化快速检测，再进一步融入生产过程，通过测量数据处理实时反馈调整加工参数、实施齿轮的闭环制造，甚至实现了包括齿轮刀具在内的闭环齿轮物联网制造系统的建立。作者不能不由衷感叹我国齿轮量仪制造行业所取得的可喜成就和坚守实干敬业的奋发精神，更体会到党和政府领导下改革开放方针政策的英明正确。“制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。十八世纪中叶开启工业文明以来，世界强国的兴衰史和中华民族的奋斗史一再证明，没有强大的制造业，就没有国家和民族的强盛。打造具有国际竞争力的制造业，是我国提升综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路。” 为响应“中国制造2025”国家发展战略，支持并强化国产齿轮量仪制造业关键部件国产化精制化和齿轮测量与加工制造信息的网络闭环智能化，打造具有国际竞争力的齿轮量仪制造业，是我国齿轮制造业大国向齿轮制造业强国发展的必由之路。近来由北工大石照耀教授牵头的“小模数粉末冶金齿轮（MM/PM）高速高效大规模制造成套技术与产业化”项目，荣获“2021年度广东省科学技术奖”科技进步一等奖。该项齿轮制造成套技术与产业化的成功实施，显示了我国向齿轮制造强国目标阔步前进的强劲步伐。

1 引言受中国机床工具工业协会工具分会特约，作者于2001-2019年间参访两年一度在北京举办的国际机床展览会，并撰写了十届展会的量具量仪述评。十届展会时间跨度近20年，我国经历了改革开放、加入WTO以及金融和经济风险等诸多重大历史事件和风雨涤荡，机床工具制造业及量具量仪行业在经受风雨历练的同时，就整体制造能力而言，无论在技术质量水平和产品品种性能上，都得到了显著的提升和蓬勃的发展。基于对精密测量仪器的感触体验，作者撰文回顾了近二十年来我国齿轮测量技术和仪器的发展历程和部分成果。我国齿轮量仪的生产始于哈量，哈量建厂源于苏联的156项经济援助项目；在国家经济改革开放时期，通过精密传感技术、数字技术、数控技术、计算机技术和坐标测量仪精密量仪制造技术的引进开发和自我发展，推动了我国齿轮测量技术和仪器向基于计算机的数字化数控坐标式测量技术和仪器的发展。CNC齿轮测量中心代表了当今齿轮测量技术和仪器的先进水平，也是齿轮及齿轮刀具制造精度质量检测领域的主流需求。从上世纪80年代开始到90年代，CNC齿轮测量中心逐步形成了系列化产品，同时也是精密机械制造技术、精密位移探测传感技术、数字信息技术、计算机技术和数控技术在齿轮测量仪器上集成的结晶。它基于坐标式几何解析测量原理，对齿轮单项几何形状误差进行测量，是坐标式齿轮测量仪器发展中的一个里程碑。CNC齿轮测量中心实质上是由笛卡尔式直角三坐标系和一个回转角坐标所构建而成的四坐标测量机——圆柱坐标测量机，主要用于齿轮单项几何精度的检测，也可用于（静态）齿轮整体误差的测量。除了齿轮以外，也可用于齿轮刀具（如滚刀、插齿刀、剃齿刀）、蜗杆、蜗轮及凸轮轴等复杂型面回转体的单项几何误差进行高精度测量。由国外首先推出的、基于计算机技术的数字坐标式CNC齿轮测量中心取代了传统机械展成式的齿轮量仪，成为单个齿轮几何精度测量中独占鳌头的齿轮测量仪器和技术。国内通常认为，美国Fellows公司于七十年代成功开发的Microlog 50（图1）是世界上首台高水平的CNC数控齿轮测量中心，它采用了花岗石基座、四轴独立伺服驱动系统、激光干涉仪长度位移测量系统和光栅角度编码盘，其技术起点很高。图1 美国MICROLOG 60齿轮测量中心我国齿轮测量中心的开发历经了艰辛和曲折。成都工具所和哈量于1986年开始着手计划立项开发齿轮测量中心，直至1995年底在陕西省教委和陕西省机械局的支持下，西安工业大学和汉江工具厂合作成功开发出了我国第一台CNC齿轮测量中心CCZ40（图2）。这是一台由计算机控制的、可实现数控四轴联动的圆柱四坐标式齿轮测量仪器样机。经专业技术鉴定，确认达到预期目标，填补了国内空白。随后，哈尔滨精达公司经过努力，在2001年于国内首先开发研制出齿轮测量中心产品（图3），成功推向了首家用户——重庆宗申公司，并逐渐形成强大批产能力和竞争实力，打破了由国外齿轮测量中心产品一统国内市场的局面。此后，哈量、工具所、智达、爱德华、同和光学及秦川等公司陆续推出了自行设计开发的CNC齿轮测量中心，开创了我国齿轮测量仪器发展新面貌，品种和质量的持续提升令人鼓舞，和国外先进齿轮测量中心的技术与质量差距日益缩小，竞争力明显上了一个台阶。图2 西安工大汉江工具首台国产样机CCZ40图3 精达公司首台国产CNC齿轮测量中心经过近15年持续不断的努力和坚持，取得了阶段性成果，并分别在CIMT展会上展示，通用技术集团所属的哈量集团于2019年成功推介出配套完整、集成度高、技术含量水平高、完全拥有自主知识产权的“成套螺旋锥齿轮闭环专家生产制造系统”和技术（图4），其硬件涵盖了螺旋锥齿轮齿面的数控加工机床（铣齿机、硬齿面加工机床和磨齿机）。螺旋锥齿轮齿面的数控刀具和装备包括铣刀刀盘刀条装调仪、硬齿面刀具测量机以及螺旋锥齿轮齿轮测量中心等。这标志着我国锥齿轮的成套制造和加工测量技术跃上了一个新水平。（a）（b）（c）图4 哈量成套螺旋锥齿轮闭环专家生产制造系统随着我国数字化、信息化、网络化、智能化的发展，机器人近年来快速集成进入在线齿轮自动化智能测量生产线。2015年南京二机床在北京展会上展示的“智能化齿轮加工岛”，吹响了国内汽车齿轮自动化在线测量技术集成于齿轮制造加工过程的号角（图5）；而2020年精达为株洲齿轮公司提供的“智达快速齿轮检测自动线”配备2台六轴机器人，将意大利光学影像测量仪、自产CNC齿轮双啮仪和CNC齿轮测量中心等3台仪器有机联结，构建了一条齿轮快速智能检测系统（图6），将我国齿轮在线自动检测装备技术水平提升到一个数字化、信息化、自动化的新台阶。（a）（b）图5 南京二机床“智能化齿轮加工岛”（a）（b）图6 智达齿轮在线快速智能检测系统在近20年的十届北京国际机床展览会上，可以清晰看到我国齿轮测量仪器制造业的显著进展。如上所述，这正是我国齿轮测量技术与仪器装备行业“管（官）用产学研”，凝聚共识，坚持不懈，科学实干，以开发CNC齿轮测量中心为标志，在我国齿轮量仪制造行业的奋发自强和努力下，从无到有；从打破国外垄断到自主创新，不断推进我国齿轮制造业从齿轮制造大国向齿轮制造强国的蜕变，是不断提升国产齿轮质量做出重大功绩和历史贡献的20年。可以毫不夸张地说，近20年我国齿轮量仪的发展历史，就是我国CNC齿轮测量中心发展所引导的历史，是我国齿轮测量技术和仪器装备制造业在数字化、信息化、数控化、网络化和智能化的发展道路上阔步前行、转型升级和追赶世界先进水平而成效斐然的20年。本文根据这近20年间北京国际机床展会上我国齿轮测量仪器展品的概况，按类别和年代进行分述，以便读者能从中看到我国齿轮量仪的发展脉络。2 CNC齿轮测量中心融合并集中体现了当今齿轮测量技术和制造技术的发展水平和趋势（1）1989年工具所推出CZE1200D大齿轮测量仪（图7）。它由一台单板计算机同时控制二台步进电机联动，采用“粗传动精测量”技术实现CNC式齿轮螺旋线的测量（齿廓误差由棒状单齿测头啮合测量实现）。经上海计量所鉴定后当年成功交付用户上海冶金机械厂；同期，工具所还成功开发出CNC式步进电机光栅式/激光式滚刀检测仪GCW200（图8）。（a）（b）图7 工具所的CZE1200D大齿轮测量仪及齿廓测量原理（a）（b）图8 工具所GCW200光栅式滚刀检测仪（2）1995年西安工业大学和汉江工具厂合作，成功开发出我国首台CNC齿轮测量中心CCZ40样机，成果通过专业鉴定（图2）。该仪器采用计算机控制步进电机四轴（θ,X,Y,Z）联动，首次实现圆柱渐开线齿轮的齿廓、齿向螺旋线和齿距等单项几何精度以及齿轮刀具精度在国产CNC齿轮测量仪器上的测量。（3）2001年，哈尔滨精达成功生产出我国第一台国产CNC齿轮测量中心产品，用户为重庆宗申摩托。该测量仪器产品的问世，打破了国外同类产品十余年来对国内市场的垄断，填补了国产CNC齿轮测量中心产品空白（图3），开启了我国“齿轮测量中心”的规模制造生产以及进入国内外市场参与竞争的发展进程。（4）2003年北京国际机床展览会哈量和精达分别展出了各自开发的CNC齿轮测量中心（图9，图10）。此后在北京展会上展出CNC齿轮测量中心的有：2005年工具所CV450（图11）和西安交大思源GMC500（图12）；2007年精达新开发JA系列齿轮测量中心（图10），该中心采用DDR电机直接驱动工作台主轴、直线电机驱动测量滑板花岗石底座，提升了产品测量精度和稳定性；2011年，哈量、精达及智达等公司纷纷推出花岗石结构的CNC齿轮测量中心。哈量展出的L45型齿轮测量中心（图13），采用测量运动轨迹全闭环控制，可对K形齿廓、凸形齿廓及螺旋线鼓度等项目进行评定；西安爱德华秉承了三坐标测量机的成熟精密量仪设计加工制造技术，成功开发并于2011年展会上展出了G40高精度齿轮测量中心（图14）；2015年智达测控展出平行簧片结构的三维光栅数字式扫描测头Z3DDP（图15），并成功地应用于CNC齿轮测量中心，打破了该关键精密扫描测头部件产品的国外垄断。2017年展会上，青岛海拓推出了专用的平面二包测量中心（图16）。这实际上是通用齿轮测量中心的变型仪器，其主要功能是实现对我国首创的二次包络环面蜗杆/蜗轮/滚刀等复杂型面零件的高精度检测；2019智达则展出了以“谐波齿轮测量”为主题的成套测量仪器，包括检测谐波齿轮单项几何误差的齿轮测量中心和谐波减速器综合性能检查仪（图17），成为该届展会上国产齿轮量仪的一条亮丽风景线。（a）2003年产品（b）2005年产品（c）图9 哈量CNC齿轮测量中心（a）2003年产品 （b）2007年产品（花岗石基座）图10 精达CNC齿轮测量中心（a）2005年产品（b）2007年产品图11 工具所2005-2007年CV450齿轮测量中心图12 西安交大思源GMC500齿轮测量中心（a）L45（b）PREC40（近年开发新型号）图13 哈量L45和PREC40齿轮测量中心图14 爱德华G40齿轮测量中心图15 智达三维测头图16 海拓测量仪图17 智达谐波齿轮测量成套测量系统（5）2014年，中国计量科学研究院几何量所开发的“螺旋线（齿轮）测量基准仪器”项目完成验收。在完成与德国PTB的国际比对工作后，于2019年仪器通过鉴定和国家基准评审（图18）。该基准仪器采用了独立的激光跟随测量系统和独立的CNC测头运动轨迹生成系统（“驱动”和“测量” 两套系统独立又关联的设计）。该基准仪器的技术特点可归纳为：具有一维气浮回转工作台具有负载偏心下的角度自校准、二维激光干涉测长布局降低仪器阿贝误差、三维平行位移机构探测系统的测杆变形补偿、六轴联动主从级闭环精密驱动控制和采集等技术，以及自主建立的仪器精度补偿模型和相应误差补偿软件。这台由西安爱德华协助开发的超高精度和高稳定性的新一代齿轮螺旋线/渐开线测量装置的研制成功，标志着我国可直接溯源的复合式齿轮螺旋线/渐开线基准测量装置的技术指标达到了国际先进水平。该基准仪器实现了齿轮参量最短溯源链的直接溯源，其二路激光跟随测长误差0.1μm，修正后的探测系统误差0.3μm，修正后的回转台角误差≤0.15”；经比对测试，其螺旋线偏差测量不确定度为0.9μm/100mm (k=2)。其对外提供校准测量服务能力为：测量范围：β（0°-60°），d ( 25-400 ) mm 测量不确定度：螺旋线倾斜偏差（0.9-1.2）μm/100mm(k=2)，螺旋线形状偏差0.8μm（k=2） 螺旋线总偏差（1.2-1.5）μm/100mm（k=2）。值得提及的是，2009年，中航工业北京长城计量测试技术研究所更新研制的JLC齿轮测量中心基准仪器，测量齿轮渐开线样板基圆半径的不确定度: 当rb=100mm，U=1.1μm(k=3) ；测量齿轮螺旋线样板螺旋角的不确定度:当β=15°，U=1.0μm/100mm(k=3)，因此也成为代表当时我国齿轮测量中心制造/升级再制造的顶尖水平之作。（a）（b）（c）图18 国家计量院“齿轮测量基准仪器”设计原理和消除周期误差的有12个读数头光栅的圆光栅（6）2021年，通用技术集团哈量公司研发了具有自主知识产权的 ”L45P高精度计量型三维齿轮测量中心“（图19），该仪器具备高精度机械主机、误差修正补偿技术、多功能智能化实时测控系统及三维齿轮测量软件等多项自主关键核心技术，具有在线分析、自我诊断功能，具备稳定性高、扩展性强、抗干扰等优点。其配套的三维齿轮测量软件具有圆弧圆柱齿轮、弧锥齿轮、转子、弧齿刀盘等检测功能，仪器还具备测针库管理、空间修正、数据安全与管理等功能，是我国高精度计量型齿轮量仪又一突破，整体技术达到国际先进水平，是中国科协2021 “科创中国” 榜“突破短板关键技术榜（装备制造领域）”十个项目之一。图19 哈量计量型L45P三维齿轮测量中心3 弧锥齿轮测量中心及其闭环制造系统使CNC齿轮测量中心集成弧锥齿轮的测量和制造（1）2005年哈量和精达分别在北京国际机床展会上展出拥有弧锥齿轮测量功能软件的CNC齿轮测量中心。哈量展出3903A齿轮测量中心（见图9a），与重庆工学院合作、在国内首先成功开发的齿轮测量中心锥齿轮测量软件所测得的锥齿轮三维齿廓误差（见图9c）；此后精达、智达也各自开发了相应的锥齿轮测量软件应用于齿轮测量中心产品。（2）2015年哈量在展会上重点推介“锥齿轮数字化网络化闭环制造系统”。该系统将哈量生产的数控锥齿轮切齿机床和数控锥齿轮磨齿机床与数控锥齿轮测量仪器——锥齿轮测量中心等整合集成，融通锥齿轮的设计加工及检测软件，实现锥齿轮加工参数的反馈调整，成功构建了锥齿轮闭环制造系统（见图20）；中大创远集团和智达合作于同年展出了类似锥齿轮闭环制造成套技术和仪器产品。该年展会呈现了我国锥齿轮智能化制造技术与装备发展的新景象、新格局。2017年哈量集团长沙哈量凯帅（现更名为长沙津一凯帅）还展出了HCS260硬齿面螺旋伞齿轮加工刀盘调刀仪（见图22）和CNC L65G高精度螺伞齿轮测量中心。（a）（b）（c）图20 哈量锥齿轮数字化网络化闭环制造系统和齿廓反调计算图形图21 工具所GCW300 CNC滚刀测量仪图22 哈量硬刀盘检测仪（3）2019年，哈量展出了具有自主知识产权、最新版本成套“螺旋锥齿轮闭环制造系统”（见图4）。它包括螺旋锥齿轮铣齿机/磨齿机/铣齿刀刀盘/刀条/刀具装调机和齿轮测量中心等螺旋锥齿轮和切齿刀具的所有加工制造和测量装置的硬件和软件，（借助于物联网）进行数据信息的融合集成，对我国螺旋锥齿轮制造业的发展，具有标志性的示范引领作用。4 齿轮刀具测量中心及其闭环制造系统是CNC测量齿轮中心在齿轮刀具制造中的数字化应用在齿轮刀具测量领域，工具所于1989年开始开发专业的卧式CNC光栅式齿轮滚刀测量仪GCW200，经不断改进后于2005年前后推出花岗石底座的GCW300（图21），具有一定的卧式齿轮测量中心的功能。哈量集团2017年展出的弧齿锥齿轮的铣刀盘和硬齿面螺旋伞齿轮刀盘的CNC刀盘装调检测仪（图22），在弧齿轮加工刀具的数字化闭环制造上，为我国做出了突破性重大贡献。值得一提的是，西安工业大学和汉江工具厂在1995年合作开发了我国首台CNC齿轮测量中心样机后，又于2009年在北京展出了成功合作开发的全套国产数控刀具离线闭环制造系统和装备——数控齿轮刀具磨齿机+CNC齿轮测量中心+数控砂轮修整机+数据处理平台（图23）。首次实现齿轮测量中心与数控砂轮修整机之间的数据整合集成，成功构建了国内首套离线齿轮刀具闭环制造系统。据悉，近期西安工业大学和秦川机床及汉江工具合作，正在进一步开发高新水准的、数字化网络化智能化的齿轮刀具制造闭环系统。图23 西安工业大学-汉江工具联合研发的齿轮刀具离线闭环制造本文作者：谢华锟，邓宁

