數(shù)控刀具幾何量測(cè)量技術(shù)進(jìn)展

具有高性能、高精度、高可靠性及專業(yè)化的數(shù)控刀具在現(xiàn)代切削加工技術(shù)上的重要性，已成為機(jī)械制造業(yè)界的共識(shí)?！袄麧?rùn)出在刀尖上”成為不爭(zhēng)的事實(shí)。而數(shù)控刀具測(cè)量技術(shù)在數(shù)控刀具制造和使用中的重要性，也隨之逐漸得到人們更為清晰的認(rèn)同和密切的關(guān)注——“測(cè)量也是生產(chǎn)力”在制造信息化時(shí)代進(jìn)一步得到驗(yàn)證體現(xiàn)。隨著對(duì)于現(xiàn)代先進(jìn)切削理論和加工技術(shù)的不斷探索、實(shí)踐和發(fā)展，人們對(duì)數(shù)控刀具幾何量測(cè)量的研究探索和技術(shù)的開發(fā)實(shí)踐也在不斷深化、擴(kuò)展和創(chuàng)新，以滿足日新月異機(jī)械加工制造業(yè)的更高要求。“械制造2025”為我國(guó)機(jī)械制造業(yè)指明了“數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化”的發(fā)展方向和目標(biāo)，這同樣也是我國(guó)數(shù)控刀具測(cè)量技術(shù)的發(fā)展方向和道路。本文對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外在數(shù)控刀具測(cè)量領(lǐng)域內(nèi)所取得的進(jìn)展與成果進(jìn)行總結(jié)。

數(shù)控刀具幾何量的測(cè)量要素/參數(shù)及評(píng)定指標(biāo)不斷擴(kuò)展、深化，測(cè)量精確度、細(xì)微化和整體性進(jìn)一步提升

就數(shù)控刀具幾何量要素/參數(shù)測(cè)量技術(shù)而言，近年來(lái)在不斷提高測(cè)量精度、推進(jìn)實(shí)時(shí)在線全數(shù)測(cè)量、實(shí)現(xiàn)非接觸高效化三維測(cè)量、網(wǎng)絡(luò)化測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理分析的同時(shí)，已經(jīng)從宏觀幾何尺度測(cè)量領(lǐng)域向微觀幾何尺度測(cè)量領(lǐng)域擴(kuò)展和深化。也就是說(shuō)從傳統(tǒng)的切削刀具幾何量宏觀尺度領(lǐng)域、與數(shù)控刀具切削性能基本特性直接相關(guān)聯(lián)的、數(shù)控刀具幾何尺寸和形狀位置參數(shù)的“宏觀精度”測(cè)量，向切削刀具幾何量微觀尺度領(lǐng)域、與數(shù)控刀具切削壽命、可靠性等使用性能密切相關(guān)的、數(shù)控刀具微觀幾何形貌和結(jié)構(gòu)特征參數(shù)的“微觀形貌”測(cè)量擴(kuò)展深化。對(duì)具體測(cè)量參數(shù)而言，前者往往是對(duì)刀具上特定幾何特征點(diǎn)/位置的測(cè)量，其測(cè)量結(jié)果通常為確定的單一數(shù)值（如刀具的各種切削角度、直徑長(zhǎng)度、夾持定位基準(zhǔn)垂直度等的測(cè)量）；而后者往往是對(duì)隨機(jī)選定的點(diǎn)位/局部區(qū)域的測(cè)量，其測(cè)量結(jié)果更具有統(tǒng)計(jì)數(shù)值表征的意義（如刀具切削刃口形貌、刃口鈍化形狀、刃口鈍化半徑大小、刃區(qū)微織構(gòu)形貌及三維刃口表面粗糙度等的測(cè)量，

哈工大很早就對(duì)超精密切削刀具，尤其是超精密金剛石刀具的刃區(qū)/刃口微觀幾何形狀和形貌進(jìn)行過(guò)長(zhǎng)期深入、持續(xù)的研究，在切削刃微觀幾何參數(shù)的定義、評(píng)定以及測(cè)量方法等領(lǐng)域都做出了開創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。

數(shù)控刀具測(cè)量對(duì)象，由“個(gè)體、局部”向整體化、系統(tǒng)化、綜合化擴(kuò)展

(1)數(shù)控刀具/刀片的三維幾何量測(cè)量

數(shù)控刀具/刀片的幾何量測(cè)量，經(jīng)歷了從1維、2維測(cè)量向3維實(shí)體掃描測(cè)量的發(fā)展歷程，從而使數(shù)控刀具/刀片個(gè)體測(cè)量與質(zhì)量評(píng)價(jià)的完整性和精確度得到了很大的提升和強(qiáng)化。

值得提出的是在數(shù)控刀片輪廓形狀的三維測(cè)量上，哈理工于2001-2003年與哈量合作，成功開發(fā)出了我國(guó)首臺(tái)數(shù)字化三維輪廓檢測(cè)儀及相應(yīng)軟件（見圖3），用于數(shù)控刀片切屑成形理論、斷屑機(jī)理和斷屑槽型的研究和開發(fā)中。（哈理工“切屑成形及斷屑機(jī)理”相關(guān)科研成果曾榮獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)）

(2)數(shù)控刀具的幾何量測(cè)量，從刀具個(gè)體的“單件”測(cè)量向刀具切削組合系統(tǒng)的“系統(tǒng)”測(cè)量擴(kuò)展；從刀具/刀片的單項(xiàng)幾何精度，走向刀具-軸切削系統(tǒng)的綜合幾何精度測(cè)量擴(kuò)展

數(shù)控刀具的測(cè)量對(duì)象，從傳統(tǒng)的、以單個(gè)數(shù)控刀具/刀片幾何尺寸精度測(cè)量為主，進(jìn)展到對(duì)用于安裝有不重磨數(shù)控刀片的、復(fù)雜刀體的精確幾何量測(cè)量，最終發(fā)展到向包括定位、預(yù)調(diào)、裝夾精度在內(nèi)的、整體式/裝配式數(shù)控刀具的整體綜合精度的精確測(cè)量。

考慮到為適應(yīng)高速高效高精度高性能切削的要求，近年來(lái)除了重視對(duì)數(shù)控刀具的測(cè)量，人們特別關(guān)注夾持刀具連接機(jī)床主軸的工具系統(tǒng)的幾何量精度檢測(cè)。以德國(guó)德寶測(cè)量系列量具量?jī)x為典型的國(guó)外儀器等都常見諸于市場(chǎng)；國(guó)內(nèi)則有成都工具研究所、哈量及江蘇理工大學(xué)等單位在這方面也做了不少研究與開發(fā)工作。圖4左上為江蘇大學(xué)近二年成功研制的數(shù)控工具系統(tǒng)及刀柄檢測(cè)儀器，該產(chǎn)品可檢測(cè)HSK63、HSK100等不同規(guī)