整合QUINDOS测量软件的ROMER绝对臂，为用户提供了便携大尺寸的齿轮测量方案。凭借全新的ROMER齿轮测量系统，海克斯康计量推出创新的便携式三维齿轮测量解决方案。QUINDOS软件，专长于分析特殊几何量特征的全球领先测量软件，通常配置在复杂计量设备上以完成复杂零部件的检测，ROMER绝对臂通过整合QUINDOS测量软件，能够完成已知甚至未知圆柱齿轮的内齿和外齿检测任务，且直齿和斜齿都能检测。ROMER绝对臂是一款便携式坐标测量设备，其便携能力、稳定性、轻重量及高性能已经被业界充分证明。从1.5米到4.5米的测量行程，使得ROMER关节臂能够应用于超大齿轮的测量，省却移动齿轮的麻烦。利用QUINDOS软件，海克斯康计量为不同类型坐标测量机提供了先进的测量分析工具，此外，QUINDOS软件已经获得德国联邦物理技术研究院PTB的完全认证。在齿轮检测过程中，QUINDOS未知齿轮检测包仅靠检测一个单齿，即可计算出其所有相关的齿轮参数，该功能尤其适用于对损坏齿轮的再制造。5月14日至17日，海克斯康计量在德国CONTROL 2013展上首次展出了ROMER齿轮测量解决方案，并引起业内广泛关注。

p style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/09330cc9-62db-4b7b-9512-4a9b7e0dcd27.jpg" title="2.jpg" alt="2.jpg"//ppstrong　　一、齿轮钢现状和发展方向/strong/pp　　齿轮在工作时，长期受到变载荷的冲击力、接触应力、脉动弯曲应力及摩擦力等多种应力的作用，还受到加工精度、装配精度、外来硬质点的研磨等多种因素的影响，是极易损坏的零件，因此要求齿轮钢具有较高的强韧性、疲劳强度和耐磨性。为了生产出优质齿轮钢，一方面要求钢厂为用户提供淬透性稳定且适应用户工艺要求的齿轮钢产品，另一方面齿轮厂也要优化现有工艺，引进新工艺来提高齿轮的质量。br/　　与日本、德国、美国生产的齿轮钢相比，中国齿轮钢存在的差距主要是：钢的牌号未形成系列化，产品标准落后 钢的淬透性带较宽，国外钢的淬透性带已经达到4HRC，而中国在6-8HRC左右，并且不够稳定 钢的纯净度较低，从日本、德国、奥地利等国进口的齿轮钢，其氧含量波动在(7-18)× 10-6，中国在(15-25)× 10-6左右，并且非金属夹杂物弥散程度不够，分布不均，大颗粒夹杂物较多 晶粒度要求不同，中国齿轮钢晶粒度级别一般要求5-8级，而日本特别强调渗碳齿轮钢的晶粒度应不粗于6级 日本开发了低硅抗晶界氧化渗碳钢系列，可使晶界氧化层降低到≤5μm，而SCM420H等Cr-Mo钢为15-20μm 平均使用寿命短，单位产品能耗大，劳动生产率低。此外，在轧制过程中如何保证疏松等低倍缺陷在很小且芯部范围内，也是中国未曾研究的领域，因为低倍组织缺陷会对零件后续加工以及热处理变形带来很多不利影响。/pp　　目前，中国汽车用齿轮钢的主体钢种仍是20CrMnTi，该钢种通常采用气体渗碳工艺，由于渗碳气氛中氧化性气体的存在，导致渗层中对氧亲和力较大的元素Si、Mn、Cr在晶界处发生氧化，形成晶界氧化层。晶界氧化层的发生会导致渗层Si、Mn、Cr等合金元素固溶量下降，降低渗层的淬透性，从而降低渗层的硬度并导致非马氏体组织的产生，进而显著降低齿轮的疲劳性能。为解决这一问题可以采用两种手段：/pp　　采用特殊的热处理工艺。真空渗碳可降低渗碳气氛中的氧势，从而可以较为有效地减小渗碳层晶界氧化的发生程度 稀土渗碳工艺也可以降低晶界氧化程度，由于稀土优先在工件表面富集并择优沿钢的晶界扩散，而且与氧的亲合力远比Si、Mn、Cr高得多，它将优先与氧结合,阻碍氧原子继续向内扩散，从而有助于减轻非马氏体组织的产生。/pp　　通过合金设计，开发抗晶界氧化的齿轮钢。Ni、Mo具有很强的抗氧化能，Cr元素次之，Mn抗氧化能力弱，而Si的抗氧化能力最弱(Si氧化倾向是Cr、Mn的10倍)。因此为减小晶界氧化并保证淬透性，在齿轮钢成分设计时，应适当降低易氧化元素的含量，特别是Si的含量，相应地提高难氧化元素Ni、Mo的含量。据报道，将Si、Mn、Cr分别控制在0.05%、0.35%、0.01%可以完全抑制表面组织异常，而且即使在1000℃也很少有晶界氧化的发生。/pp　　为满足汽车行业高性能以及轻量化的发展要求，未来应重点开发：淬透性带窄的齿轮钢、超低氧渗碳钢、低晶界氧化层渗碳钢、超细晶粒渗碳钢、提高高温硬度和高温抗软化渗碳钢、易切削齿轮钢、冷锻齿轮用钢等。/ppstrong　　二、轴承钢现状和发展方向/strong/pp　　轴承广泛应用于矿山机械、精密机床、冶金设备、重型装备与高档轿车等重大装备领域和风力发电、高铁动车及航空航天等新兴产业领域。中国生产的轴承主要为中低端轴承和小中型轴承，表现为低端过剩和高端缺乏。与国外相比，在高端轴承和大型轴承方面存在较大差距。中国高速铁路客车专用配套轮对轴承全部需要从国外进口。在航空航天、高速铁路、高档轿车及其他工业领域用的关键轴承上，中国轴承在使用寿命、可靠性、Dn值与承载能力等方面与先进水平存在较大差距。例如，国外汽车变速箱轴承的使用寿命最低50万公里，而国内同类轴承寿命约10万公里，且可靠性、稳定性差。/pp　　航空方面：作为航空发动机的关键基础零部件，国外正在研发推力比为15-20的第2代航空发动机轴承，准备在2020年前后装配到第5代战机中。近10年来，美国研发了第2代航空发动机用轴承钢，其代表性钢种为耐500℃的高强耐蚀轴承钢CSS-42L和耐350℃高氮不锈轴承钢X30(Cronidur30)，中国则在进行第2代航空发动机用轴承的研发。/pp　　汽车方面：对于汽车轮毂轴承，中国目前广泛应用的是第1代和第2代轮毂轴承(球轴承)，而欧洲已广泛采用第3代轮毂轴承。第3代轮毂轴承的主要优点是可靠、有效载荷间距短、易安装、无需调整、结构紧凑等。目前，中国引进车型大多采用这种轻量化和一体化结构轮毂轴承。/pp　　铁路车辆方面：目前，中国铁路重载列车用轴承采用国产电渣重熔G20CrNi2MoA渗碳钢制造，而国外已经将超高纯轴承钢(EP钢)的真空脱气冶炼技术、夹杂物均匀化技术(IQ钢)、超长寿命钢技术(TF钢)、细质化热处理技术、表面超硬化处理技术和先进的密封润滑技术等应用到轴承的生产和制造，从而大幅度提升了轴承的寿命与可靠性。中国电渣轴承钢不仅质量低，而且成本比真空脱气钢高出2000-3000元/吨，未来中国需要开发超高纯、细质化、均匀化与质量稳定的真空脱气轴承钢取代目前采用的电渣轴承钢。/pp　　风电能源方面：对于风电轴承，目前中国还无法生产技术含量较高的主轴轴承和增速器轴承，基本依靠进口，3MW以上风电机组配套轴承的国产化问题还没有解决。国外为了提高风电轴承的强度、韧性和使用寿命，采用了新型特殊热处理钢SHX(40CrSiMo)，对于偏航和变浆轴承，通过表面感应淬火热处理控制淬硬层深度、表面硬度、软带宽度和表面裂纹 对于增速器轴承和主轴轴承采用碳氮共渗，使零件表面得到较多稳定残余奥氏体体积分数(30%-35%)和大量细小碳化物、碳氮化物，提高了轴承在污染润滑工况下的使用寿命。/pp　　为提高轧机轴承的使用寿命以及运转精度，未来需要进行轧机用GCr15SiMn和G20Cr2Ni4等轴承钢的超高纯真空脱气冶炼和轴承表层大奥氏体量控制热处理等技术的研发。日本NSK与NTN轴承公司分别开发了表面奥氏体强化技术，即通过增加表层奥氏体含量，开发出了TF轴承和WTF轴承，从而将轴承的寿命提高了6-10倍。/pp　　未来中国轴承钢的研发方向主要体现在四个方面：/pp　　一是经济洁净度：在考虑经济性的前提下，进一步提高钢的洁净度，降低钢中的氧和钛含量，达到轴承钢中的氧与钛的质量分数分别小于6× 10-6和15× 10-6的水平，减小钢中夹杂物的含量与尺寸，提高分布均匀性。/pp　　二是组织细化与均匀化：通过合金化设计与控轧控冷工艺的应用，进一步提高夹杂物与碳化物的均匀性，降低和消除网状和带状碳化物，降低平均尺寸与最大颗粒尺寸，达到碳化物的平均尺寸小于1μ m的目标 进一步提高基体组织的晶粒度，使轴承钢的晶粒尺寸进一步细化。/pp　　三是减少低倍组织缺陷：进一步降低轴承钢中的中心疏松、中心缩孔与中心成分偏析，提高低倍组织的均匀性。/pp　　四是轴承钢的高韧性化：通过新型合金化、热轧工艺优化与热处理工艺研究，提高轴承钢的韧性。/ppstrong　　三、弹簧钢现状和发展方向/strong/pp　　弹簧钢主要用于汽车、发动机制造业以及铁路行业。目前，中国弹簧钢产品存在的问题是，中低端产品过剩，高端及特殊品种缺乏 中国弹簧钢在纯净度、抗疲劳性、表面质量以及质量稳定性等方面与国外存在较大差距，无法满足高档乘用车悬架簧、气门弹簧、铁路及重载货车专用弹簧等对弹簧钢性能的要求。中国高档次及深加工弹簧钢仍然依赖进口。进口品种主要为轿车用弹簧钢、铁道用弹簧圆钢、油泵阀门弹簧钢丝等。/pp　　虽然降低钢中氧及夹杂物含量是获得纯净钢的一种途径，但是要想得到零夹杂的弹簧钢比较困难，为此有研究者提出了氧化物冶金技术，这是一种有效的晶粒细化的方法，是实现钢铁材料强度与韧性成倍提高的最有效方法。它利用钢中细小弥散的高熔点非金属夹杂物，主要是氧化物、硫化物以及氮化物，作为晶内铁素体的形核核心，从而起到细化晶粒的作用。国内外已经对Ti、Zr氧化物体系做了系统的研究，认为含钛氧化物是最理想的。在奥氏体晶粒内钛的氧化物质点成为针状铁素体有效形核地点，促进晶内铁素体形成。但是，由于钢种成分的限制，钛氧化物冶金的推广受到了限制。最近几年开始对稀土元素进行研究，可以利用稀土元素的强脱氧脱硫能力及产物熔点高的特点来研究稀土氧化物对钢材性能的影响。/pp　　汽车行业对悬簧强度的要求越来越高，设计应力提高到1100-1200MPa，为此日本开发出添加合金来提高强度和提高耐腐蚀疲劳强度的钢材。中国弹簧钢无法满足高档乘用车悬架簧用钢性能需求，强度1200MPa及以上悬架弹簧产品用弹簧钢全部依赖进口。然而，近年来，为规避资源风险、降低成本和实现原材料的全球化供给，强烈要求使用标准钢(SAE9254)维持高强度，而且强烈要求提高钢的韧性，因此越来越多地采用喷丸硬化处理取代处理费用高的表面硬化热处理。喷丸硬化处理将压缩残余应力作用于表面，可提高抗疲劳强度，减小表面缺陷的影响程度，因此近年来将它视为表面处理不可或缺的技术。随着表面强化技术的发展，悬簧的设计应力也达到了1200MPa级。预计今后对高强度悬簧用钢的强度、韧性和耐腐蚀性及耐用性的要求将越来越高。未来，随着汽车轻量化，发展高强度、优良抗弹减性能和抗疲劳性能的汽车悬架用弹簧钢是提高中国高端装备零部件自主配套能力、有效替代进口的必然趋势。/pp　　所有弹簧产品中，气门弹簧对材料要求最为严格，特别是高应力及异型截面气门弹簧对材料要求近乎苛刻。例如，要求抗拉强度达到2000MPa 对氧化物、硫化物的夹杂物等级要求均达到0级 异型截面材料对曲率、长短轴等有特殊要求。目前，国外气门弹簧专用弹簧钢生产主要集中在日本、韩国、瑞典，生产企业有日本铃木、三兴、住友、神钢钢线、韩国KisWire、瑞典Garphyttan等，几乎垄断了中国全部异型截面和高应力气门弹簧钢市场。2000年以后，随着新型发动机的开发，对发动机的旋转速度和轻量化、紧凑化的要求越来越高，因此日本开始采用2100-2200MPa的OT钢丝。在此情况下，不仅要调整合金成分，还要对现有制造工艺进行改进，低温弥散硬化成为必不可少的工艺。然而，低温弥散硬化后的弹簧形状发生变化，为了提高形状和尺寸的控制精度，控制整个制造工序中的形状变化的技术开始引人关注。/pp　　未来，为满足高端弹簧基础零部件国产化的发展需求，应不断开发高性能弹簧钢产品，一方面是向高强度方向发展，要求在高应力下同时提高疲劳寿命和抗松弛性能 另一方面是向功能性方向发展，根据不同的用途，要求具有耐蚀性、非磁性、导电性、耐磨性、耐热性等。/ppbr//p

2023年3月18日，由北京工业大学牵头，湖南科技大学、河南科技大学、湖南理工学院、温州大学和中国计量科学研究院共同承担的国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目“小模数齿轮超精密测量仪器研制”（52227809）启动会在湖南科技大学召开。会议承办单位湖南科技大学王卫军副校长、科技处万文处长、机电学院领导，北京工业大学科技发展研究院刘占省副院长，项目负责人北京工业大学石照耀教授，参加单位的项目负责人湖南科技大学赵前程教授、河南科技大学王笑一副教授、湖南理工学院张晓红教授、温州大学周宏明教授、中国计量科学研究院林虎副研究员，以及项目组骨干成员、研究生、来宾等，约40余人出席会议。石照耀教授主持会议。刘占省副院长和王卫军副校长分别致词，充分肯定了本项目的研发价值和对小模数齿轮行业发展的促进作用。石照耀教授做了项目主题报告，围绕研究背景、主要研发内容和技术方案展开，从“为什么”、“做什么”和“怎么做”的角度详细介绍了项目的总体情况。小模数齿轮（模数≤1mm）既是重大装备的核心件，又是民生产品的基础件；然而世界范围内，小模数齿轮基准级检测仪器及样板缺失。本项目将小模数齿轮超精密测量仪器的研制从“可测性”、“精度获取”和“量值传递”三方面展开，解决高精度小模数齿轮测量、量值传递和仪器校准难题，实现超精密测量仪器核心技术自主可控，对推动我国小模数齿轮产业升级意义重大。项目牵头单位骨干成员宋辉旭博士做了“项目任务分解与进度安排”报告，就项目的8大任务（下设42项二级子任务和134项三级子任务）进行了详细讲解，明确了各参加单位的任务，提出了具体的工作要求、考核指标和完成时间节点。同时，宋博士解读了与国家重大科研仪器研制项目相关的项目管理文件和财务管理制度文件，并汇报了项目组制定的相关管理办法。启动会安排了学术交流，中国计量科学研究院林虎副研究员做了“齿轮量值传递与溯源体系”的学术报告。报告从中国计量科学研究院情况介绍、齿轮量值传递与溯源体系、未来的发展与挑战三个方面详细介绍了我国计量体系、量值传递的模式与发展。大会最后，石照耀教授与各参加单位项目负责人共同签署了项目合作协议。项目启动会的正式启动标志着项目已进入到全面执行阶段。

风力涡轮机的齿轮箱、发电机和叶片是需要经常维护的重点部件，因为这些部件首先承受着巨大的应力，很容易受到磨损，其次维修起来非常昂贵。虽然齿轮箱发生故障的情况相对较少，平均每十年一次，但是风力涡轮机因等待齿轮箱维修而停机的时间可能会长达半年之久。*IPLEX G Lite工业视频内窥镜一台典型的2.4兆瓦（MW）风力涡轮机每天可生产价值约为1000美元的电量，因此，几个月的停机时间可能会造成巨大的收入损失。齿轮箱也可能会出现灾难性的故障，如：因过热而引起火灾。在这种情况下，风力涡轮机可能会永久性地停止运转。降低昂贵的停机成本风力涡轮机远程监控和内窥检测（RVI）在上到塔顶取油样并进行噪声检查之前，通常要使用监控和数据采集（SCADA）系统或状态监测系统（CMS）对风力涡轮机的状态进行监测。监控和数据采集（SCADA）系统或状态监测系统（CMS）收集风力涡轮机的振动和油路数据，以在故障发生前的30天之内预测或探测到叶片、主轴承和齿轮箱的故障。然而，SCADA和CMS的报错信息不能定位故障部件，也不能确定故障的具体状况。此外，在齿轮箱发生故障前的30天内预警，仍然会因等待修复的部件而使风力涡轮机停工数周。作为实施预防性维护策略的一个补充性方案是使用内窥检测（RVI）设备观察变速箱内部，以更早、更准确地发现故障部件。内窥检测支持智能决策，以防止故障的发生使用视频内窥镜对齿轮箱内部进行检测由于某些齿轮箱部件的交付和更换需要近6个月的时间，因此越早确定需要维修哪个部件，风力涡轮机的停机时间就会越短。而了解了潜在故障的状况，可以使您针对部件的采购和维修计划提前做出明智的决策。例如，在少风的季节，定期使用管道镜或视频内窥镜对齿轮箱进行检测，可以监测到齿轮箱内部的损坏，并极有可能防止设备出现故障。在视频内窥镜的屏幕上观察齿轮箱的内部情况*根据Deloitte Tohmatsu公司2018年的一份报告，齿轮箱故障的平均停机时间为167天，因为新齿轮箱或新齿轮箱部件的交付时间很长。

瑞士Optimes J1可靠、准确的旋转零件测量 J1 Optimes提供快速准确的解决方案，可自动测量旋转部件的所有外部尺寸。只需将工件放在2个支架上，它立刻开始测量。几秒钟后，软件将光学测量轴下的零件移动并读取所有预定义尺寸该设备旨在确保对外部干扰（振动，温度，光线等）具有非常高的不敏感性。该优点使得可以在生产机器附近和控制实验室中使用测量仪器。根据微机械的要求，测量的精确性和可重复性使Optimes J1完美地集成到您的质量控制过程中。测量的速度和简单性可确保大量节省时间。技术规格技术类型非接触式光学测量范围?3.7x 17 mm分辨率Y（直径）0.07μmX（长度）0.1μm精度直径测量0.5μm （2S）长度测量1.8μm （2S）光学传感器类型BCD USB3.0 LS2048光纤类型BCD bi-telecentric std。灯光类型LED原则透射光尺寸长x高x宽330x 460 x 250毫米重量仪器8 KG功率10瓦 J1夹具J1夹具在几秒钟内即可实现互换，标准夹具在测量范围内可以夹持任何零件。微型装置微型测量支架配有两个60微米厚的不锈钢V形支架。精细的设置可以非常精确地对齐零件下面的传感器.软件辅助工具和这个支架的结合保证了良好的测量精度。 吸入式装置吸力支架能够放置不能放置在测微保持架上的小尺寸零件。提供不同直径的可互换喷嘴，以与待测量零件相对应。微型泵安装在机器中，使系统完全自动。 定位钳夹持器允许拧紧各种类型的零件，如销、规、杆等。它还用于固定仪器的校准规。J1软件Optimes J1完全由一个软件驱动，该软件提供评级，文件管理，图形和统计分析以及测量报告创建等一系列功能。该软件允许导入和导出3D数字模型，从而提供与您的设计软件的完全互操作性。不同级别的用户访问保证了每个使用该仪器的人员的安全性和用户友好性。J1软件功能文章数据库3D尺寸标注工具（直径，长度，半径，角度）协助进行调整记忆批次和日期测量该工件的图形分析统计计算将数据导出到所有spc软件。创建和打印测量报告远程维护和支持创新点：专业手表齿轮检测设备，J1用于手表零部件的各尺寸测量，提供快速准确的测量方案，世界领先。

风电行业，新能源的主力军 11月18日，国家能源局发布1-10月份全国电力工业统计数据。截至10月底，全国发电装机容量约23.0亿千瓦，同比增长9.0%。其中，风电装机容量约3.0亿千瓦，同比增长30.4% 太阳能发电装机容量约2.8亿千瓦，同比增长23.7%。由此可见，以风电为主的新能源发电增长迅速，而更多的新能源发电，也势必会带来更加繁荣的运维市场。 专业检测，需要更专业的设备 工业内窥镜作为风机齿轮箱检查的重要设备，因其工况特殊，要求工业视频内窥镜不仅要有便携的特性，还要有更加优异的图像清晰度及防油功能。而奥林巴斯作为工业内窥镜解决方案的国际企业提供商，顺应客户需求推出了齿轮箱的专业检测套装。风机内部 丰富组件，检测更得心应手 齿轮箱在长期运行过程中，难免出现诸如点蚀，材料磨损，疲劳剥落甚至断齿的情况，而这些情况直接会影响风机运行的效率和安全。要想得到清晰的画面识别故障类别和原因，并进一步处理，不光需要工业视频内窥镜，还要有更多的配件辅助检测。例如几乎所有轴承的叶片方向和电机方向，因为空间较为狭小且工业内窥镜是柔性插入管，造成了到达不易且观察困难，而奥林巴斯推出的可塑性的手持导管，可以随意定形，检察人员很方便的直接将插入管送到轴承处进行观察。（损伤的行星齿轮） 如果出现了油温异常升高或异响等状况，就要考虑是否有齿轮箱损坏，进行一个全面的齿轮箱体检就更为重要，这时候或许需要远焦或者近焦甚至侧视镜头等进行全方位查看，找到病灶并作出判断。这些丰富的配件，可以让现场检察人员得心应手，加快检测效率的同时，提高检测质量。省心套装，高效便捷的选择 对于工业视频内窥镜用户来说，在购买设备时，不得不耗时耗力的考虑很多关于配置的问题，而最终也可能选择出现偏差，致使检查效果不佳。而奥林巴斯推出了针对不同机组的专业配置方案，诸如插入管长度，直径，镜头的类别和辅助工具等都已经为客户一一准备好。例如对于双馈机组来说，不同的机组大小说明齿轮箱的各种构造尺寸也不是完全相同，如果客户和技术人员进行了沟通，那么就可以确定适合的套装方案，再也不会因为选择问题出现伤脑筋的情况。既省时省力，又保证了使用便捷可靠。 手持式套装大型8英寸显示器套装

风力发电是一种清洁能源，近几年得到了广泛的应用。外出郊游的时候我们常常能看见一些不断旋转的大风车。风车的体积不小，这么一个庞然大物，里边这么多的齿轮，没日没夜地转，那么安全怎么保证呢？为了能够让它们的更好的服务我们，需要高效且准确的检测工具，这是必不可少的！那么这个靠谱的“医生”，您找对了吗？齿轮箱和轴承的检测离不开高清晰度的内窥镜，尤其是对内窥镜的防油性能和便携性能有非常高的要求。奥林巴斯的GL系列内窥镜，整体重量仅1.1kg左右，无论想爬多高，带多远，都好像是你的一个手机一样，可以直接跨在腰间就走。G Lite系列虽然非常便携，但是性能却完全不打折扣。高清晰的图片显示，自动调节亮度的功能，自动录制的黑匣子视频，甚至还有独一无二的排油设计。最大程度让风电齿轮箱及轴承检测事半功倍。齿轮的表面覆盖油膜，齿轮箱内部也是多油的重灾区，一般内窥镜很难看清楚，刚进入齿轮箱镜头就会变得不清晰，但是奥林巴斯的独特镜头排油设计，让油渍及时排除，不用清理就能得到清晰图像，可以说大大提高了内窥镜在现场的实用性。其次，轴承反光也是异常强烈，奥林巴斯使用WIDER技术，让图像的曝光更加均匀，避免了反光和暗区，显示了更多细节，压痕，裂纹等缺陷一览无遗。G Lite内窥镜在风电检测中具有的独特优势：1，超便携式设计，轻松携带；2，排油镜头设计，无需人为擦拭镜头，即可轻松观察；3，WIDER技术，让图像显示更多细节，抑制反光与暗区；4，黑匣子30min的自动记录，防止检测人员疏忽缺陷未录像；5，立体测量技术，随时了解缺陷的真实尺寸。

“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。各国要树立创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念，抓住新一轮科技革 命和产业变革的历史性机遇，推动疫情后世界经济‘绿色复苏‘。”——习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话“碳中和”是指一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。“碳中和”承诺，实际上就是中国要实现二氧化碳“零排放”。风能是因空气流做功而提供给人类的一种可利用的能量，属于可再生能源（包括水能，生物能等）。空气流具有的动能称风能。风能为洁净的能量来源，风能设施日趋进步，大量生产降低成本，在适当地点，风力发电成本已低于其它发电机。风力发电是可再生能源，很环保，很洁净。风电机组中，风电齿轮箱所占成本比例较高，也是比较容易出现故障的部分，风电机组运行的时间越长，齿轮箱的故障也会越来越频繁，需要运维单位进行定期的检查和维护，而内窥检查被认为是最行之有效的方法。现场的风电机组检测人员需要携带工业内窥镜攀爬风机进行检测工作，检查一个齿轮箱通常需要半天到一天，过重的设备会使检测人员感到非常疲惫。手掌大小的奥林巴斯手持式IPLEX G-Lite视频内窥镜重量仅1.15公斤，轻巧便携，非常适合检测人员攀爬风机携带且单手操作。搭配的2米长度的插入管和4毫米直径的探头能够帮助检测人员很轻松观察到齿轮箱的齿面以及轴承。 整个变速箱都被加入了润滑油，因此即使变速箱已经停止，齿轮和轴承上还是会有许多油。使用内窥镜进行检测时，一旦镜头上附着油液，图像质量会明显降低，影响检测人员的判断。为了去除油污，检测人员还需要抽出内窥镜插入管清理镜头而中断检测，增加了检测时间。检测人员在使用了奥林巴斯IPLEX G-Lite视频内窥镜之后，大大减少了因为油污污染镜头而导致检测效率低下的情况。这款内窥镜配备了全新设计的防油光学镜头，具有凹槽设计的镜头能够快速排出油污，有效减少因油液附着导致的工业内窥镜图像模糊的情况，保持图像清晰和可见，提高了检测效率。 检查齿圈和行星齿轮时，由于是大空间检查，很容易照明不足。IPLEX G-Lite更加明亮的照明和全新的降噪算法可帮助检测人员在暗光区域发现齿面损伤、断齿、点蚀、轴承磨损等问题和缺陷。另外，IPLEX G Lite视频内窥镜的无线视频实时传输功能可以实现多人共享图像。检测人员在高处检测风机故障时，地面上的专家可用移动设备观看实时检测过程并可直接拍照和录像，该功能方便其他专家参与诊断。如今，全球可再生能源转型是大势所趋，淘汰化石能源正在加速。发展风电，是减少碳排放助力“碳中和”的有效形式；发展风电是推动可再生能源发展，奥林巴斯内窥镜助力风电运维，为风能发电保驾护航。

2018年7月5日至8日，2018远东无损检测新技术论坛在厦门举行，本届以“NDT将进入IOT时代”（无损检测将进入物联网时代）为主题，汇集海内外专业人士，分享讨论了无损检测领域的最新技术、公益、装备及科研信息，促进行业理论研究、技术开发和应用创新。奥林巴斯携全新一代工业内窥镜产品IPLEX G LITE出席此次论坛活动，至今已是第九次出席该论坛，以不断创新的先进光学科技推动行业发展。奥林巴斯出席2018年远东无损检测新技术论坛先进光学技术 保护生命精彩随着国家对清洁能源发展的日益关注，全国各地都在加快绿色能源体系的建设，不断提速清洁能源的规模化开发，越来越多的风力发电设备被大规模应用，风电能源占比不断提升。在这背后，风电设备的维护保养问题，成为保障生产效率和安全的重要因素。对风电机组进行定期维护点检以及维修，能够让设备在寿命周期内保持稳定、高效运行。为了更好地解决风电机组相关设备的检测难题，奥林巴斯推出全新一代IPLEX G LITE工业内窥镜产品，帮助客户更加轻松应对狭小空间检测的需求。奥林巴斯IPLEX G-LITE新型工业内窥镜在本届论坛中，奥林巴斯展区呈现了IPLEX G LITE新型工业内窥镜以及为风电市场最新导入的风电KIT，吸引众多在场的专业技术人员和业界人士前来参观。作为2018年度刚刚引入市场的最新机型，IPLEX G LITE凭借其配备的防油光学适配器可以利用独有的专利设计进行排油，从而有效地减少因油液附着导致的工业内窥镜图像模糊、清洗困难等问题，既提高了检测效率，又减少了油液对设备的损伤。奥林巴斯专利技术防油镜头在整个风电机组中，风电齿轮箱的维护成本比例较高，也是比较容易出现故障的地方，因此定期对该设备进行维护检查是一件非常有必要的事情。在本届论坛中，奥林巴斯还展出了基于IPLEX G LITE工业内窥镜的风电KIT方案，包含最新型的防油镜头、清洁套装、携带套装、导管等等。该方案采用了全新的图像系统，能够更加真实地还原图像本色；更配置了WIFI系统，帮助用户实现在进行风电齿轮箱等内幕空间狭小的检测任务。创新维护模式 助力产业发展对风电机组内的风电齿轮箱进行定期、持续地监控，在发生较大的破损前有计划地进行维修，是欧美国家及中国风电行业普遍采取的方法。现阶段的检查齿轮箱状态的工作，主要是通过检查人员确认异常声音、抽查冷却油液、测量冷却油温度、分析更换后的滤油器、振荡监控、红外照相等方法确认。但是以上这些检查方法，在齿轮箱的维修期间以及零部件的更换等特定时期是无法进行的。通过包括工业内窥镜检查在内的预警式维护，对维修时间的推断以及及时准备必要的零部件是非常有效的。奥林巴斯基于先进的光学技术实现精准的测量，为风电行业用户提供更多专业、可靠的工业内窥镜产品，积极推动预警式维护，规避即将出现的安全风险，减少总维护费用、提高收益。与风电机组出现问题后进行修理的对应式维护相比，在风电机组运行状态下的观测和内窥镜检查项结合的预警式维护，能够在25年的周期内节省1/3的维护费用，实现减少维护费用的同时保障风电机组的运转、提高收益。奥林巴斯所提倡的预警式维护模式，为风电行业的发展和进步做出了突出贡献。展会吸引众多媒体关注推进行业发展 为生命护航作为一家拥有近百年历史的光学企业，奥林巴斯始终将先进的光学技术应用到检测设备的研发和改进。从2010年奥林巴斯无损检测事业正式进入中国开始，奥林巴斯植根中国市场，以优秀的技术服务、积极参与行业标准制定、重视人才培养，积极推动行业与社会发展。为生命保驾护航，是工业检测对守护美丽生命的责任和决心。奥林巴斯科学事业领域，将会继续推出更多专业、可靠的产品，用先进的技术规避安全风险，践行实现世界人民健康、安心和幸福生活的企业使命。

2021年，仪器信息网共推出了6期石化半月刊（点击此处可查看该话题），涉及到石油化工领域的新技术与新应用，“双碳”目标下石化领域的未来发展等内容。2022年，我们继续出发！请大家锁定【石化半月刊】话题，仪器信息网将持续推出更多、更精彩的石油化工相关内容。2022年的第一期，小编盘点了那些在2021年已经发布，将于2022年实施的部分标准（与分析仪器较相关），具体见表1。本文主要对标准的测定范围及提到分析仪器的部分进行简单梳理，点击红色字体即可进入该仪器专场。表1 2022年即将实施的石油化工相关标准标准号标准名称发布日期实施日期GB/T 40496-2021喷气燃料中抗氧剂含量的测定　高效液相色谱法2021/8/202022/3/1GB/T 40500-2021喷气燃料中芳烃总量的测定　气相色谱法2021/8/202022/3/1GB/T 386-2021柴油十六烷值测定法2021/10/112022/5/1GB/T 4985-2021石油蜡针入度测定法2021/10/112022/5/1GB/T 17144-2021石油产品　残炭的测定　微量法2021/10/112022/5/1GB/T 23799-2021车用甲醇汽油（M85）2021/10/112022/5/1GB/T 40701-2021动车组驱动齿轮箱润滑油2021/10/112022/5/1GB/T 40704-2021天然气　加臭剂四氢噻吩含量的测定　在线取样气相色谱法2021/10/112022/5/1GB/T 40496-2021 喷气燃料中抗氧剂含量的测定 高效液相色谱法在标准GB/T 40496-2021中，共有两种方法测定喷气燃料中抗氧剂含量的测定，分别是方法A：高效液相色谱紫外检测法，适用于加氢裂化喷气燃料中抗氧剂含量的测定；方法B：液相色谱质谱法，适用于加氢裂化及加氢精制喷气燃料中抗氧剂含量的测定。测定物质及测定范围如下表所示：表2 喷气燃料中抗氧剂含量的测定范围测定方法测定物质测定范围方法A高效液相色谱紫外检测法2,6-二叔丁基对甲酚（T501）4.0mg/L～40.0 mg/L2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚5.0mg/L～40.0 mg/L方法B液相色谱质谱法2,6-二叔丁基对甲酚（T501）3.5mg/L～50.0 mg/L方法A中，对高效液相色谱仪（HPLC）的要求是配置二极管阵列检测器或紫外检测器，样品阀系统最大允许进样量200μL。其中，要求紫外检测器的灵敏度和稳定性足够高，确保在特定操作条件下0.1 mg/L的抗氧剂能被准确检测。方法B中，采用的是单四级杆质谱仪，离子化方式选择电喷雾电离负离子模式（ESI），质谱扫描方式选择离子监测（SIM=219.2）。GB/T 40500-2021 喷气燃料中芳烃总量的测定　气相色谱法该标准适用于终馏点300℃以下的喷气燃料中芳烃总量的测定，芳烃质量分数或体积分数测定范围为0.5%～35%，不适用于测定各烃族中的单体烃组分含量。对气相色谱仪的要求：应至少包括进样系统、汽化室、色谱柱箱、氢火焰离子化检测器（FID）、色谱工作站和气体流量控制系统。GB/T 386-2021 柴油十六烷值测定法该标准适用于压燃式发动机燃料十六烷值的定量测定，也适用于非常规燃料，如合成燃料、植物油及类似产品十六烷值的定量测定。其中，十六烷值的范围为0～100，但典型的测试范围为30～65。标准中描述了用十六烷值试验机测定柴油十六烷值的试验方法：样品在特定操作条件下，由一个标准的单缸、四冲程、可连续改变压缩比、间歇喷射柴油发动机进行测试。GB/T 4985-2021 石油蜡针入度测定法该标准适用于针入度值不大于250 1/10mm的石油蜡，也可用于测定费托蜡、合成蜡和生物蜡。其中，涉及到的仪器是针入度计。GB/T 17144-2021 石油产品　残炭的测定　微量法该标准采用微量法测定石油产品残炭，其测定残炭质量分数的范围为0.10%～30.0%。（残炭质量分数0.10%的石油产品也可测定，但精密度尚未确定）GB/T 23799-2021 车用甲醇汽油（M85）标准GB/T 23799-2021是对车用甲醇汽油（M85）的各类性质，如车用甲醇汽油（M85）的外观、蒸气压、铅/硫/钠/锰含量、有机氯/无机氯、水分等质量指标及试验方法的汇总，如图1所示。标准中大部分质量指标的试验方法均以标准号形式呈现（标准名称将在文末以文字形式展出），仅外观性质为目测；甲醇（体积分数）的测定是采用气相色谱仪，热导池检测器（TCD）或火焰离子检测器（FID）均可使用；无机氯含量的测定采用自动电位滴定法，还特别提到了型号为809 Titrando Metrohm；分辨率0.1mV；精度0.2%。图1 车用甲醇汽油（M85）的技术要求和试验方法GB/T 40701-2021 动车组驱动齿轮箱润滑油标准规定了以合成型油品为基础油，加入多种类型功能添加剂调制而成的动车组驱动齿轮箱润滑油的产品牌号和标记、要求和试验方法、检验规则、标识、包装、储运及交货验收。需检测动车组驱动齿轮箱润滑油的性质，如运动黏度（100℃）、运动黏度（40℃）、黏度指数、倾点、表观黏度（-40℃）、水分、泡沫性、铜片腐蚀、机械杂质、闪点（开口）等质量指标及试验方法如图2所示，质量指标的试验方法均以标准号形式呈现（标准名称将在文末以文字形式展出）。图2 动车组驱动齿轮箱润滑油的技术要求和试验方法GB/T 40704-2021 天然气　加臭剂四氢噻吩含量的测定　在线取样气相色谱法该标准可测定的天然气中加臭剂四氢噻吩含量范围为5mg/m3～200mg/m3，采用热导检测器（TCD）-便携式气相色谱仪在线测定的方法。附：GB/T 23799-2021中提到的标准名称如下：SH/T 0794 石油产品蒸气压的测定微量法GB/T 8020汽油中铅含量的测定 原子吸收光谱法GB/T 3410轻质烃及发动机燃料和其他油品中总硫含量的测定　紫外荧光法ASTM D1613 色漆, 清漆, 喷漆和有关产品用挥发性溶剂和化学介质中酸度的标准试验方法GB/T 8019 燃料胶质含量的测定喷射蒸发法GB/T 18612 原油有机氯含量的测定 GB/T 17476使用过的润滑油中添加剂元素、磨损金属和污染物以及基础油中某些元素测定法(电感耦合等离子体发射光谱法)ASTM E203 用卡尔费休试剂检验水的标准试验方法NB/SH/T 0711 汽油中锰含量的测定 原子吸收光谱法GB/T 5096石油产品铜片腐蚀试验法GB/T 40701-2021中提到的标准名称如下：GB/T 260石油产品水含量的测定 蒸馏法GB/T 265石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法GB/T 511石油和石油产品及添加剂机械杂质测定法GB/T 1995石油产品粘度指数计算法GB/T 2541石油产品粘度指数算表GB/T 3142润滑剂承载能力的测定 四球法GB/T 3535石油产品倾点测定法GB/T 3536石油产品闪点和燃点的测定 克利夫兰开口杯法GB/T 4756石油液体手工取样法GB/T 5096石油产品铜片腐蚀试验法GB/T 11145润滑剂低温黏度的测定勃罗克费尔特黏度计法GB/T 12579润滑油泡沫特性测定法GB/T 17477汽车齿轮润滑剂黏度分类GB/T 30515透明和不透明液体石油产品运动黏度测定法及动力黏度计算法NB/SH/T 0164石油及相关产品包装、储运及交货验收规则NB/SH/T 0306润滑油承载能力的评定FZG目测法NB/SH/T 0845传动润滑剂黏度剪切安定性的测定 圆锥滚子轴承试验机法NB/SH/T 0944.1 润滑剂抗磨损性能的测定FE8滚动轴承磨损试验机法 第1部分：润滑油NB/SH/T 0967润滑剂包装标识通则TB/T 3134 动车组用驱动齿轮箱

研讨会邀请研讨会简介：在中国目标完成碳中和的情况下，全国都在节能减排，发展可再生能源。风力发电也仅次于火电和水电，成为全国第三大电力来源。风电机组中，风电齿轮箱所占成本比例较高，也是比较容易出现故障的部分，风电机组运行的时间越长，齿轮箱的故障也会越来越频繁，需要运维单位进行定期的检查和维护，而无损探伤检查被认为是最行之有效的方法。奥林巴斯便携式工业内窥镜以及相控阵探伤仪具有较多优势，可以有效检查各类风电相关装置及设备。奥林巴斯将会有两名讲师出席，为大家进行分享。时间：6月18日 14:00平台：北极星电力网讲师简介：刘沛奥林巴斯（北京）销售服务有限公司NDT产品应用经理专精行业：风电、石油化工、航空等行业程业杰奥林巴斯（北京）销售服务有限公司工业内窥镜应用工程师专精行业：汽车、风电、核电等行业

2月1日，科技部发布关于对“十四五”国家重点研发计划“氢能技术”、“先进结构与复合材料”、“高性能制造技术与重大装备”等18个重点专项2021年度项目申报指南征求意见的通知。本次征求意见重点针对指南方向提出的目标指标和相关内容的合理性、科学性、先进性等方面听取各方意见和建议。科技部将会同有关部门、专业机构和专家，认真研究收到的意见和建议，修改完善相关重点专项的项目申报指南。征集到的意见和建议，将不再反馈和回复。征求意见时间为2021年2月1日至2021年2月21日，修改意见请于2月21日24点之前发至电子邮箱。 联系方式：重点专项名称邮箱地址氢能技术gxs_njc@most.cn储能与智能电网技术新能源汽车交通基础设施高性能计算gxs_xxc@most.cn信息光子技术多模态网络与通信区块链网络空间安全治理gxs_zdhc@most.cn智能传感器工业软件高性能制造技术与重大装备先进结构与复合材料gxs_clc@most.cn高端功能与智能材料新型显示与战略性电子材料稀土新材料地球观测与导航gxs_fwyc@most.cn文化科技与现代服务业 附件：1.“十四五”国家重点研发计划“氢能技术”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf2.“十四五”国家重点研发计划“储能与智能电网技术”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf3.“十四五”国家重点研发计划“新能源汽车”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf4.“十四五”国家重点研发计划“交通基础设施”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf5.“十四五”国家重点研发计划“高性能计算”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf6.“十四五”国家重点研发计划“信息光子技术”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf7.“十四五”国家重点研发计划“多模态网络与通信”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf8.“十四五”国家重点研发计划“区块链”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf9.“十四五”国家重点研发计划“网络空间安全治理”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf10.“十四五”国家重点研发计划“智能传感器”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf11.“十四五”国家重点研发计划“工业软件”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf12.“十四五”国家重点研发计划“高性能制造技术与重大装备”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf13.“十四五”国家重点研发计划“先进结构与复合材料”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf14.“十四五”国家重点研发计划“高端功能与智能材料”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf15.“十四五”国家重点研发计划“新型显示与战略性电子材料”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf16.“十四五”国家重点研发计划“稀土新材料”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf17.“十四五”国家重点研发计划“地球观测与导航”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf18.“十四五”国家重点研发计划“文化科技与现代服务业”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）.pdf关于“高性能制造技术与重大装备”重点专项2021年度项目申报指南（征求意见稿）稿中提到，本重点专项的总体目标是：围绕国家战略产业高端产品及重大工程关键装备在复杂环境、复杂工况下高性能可靠服役需求，突破高性能制造前沿基础理论和共性关键技术，研制具有高精度、高可靠、高效率、智能化、绿色化等高性能特征的基础件、基础制造工艺及装备等，实施重大装备的集成示范应用，推动制造技术向材料-结构-功能一体化的高性能设计制造转变，实现高性能制造技术和重大装备的自主可控，增强我国战略性高端产品和重大工程关键装备的核心竞争力。2021年度指南部署坚持“需求牵引、整机带动、 分步实施、重点突出”的原则，拟围绕高性能制造的基础前沿技术、共性关键技术、重大装备应用示范3个技术方向， 启动18个指南任务。1. 基础前沿技术1.1 重大装备设计基础前沿研究内容：研究性能/功能驱动的复杂装备机-电-液-智耦合设计理论与方法、材料-结构-组织-表界面一体化的高性能构件设计模型与方法、极端环境和复杂工况服役关键特性参数的表征与评价等重大装备及关键构件的设计新原理、新方法。1.2 高性能基础件基础前沿研究内容：面向轴承、齿轮、液压元件等基础件高性能服役需求，研究极端工况下接触界面动力学理论及服役性能调控方法、材料-结构-功能一体化的设计制造理论和方法、极端条件下的服役性能先进测试理论与方法等，为新型高性能基础件研发提供支持。1.3 高性能制造工艺基础前沿研究内容：研究高性能制造过程中的加工、成形、表面改性、焊接、装配等新原理与技术，重点突破难加工材料构件的高效精密加工、复杂结构形性协同成形、大差异异质材料高可靠连接/高强度焊接等新工艺。2. 共性关键技术2.1 耐高温抗腐蚀传动系统轴承研究内容：研究轴承高温、腐蚀环境适配性设计方法； 突破轴承自润滑与供油润滑技术、轴承高功率密度适应性技术、轴承高精度及长寿命关键技术、轴承性能及寿命试验验证技术等；研发耐高温、抗腐蚀环境传动系统轴承，建设基于工业性验证平台的轴承性能试验平台。2.2 深海高可靠耐腐蚀齿轮箱研究内容：突破深海装备齿轮箱可靠性及减振降噪设计、关键构件形性可控制造、基于深海环境的齿轮箱温压差等多物理场耦合、开放环境下防腐与密封、智能故障诊断及健康监测等关键技术，搭建深海装备齿轮箱模拟环境试验平台，研制深海装备齿轮箱。2.3 内曲线低速大扭矩液压马达研究内容：研究内曲线马达低速重载摩擦副的油膜承载特性、界面轮廓形貌设计方法、马达低速稳定性机理等，突破高效率配油系统设计、摩擦副材料及表面功能改性、内凸轮曲线轮廓精密加工等关键技术，开发界面参数评价与测试设备，研制内曲线低速大扭矩液压马达。2.4 航空液压系统高性能密封件研究内容：研究航空液压系统高性能密封件材料与性能评价技术与标准；突破高性能密封-主机系统协同设计、密封件高形状精度与高质量表面加工、可靠性评价等关键技术；搭建极端工况拟实基础试验平台；研发密封件生产过程典型工艺绿色化技术及装备；研制航空作动器、起落架等液压系统高性能密封件。2.5 高速列车传动系统综合试验平台研究内容：突破高速列车轮轨关系模拟、牵引动力能量回馈、实车线路运行工况全参数模拟等技术，研发高速列车传动系统拟实综合试验平台；研究转向架用轴箱轴承、齿轮箱轴承、牵引电机轴承等高铁轴承综合试验方法及评价体系。突破高铁轴承试验大样本数据采集、分析与故障诊断、基于大数据的高铁轴承建模与优化设计等关键技术，模拟实车线路运行工况开展高铁轴承耐久性试验。2.6 高强极薄铜箔制造成套技术研究内容：研究高性能铜箔微纳组织结构与性能关联关系及其调控机理；突破极薄铜箔电沉积、高抗拉高挠曲纳米孪晶组织极薄生箔制备、铜箔超低轮廓高剥离微粗化、硅烷偶联化表面处理、镀液成分监控、铜箔性能检测评价等全流程精准控制关键技术，研制极薄铜箔制造装备，制备极薄高性能铜箔。2.7 大型薄壁铝合金整体构件精确成形技术研究内容：研究大型网格筋薄壁整体构件复合成形原理，突破多级网格筋成形几何连续性、成形精度控制、跨尺度组织性能均匀调控等关键技术，研制测量-规划-成形一体化制造技术与成套装备。2.8 超大规格H型钢高性能热轧成形技术研究内容：构建超大规格H型钢的异形坯连铸、冷却控制、轧制规程、孔型设计等全流程生产工艺模型；突破温度场-应力场-应变场耦合作用的形性一体化调控技术；研制超大规格H型钢的连铸、轧制及精整成套装备。2.9 大尺寸钛合金结构高强韧焊接技术研究内容：研究低熔蚀钛合金焊料原位合成机理，突破大尺寸钛合金结构焊接界面强韧化调控、界面温度自适应调控技术，研制大尺寸钛合金结构高可靠高效焊接装备。2.10 冷冻砂型绿色铸造技术研究内容：研究水基冷冻砂型复合成形机理及宏微尺度精准控制机制、水粘接剂低温喷射渗透和沉积固化多参数耦合机理；突破冷冻砂型浇冒口及浇道优化设计、冷冻砂型加工精度闭环控制及补偿、高温熔体和冷冻砂型界面瞬态热流传导、大温度梯度下凝固组织转变和多尺度协调控制等关键技术；研制数字化冷冻砂型绿色成形装备。2.11 Micro-LED用新型MOCVD技术研究内容：研究新型MOCVD设备的腔体设计、流场结构和外延生长机理，突破加热器温场均匀性提升以及实时调控、LED外延片表面低颗粒度的硬件结构设计等关键技术，开发新型基于模型的温度控制系统、片盒到片盒传输的自动化取放片系统，研制大尺寸衬底上Micro-LED量产的高可靠性MOCVD外延设备。3. 重大装备应用示范3.1 深远海船舶大推力全回转推进器设计制造关键技术与装备研究内容：研究深远海船舶大推力全回转推进器服役性能演变规律与设计方法；突破大推力全回转推进器高精度电液控制、变截面厚壁导流管多能场复合焊接控形控性、大型桨叶加工高表面完整性调控、伞齿轮高性能加工等关键技术；研发大推力全回转推进器高质高效大型导流管焊接、桨叶加工工艺与装备；自主研制大推力全回转推进器。3.2 深水海底钻井系统关键技术与装备研究内容：研究深水海底钻井系统集成设计与布局优化方法，开展深水海底钻井系统总体方案、永磁电动钻具结构创新设计；突破钻井系统海底模块快速安装、下放回收、精准定位、紧急脱离等关键技术；研发深水海底钻井系统集成控制软件，研制深水海底钻井系统装备。3.3 千米竖井硬岩全断面掘进机关键技术与装备研究内容：研究深部地层岩体原位精细化探测与岩性识别方法、大体积硬岩高效机械破碎机理；突破竖井岩石-泥浆 -压缩空气多相流垂直排渣、高效掘进与支护协同等关键技术；开发集中控制的撑靴与悬吊系统、新型破岩刀具与刀盘； 研制千米竖井硬岩全断面掘进机装备。3.4 第三代半导体高性能碳化硅单晶制备和外延工艺及成套装备研究内容：建立大尺寸反应室热力学和动力学模型，突破高温真空低漏率、耐高温耐腐蚀材料及老化特性、中频热场精确控制和扩径生长、膜厚及表面形貌的高精度实时监控等关键技术，研制反应室及加热、大尺寸高效能碳化硅单晶生长、碳化硅高性能外延生长等关键装备，实现6英寸碳化硅单晶生长和外延装备的国产化和批量应用，推动第三代半导体产业发展。

2018年8月16日-17日，wind forum2018全国风电设备状态监测及智能运维技术高峰论坛暨全国无人机风电巡检技术高峰论坛在江苏无锡举行。本届论坛汇集了来自国内外500余位从事风电场运维及设备状态监测等领域的专业人士，共同分享讨论了风电设备状态监测、智能运维的最新技术、产品及解决方案，积极助力风电行业相关理论、技术的展。奥林巴斯盛大出席全国风电设备状态监测及智能运维技术高峰论坛?奥林巴斯盛大出席全国风电设备状态监测及智能运维技术高峰论坛???奥林巴斯盛大出席全国风电设备状态监测及智能运维技术高峰论坛???? 作为国际领先的光学企业，奥林巴斯携全新一代工业内窥镜产品iplex g-lite和iplex nx盛大出席本次论坛，为与会专家展示了应用于风电领域的多种解决方案，以先进的光学科技不断解决风电运维行业痛点。匠心制造 解决风电运维行业痛点 随着近年来我国风电市场的高速发展，在风力发电机组大规模应用的背后，风电运维工作成为摆在国内外专家学者及设备生产企业面前的巨大挑战。据国家能源局统计，2017年新增并网风电装机1503万千瓦，累计并网装机容量达到1.64亿千瓦，到2020年约有11万台风机将出质保期。面对巨大的风电机组维护需求，奥林巴斯推出了全新一代iplex g-lite和iplex nx工业内窥镜产品，并根据风机维护的特点研发出多种解决方案，帮助用户应对风机维护难题。奥林巴斯iplex g-lite工业内窥镜? 在本届论坛中，奥林巴斯展示了iplex g-lite新型工业内窥镜产品，吸引了众多在场专业人士的关注。作为2018年度刚刚引入市场的最新机型，奥林巴斯iplex g-lite工业内窥镜针在便携性、防护性、操控性、图像质量以及功能性上都有了更大的突破，帮助专业人士轻松获得准确的结果。使用奥林巴斯工业内窥镜进行风电电机齿轮箱检查 并且，奥林巴斯iplex g-lite工业内窥镜采用了独有专利设计的防油光学适配器，能够有效减少因油液附着导致的工业内窥镜图像模糊、清洗困难等问题，大幅提高设备的检测效率。并且针对风电设备维护的特殊需求，奥林巴斯推出了iplex g-lite工业内窥镜风电kit方案，搭配最新型的防油镜头、清洁套装、携带套装、导管等设备，帮助用户完成风电齿轮箱等内部空间狭小的检测任务。从细微之处出发 保障生产安全 由于风电设备检测工作大部分会在黑暗空间极大的齿轮箱中进行，因此用户更加青睐能够提供明亮且清晰图像的工业内窥镜产品，从而更加准确地检测设备内部的细微缺陷。位于展区内部的奥林巴斯iplex nx系列工业内窥镜，向在场专家展示了高画质图像、扩展的测量能力以及优化的检查操作，帮助专业人士在检查过程中的每一步都可以取得最佳效果。奥林巴斯iplex nx工业内窥镜 奥林巴斯iplex nx系列工业内窥镜拥有超广角立体测量功能，能够帮助监测人员进行精确的3d测量。并且，针对不同的操作环境，奥林巴斯iplex nx工业内窥镜可以将触摸屏显示器搭配设置成不同的放置模式，为风电设备检测人员提供轻巧便携的操作控制。奥林巴斯工业内窥镜产品，改变了以往检测人员必须亲自靠近设备才能够进行检测操作的往日情景，从细微之处保障生产安全，守护美丽生命。于所未见之处 守卫安心生活 “于所未见之处，守卫人类的安心生活”，正是奥林巴斯守护美丽生命的责任和决心。从20世纪八十年代奥林巴斯工业内窥镜事业进入中国开始，奥林巴斯植根于中国市场，积极洞察不同行业的根本需求，通过优秀的技术服务、积极参与行业标准制定、重视人才培养，积极推动行业与社会的持续发展。 未来，奥林巴斯将会继续为中国风电运维行业推出更多专业、可靠的工业检测设备，用先进的光学技术守护人们的安心生活，践行“实现世界人民健康、安心和幸福生活”的企业使命。-END-

试着想象一下这样的场景，如果世界上没电了怎么办？这场景简直没法想象。电已经成为了我们这个繁华的世界最赖以生存的源泉，无论是生活还是工业发展，电都无处不在地显示出它的关键地位，小到一个闹钟，大到轮船的发动都需要电的参与，没有了电，我想，整个世界都会处于静止的状态，我们的生活都会停滞不前。电给了我们生活的源动力，保障了我们的品质生活，而发电的方式有很多，风能、核能、燃机发电和水发电等，那么你是否知道，是什么保证了发电装置的正常运行？其中，奥林巴斯工业内窥镜品牌对这些发电机组的无损检测功不可没。一、风能发电风力发电最重要的是把风能转化成机械能再转化成电能，在整个能量的转化过程中，风力发电增速机是风力发电机组的“心脏”，而发电机的正常运行有赖于工业内窥镜的精确检测，排除故障。要知道，风能发动机箱体是封闭式包围结构的，布置非常紧凑，齿轮箱结构复杂，各部件关联度也极高高，齿轮箱中若有硬金属颗粒或碎片都可能导致齿轮严重磨损，检测难度非常大。这就得必须应用到奥林巴斯工业内窥镜，GLITE便携内窥镜就能很好地完成风能发动机的检测。奥林巴斯GLITE便携内窥镜，轻巧便携，几乎可携带至任何地方，适合从事挑战性应用的远程视觉检测工具，高清的图像质量和易用性足以完成风能发动机的检测任务。二、核能发电除了风力发电，核能发电也是重要的发电方式。而核电站结构非常复杂，最主要的检测除了核反应堆装置其次就是管道了。核电主要的结构中，是常规岛的蒸汽传输系统和汽轮机系统，各个系统间都需要通过大量管道进行连接，管道的检测必不可少。IPLEX GAir视频内窥镜,采用气动导向技术，能够确保最长30m长距离的操作，并且提供高质量宽视野图像结,能够对复杂管道进行快速高效检查，快速、简便、准确！三、燃机发电和水电在我国，比较主要的发电方式是燃机发电和水电了，但不管是燃发电还是水电发电，其发电的大核心部件都需要定期进行检测。这些大部件部位的老化及磨损，很多难以用肉眼进行判断，都需要用到奥林巴斯工业内窥镜来进行检测。 IPLEX GX/GT视频内窥镜应用很广泛，一件工具适合多种作业。还具有可互换的插入管和光源、8 英寸触摸屏和先进的成像功能，通用性、成像能力强，很适合燃机发电机水电这些大型部件的无损检测。电让我们创造了美好生活，其实发电的方式并不止这几种，但不管哪一种方式，发电方式的背后都有无数设备在支撑着，而无数的设备的正常运行不仅有奥林巴斯工业内窥镜的保障，还有很多各式各样的工具保护者。在我们用电的每一刻的岁月静好，背后总有人为我们负重前行，每个产生电力的背后也总有奥林巴斯工业内窥镜在为我们服务，奥林巴斯，幸福生活的护航者。

内容摘要：未来3年重庆市将重点发展风力发电、轨道交通、输变电、内燃机、仪器仪表、船舶、环保设备、齿轮箱、铸锻和核电装备产业等十大产业，并培育新能源、新材料、化工装备、通用飞机、再制造、数字医疗、工业机器人和农业机械产业等八大新型产业。　　从重庆市经信委获悉，到2012年，重庆市装备制造业将实现销售产值2200亿元，主要经济指标在西部保二争一。为此，未来3年该市将重点发展风电等十大产业，并培育通用飞机等八大新型产业。　　据了解，重点发展的十大产业包括风力发电、轨道交通、输变电、内燃机、仪器仪表、船舶、环保设备、齿轮箱、铸锻和核电装备产业。　　重庆市经信委有关负责人介绍，发展这些产业不仅是为了做大规模，更重要的是培养重庆在这些产业中的核心竞争力。　　重庆市正在培育的八大新型产业包括：新能源、新材料、化工装备、通用飞机、再制造、数字医疗、工业机器人和农业机械产业。　　“通用飞机是国家对空域管制进一步放宽给重庆培育新兴产业带来的机遇。”该负责人说，重庆市将遵循“一机多型，一机多用”发展思路，重点发展轻型民用直升机、农用飞机和小型通用运输机。另外，飞机主副减速箱、控制系统、旋翼桨叶复合材料、铝合金结构件和机身覆盖件等，也是重庆市正在培育的配套产业。　　“再制造”则是对废旧产品高技术维修的产业化。经过再制造的产品，质量和性能可以达到甚至超过新品，成本仅为新品的50%，但节能60%、节约材料70%，符合重庆倡导的低碳发展模式。作为国内汽车、摩托车以及内燃机的重要生产基地，在机床再制造的基础上，加快汽车、摩托车和内燃机再制造进程，意义十分重大。

2011年3月10日，科技部高新司组织专家在北京召开了“十一五”国家科技支撑计划“关键基础件和通用部件”重点项目验收会议。　　该项目围绕国家重大装备和重点工程的需求，以典型关键基础件和通用部件为突破口，开展了轴承、液压与密封件、齿轮传动及机床功能部件等关键技术研究 在典型基础件设计手段与测试软件、快速批量检测与可靠性测试装备、材料处理与制造工艺、标准与规范等共性技术方面取得突破，研制的第三代汽车轮毂轴承、风力发电齿轮箱、轴向柱塞泵等达到了国外同类产品的技术水平，打破了国外垄断。　　项目研究成果实现了不同程度的配套应用，建成基础件试验基地、中试线和生产线共41条。申请国内专利181项，国外专利5项，授权国内专利85项，其中发明专利24项。完成国家标准18项，行业标准5项，企业标准17项。发表科技论文163篇，著作4本。通过项目的实施，提升了基础件行业企业的自主创新能力。

随着全球可持续发展理念深入人心，能源结构转型已成为不可逆转的趋势。作为多个能源细分行业的全球引领者，中国正积极拥抱变革，寻求高质量发展之路。5月20日起，蔡司将举办以“蔡司，质敬明天”为主题的ZEISS Quality Innovation Days中国场线上活动。5月23日将迎来备受瞩目的“蔡司，质敬明天”电力与能源日活动。届时，国际可再生能源机构(IRENA)等知名企业及组织的行业领袖与技术专家将齐聚一堂，围绕风机、储能、汽轮机、光伏四大行业，共同探讨质量控制在解决行业痛点、增强竞争力方面的关键作用。活动将聚焦行业转型与脱碳话题，分享不同企业在面对质量挑战时的成功故事，并展示蔡司针对具体领域推出的创新解决方案。新产品提升涡轮机叶片检测效率高达70%尽管新型能源发展势头迅猛，但目前火力发电仍是中国电力的基石，近年来燃气轮机新增装机规模增长迅速。作为燃气轮机中最重要的零部件，涡轮叶片需要在高温、高压、高速的状态下工作，其外形尺寸、工艺缺陷都将对整个燃气轮机的效率和可靠性产生重要影响，而且其价值较高，对整体成本影响很大。蔡司的燃气轮机及蒸汽轮机叶片翼型检测方案在每个工艺阶段都将带来叶片的良率和检测效率的大幅提升。23日活动直播现场，蔡司产品专家还将为大家介绍一款适用于涡轮叶片的检测设备，检测效率相较同系列其他型号产品提高70%。除了精彩的演讲和展示环节，本次活动还将分享电解槽质量控制的案例。氢能今年首次被写入《政府工作报告》，电解槽作为电解水制氢的核心设备环节而受到高度关注。相信来自同行的经验将成为该领域企业深化业务布局的有益参考。为风电大型化与深远海化提供质量保障中国风电行业经过多年发展，呈现出大型化与深远海化的鲜明特点。风电设备单机容量不断攀升，发电效率显著提升；风电场的触角延伸至更深远的海域，旨在充分利用深海丰富的风能资源。大型化意味着风机叶片、主轴和轴承零部件尺寸都显著增大，加工和检测难度呈指数级增长；深远海的运行环境恶劣，维护成本相比陆上大幅度增加，轴承、齿轮箱等零部件可靠性成为风电行业控制成本的关键。面对这一趋势带来的挑战，蔡司紧密关注风电行业高附加值零部件的质量需求，提供风力发电机主轴承、偏航变桨轴承及齿轮箱等质量解决方案，确保风机在极端环境下的稳定运行。满足储能电池缺陷分析需求新型储能产业链整体围绕锂离子电池展开，中国新型储能市场正处于爆发前夜，储能电池质量是市场健康发展的基础。电池异常不但影响性能，还可能导致安全风险。制造商需要尽早准确清晰地发现对齐度、焊接缺陷、叠片位置、电极破损、壳体尺寸等方面的产品缺陷，提高良率，避免安全风险及延长电池寿命。电芯是关乎电池质量的关键，蔡司通过储能电芯内部缺陷检测解决方案满足行业对电池缺陷分析的需求，帮助制造商提高成品电芯的安全性和性能。为光伏行业降本增效提供工具中国光伏行业长期向好中伴随激烈竞争，提升转换效率的同时降低度电成本是该行业始终追求的目标。影响太阳能电池转化效率的三大核心因素之一是外表处理，在对电池外表处理进行分析时，场发射扫描电镜便成为必要的工具。蔡司为光伏行业提供太阳能电池表面形貌及膜层分析解决方案，助力光伏企业提升竞争力。当前能源结构转型趋势下，蔡司致力于以创新解决方案破解新能源发展中的质量难题。蔡司期待与广大业内人士在线相聚，找到解决现实挑战的“钥匙”，探寻电力与能源行业的高质量发展之道。敬请关注ZEISS Quality Innovation Days中国场线上活动，让我们携手共探“质明天”新篇章！

一、 前言根据自有设备情况选用公司齿轮测量机、三坐标测量机作为数字化设备，分别对双联行星轮对齿精度进行测量。通过分析测量过程及测量结果，对三坐标测量机间接测量法进行改进，即通过对大小齿轮轮廓进行扫描，构造虚拟量棒直径计算对齿角度偏差，并根据这种测量方法编制了三坐标自动测量程序，提高了检测效率及准确性，保证产品的合格率至98%以上。二、实施背景（一）背景近年来，为降低矿山运输行业成本，提高效率，大型工程运输车开始设计生产，其中轮式自卸车比较热门，一直占据市场主导地位。当前，全球每年轮式自卸车销售额高达100亿美元以上，并且连续6年保持30%的增长率，足以说明一个新兴品类正在崛起。（二）现状轮式自卸车电动轮组成的主要部件为双联行星轮。行星齿轮传动与普通齿轮传动相比，具有重量轻、体积小、传递功率大、结构紧凑、承载能力高等一系列优点，在工业领域应用广泛。在行星传动的各种型式中,NW、NN及WW三种型式的行星齿轮为双联齿轮，当前国内研制和承接的轮边减速器产品中，NW型双联行星轮组的制造工艺难度系数最大。目前，只有GE、西门子等极少数国际大公司具备制造高品质双联行星轮组的能力，形成市场垄断，利润高达500%。最近几年，国内研制了多种双联行星轮组对，但制造过程复杂，工艺和产线瓶颈较多。大多数公司只能选择自行配对组装，但却无法满足与客户整机零件的互换，与行业中成熟产品存在较大差距，产品的销价差别也很大。 （三）实施的紧迫性目前，中车戚墅堰所已涉及共计6款双联行星轮的研制，双联行星轮不仅可以作为零部件安装在总成上，还可以作为成品进行销售。通常双联行星轮需要经过热套、精磨轴承档、磨齿修正三个工序，每个工序都要检测对齿精度，只有保证每次检测的稳定和效率，才能使成品的对齿精度控制在顺逆30秒以内。为攻克目前产品中对齿精度检测的难点，本文对轮边减速器中的行星轮组对齿精度的相关工艺及检测要求进行了讨论分析，助力企业有效地提高生产效率，降低质量风险，固化生产周期并降低生产成本。三、测量方法及改进（一）间接测量方案及参数确定1.双联齿轮对齿技术简介行星齿轮机构传动是指二个或三个双联行星齿轮工作时与太阳轮、内齿轮同时啮合而形成的传动系统。双联行星齿轮对齿在技术条件上一般要求上下联的齿或槽中心对正，常用的对齿和测量方法是用插齿刀对齿，用圆柱棒进行偏差测量。2.测量设备配置检测设备配置如下表1所示，三坐标测量机是20世纪60年代发展起来的一种高效率的新型精密测量仪器。它的优点是：(1)通用性强，可实现空间坐标点的测量，方便地测量出各种零件的三维轮廓尺寸和位置精度；(2)测量精度可靠；(3)可方便地进行数据处理和过程控制。因此，它被纳入自动化生产线和柔性加工线中，并成为一个重要的组成部分。齿轮测量机主要用于测量齿轮的轮齿精度，包括齿形、齿向误差、周节累积误差、径向跳动误差等，测量精度高。表1 检测所用设备设备名称型号生产厂家三坐标测量机MMZ G 303020德国蔡司ZEISS齿轮测量机P65德国克林贝格3.测量参数的确定选用1Z057双联行星轮作为测量件，它是由小行星轮和大行星轮组合而成的。(如图1) 图1 1Z057双联行星轮选用三坐标测量机进行对齿精度测量时，首先要确定测量圆柱棒的直径。通过查阅1Z057 双联行星轮的设计蓝图，了解大小行星轮的参数，再根据参数信息计算最佳圆柱棒直径进行测量。为保证测量结果的准确性, 量棒直径不可太大, 也不可太小；若直径太大,与齿廓的接触点有可能超出大径，若直径太小, 则量棒外圆将与槽底接触。以上两种情况都无法得出正确的测量结果。为避免这些情况,选择量棒直径时,应使量棒外圆与齿廓的接触点落在分度圆及其附近的任意位置上,一般在距小径的(1/ 3~ 2/ 3 齿高之间为宜。当量棒外圆与齿廓的接触点落在分度圆上时,可通过公式1得出量棒直径。 公式（1）其中dp是量棒直径，db是分度圆直径，α是齿形角，Z为齿数，对于渐开线标准圆柱齿轮db=mz；小行星轮模数为8.367，齿数为17，齿形角为25度。经计算最佳量棒直径为φ16.771；大行星轮模数为8.175，齿数为72，齿形角为25度。经计算最佳量棒直径为φ15.797。4.间接测量方案根据公式（1）计算结果，我们选用φ16的量棒进行间接测量，测量方法如图2。 图2 测量小行星轮（左）；测量大行星轮（右）先扫描上下两个轴承档连成公共轴线，确定轴线基准。将φ16的量棒卡入齿槽内，用探头确定量棒中心位置，建立坐标系，计算出上下中心的偏移量，得出对齿角度偏差。图3为测量数据报告，根据偏移量的正负值确定顺逆方向。 图3 测量数据5.数据验证选用齿轮测量机进行测量，首先找正双联齿轮的轴承档，输入大小行星轮参数，选择角度测量软件，自动扫描轴承档，确定基准中心线，然后扫描大小行星轮齿槽左右齿面的齿形轮廓和齿向轮廓，确定齿槽中心线，通过软件计算，得到偏转距离，从而得出对齿角度。测量过程如图4，数据报告如图5。 图4 测量小行星轮（左）；测量大行星轮（右）图5 测量数据6.数据对比及测量存在的不足通过量棒间接测量的对齿角度为44秒，而齿轮测量机测量结果为1分05秒。以齿轮测量机测量结果为参考值，两次测量存在21秒偏差，偏差交大。对比两种测量方法，间接测量法以手动操作为主，人为不确定性较大；齿轮测量机通过扫描齿形轮廓和齿向轮廓确定齿槽中心线，得出对齿角度，数据精准性较高，但是起吊、找正及测量时间较长，效率低下，无法满足生产进度。（二）对齿精度检测工艺优化改善间接测量法测量结果偏差较大，特对其进行改进。首先选取小齿轮的上端面作为空转方向，小齿轮上端圆作为圆心，小齿轮两边对齿的中心点作为旋转方向建立初定位坐标系；通过初定位坐标系，三坐标测量机能够快速准确地扫描工件的上下两个轴承档并使其公共轴线成为基准；再通过三坐标测量机运用未知曲线扫描功能对上下齿轮中部（即齿向最高点）的齿槽两边进行扫描，得到2条V形曲线（如图6）。构造与V形曲线相切的两个虚拟圆形，小行星轮选择直径为φ16.771的圆，大行星轮选择直径为φ15.797的圆（如图7）。以轴线作为基准，小行星轮虚拟圆圆心到轴线的连线作为方向基准建立坐标轴。通过计算两个虚拟圆圆心到轴线连线的夹角得出对齿角度。 图6 扫描程序图7 小行星轮拟合圆（左）；大行星轮拟合圆（右）表2 双联行星轮对齿角度数据序号改进前（三坐标）改进后（三坐标）（齿轮仪）方向10’40”0’22”0’20”顺时针20’38”0’18”0’20”顺时针30’42”0’23”0’20”逆时针40’20”0’13”0’10”逆时针50’15”0’36”0’35”逆时针60’40”0’51”0’50”逆时针70’28”0’9”0’12”顺时针80’30”0’13”0’13”顺时针90’5”0’21”0’20”顺时针100’13”0’35”0’35”顺时针110’30”0’15”0’12”顺时针120’28”0’10”0’12”逆时针130’5”0’24”0’20”顺时针140’45”0’24”0’25”顺时针150’5”0’25”0’23”顺时针160’10”0’30”0’29”顺时针170’5”0’20”0’20”顺时针180’30”0’10”0’5”逆时针190’24”0’23”0’25”逆时针200’19”0’40”0’38”顺时针210’28”0’14”0’10”顺时针220’13”0’32”0’30”顺时针230’10”0’30”0’32”顺时针240’40”0’25”0’25”顺时针250’15”0’33”0’30”顺时针260’29”0’22”0’20”逆时针270’42”0’22”0’25”顺时针280’8”0’29”0’28”逆时针290’28”0’16”0’12”逆时针300’40”0’20”0’21”顺时针平均偏差0’16”0’2”表2为30件工件的测量数据，以齿轮仪测量结果作为参考值。对比可见，改进前的数据平均偏差为16”，改进后的数据平均偏差为2”，表明改进后三坐标测量数据的稳定性及精确度都有了进一步提升，与齿轮仪的测量数据偏差较小，满足设计要求，提升测试效率，为双联行星轮的加工提供了强有力的数据支持，也为公司打破垄断走向市场提供了关键的检测技术支持。四、实施效果及意义通过对间接法进行改进优化，三坐标测量机适用于各类型双联行星轮组的对齿精度检测。对齿精度检测工艺的优化，也大大提升了产品合格率，取得了巨大成效，主要有以下4个方面。1.双联行星轮对齿精度合格率达98%；2.双联行星轮制造成本降低10%，产品质量和市场竞争力获得极大提高；3.双联行星轮的检测周期缩短20%，由以前的2天以上缩短至1天；4.双联行星轮可实现90%成品的对齿精度在正负30秒以内，媲美GE、西门子等公司同类产品要求。参考文献[1] 王兰群 张国建.渐开线花键M值得测量及量棒直径的选择 2005.9.1[2] 张志宏 张和平 双联行星齿轮模拟装配 2005.8.26[3] 郭海风 张丽 双联行星齿轮对齿技术 1994.1.1本文作者：中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司计量检测工程师 蒋瑞骐

标志着重庆市质量领域“含金量”最高的奖项———首届市长质量管理奖，昨日在重庆市委小礼堂举行颁奖仪式。重庆市长黄奇帆出席颁奖大会，长安汽车、重庆齿轮箱、力帆集团、西南铝业、庆铃汽车五家企业获此殊荣。　　质量兴市　　黄奇帆提出五大要求　　黄奇帆先以“全球视野”高度评价“质量”的意义。他说，质量始终与一个国家和地区的工业化相伴相随，是经济社会发展的“生命线”。德国和日本在战后能成为经济强国，靠的就是产品质量过硬。重庆能成长为“中国汽车名城”和“摩托车之都”，靠的就是长安、力帆等品牌企业的强力支撑。重庆要建设国家中心城市，质量工作一定要放在突出的战略位置。黄奇帆为“质量兴市”，提出五大要求：　　一是构筑品牌大市。必须要尽快形成一批拥有自主知识产权的知名品牌和优势企业。黄奇帆对此充满信心，他认为我市的混动汽车、超声聚焦刀、西南铝精密铝材技术全球领先，再加上惠普、富士康、广达等国际巨头云集，能够成就一批品牌群。　　二是构筑标准大市。各级职能部门要鼓励企业制订修订一批行业标准、国家标准和国际标准，以西永微电园、保税港区等园区为载体，打造一批示范区，占据“微笑曲线”的高端。　　三是构建检测高地，目前重庆已争取到了8个国家级检测中心。我市已争取到惠普公司设立亚太地区检测中心。开发软件是最简单的，厉害点的属于开发系统软件，而最厉害的要属对系统软件的检测。惠普在我市设立的检测中心，可以对全亚太地区，惠普分支机构开发出来的用于各行业的系统软件，进行检测。　　四是加强质量管理。要完善企业质量诚信体系，让企业成为重庆“耿介守信”的代言人。　　五是强化质量服务，营造公平环境。对假冒伪劣一定要依法严打，同时让重庆成为守法诚信者的“肥田沃土”。　　五家企业　　是全市企业学习标兵　　颁奖大会上，长安汽车、重庆齿轮箱、力帆集团、西南铝业、庆铃汽车五家企业成为我市企业的佼佼者，获得首届市长质量管理奖，每家企业获得市财政支付的50万元奖金，总计250万元。　　市质监局局长张宗清表示，这五家企业获奖各有“优点”：有的是坚持质量先行，有的是健全大质量体系。五家企业作为渝企的代表，在国内和国际市场上脱颖而出，特别是在抗金融危机中成绩不错。据了解，这五家企业的工业总产值占全市的8%，利税占6.5%。　　出席颁奖大会的国家质检总局总工程师张纲介绍，重庆市制造业质量竞争力指数在全国排名第七，位居西部第一，希望重庆全面推进质量兴市战略，努力提升质量总体水平。　　退出机制　　得奖企业并非终身的　　记者从市质监局了解到，重庆市长质量管理奖不是“终身的”，得奖企业也并非“一劳永逸”。该奖有良好的退出机制，是年度奖。　　昨日，重庆市长质量管理奖颁奖大会召开。获奖企业代表上台领奖并与重庆市领导合影。

风力发电是目前可再生能源中技术最成熟、最具有规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。因为技术性强，因此风力发电站的各个设备都价格高昂。长期受高温和突变的恶劣天气条件影响的设备零部件，很可能出现磨损故障，一旦故障发生，就可能引发代价高昂的停机或恶性事故，因此预防性维护和定期检查至关重要。风电场的检查昂贵又耗时而且很难接近机械和电气系统比如风力涡轮机部件位于高处或密闭空间内或被封锁、隔离因此要选择相对应的合适工具风电场设施检验的各个过程中FLIR都有与之相对应的产品可选择一起跟随小菲来挑挑合适的检查工具吧~风力涡轮机部件风力涡轮机是一种机械机器，作为风力发电的主要设备，它将风能的动能转化为机械旋转能，受恶劣环境的影响，风力涡轮机部件容易磨损并因此发生故障，因此需要定时选择不同的检测设备，对各个部件进行检查。★ 转轴系统 可以选择FLIR VS290-32红外视频内窥镜，维护人员可以查看狭小的轴承外壳内部、寻找过热迹象。★ 风力涡轮机发电机 风力涡轮机的复杂系统可能包含整流子、滑环、线圈、冷却系统等，使用FLIR Si124声像仪可以提前检测出故障，而FLIR T1K热像仪和FLIR数字万用表可用在验证机械和电气部件的健康状况。最后，相位旋转测试仪等测试工具可以确保三相电源安装无误、功能正常。FLIR热像仪对风电设备整体和局部的检测热图像★ 偏航（机舱方向）系统 偏航系统涉及轴承、制动器、制动钳和活塞，所有这些都可能过热。因此可以选择FLIR A50/A70固定智能红外传感器持续进行监测，即可获得故障预警。那么机械/液压仰俯系统、风速计、齿轮箱、齿轮箱的冷却系统等设备的检测该如何选择合适的工具呢？联系我们，获取“风力发电整体维护白皮书”发电输送设备风力发电后，要将电能输送到千家万户，在输送的过程中，承载电力的各个设备该如何保证不出故障呢？★ 箱式变压器 可以选择FLIR Exx手持式红外热像仪进行定期温度检测，有助于轻松地检查并监测每个变压器外表的温度分布，轻松找到隐藏的电气故障和机械磨损迹象，以便立即开始维修。★ 变电站 变电站包含了风力发电场中最典型的设备，包括变压器、断路器、开关和继电器等。选择FLIR T1K高清红外热像仪进行电气检查，远处和近距离的设备零部件均能看清状况。同时使用FLIR GF306光学气体成像热像仪检查SF6绝缘气体的泄漏情况，即可维持设备持续运转、确保风力发电场操作人员符合设备安全管理条例。那么输电过程中的MV断路器、输电线路等，要选择哪款FLIR产品检测呢？下载“风力发电整体维护白皮书”，寻找答案吧~风力发电厂的防护风力发电厂时刻面临着安全漏洞、环境危害、资产故障和财务损失等挑战。因此可以选择FLIR A500Ff/A700f高级智能传感器全天候不间断地进行状态监测、周边环境安全管理等，可帮助电力公司保护资产、提高安全性、最大限度地延长正常运行时间并最小化维护成本。在风电场设施检验的过程中，选择Teledyne FLIR产品，搭配强大的软件套件、智能巡检功能插件和云存储，FLIR可帮助您显著提高工作效率和生产率。如何选择最合适自己的检测工具呢？联系我们，下载“风力发电整体维护白皮书”，数十种FLIR产品供您选择哦~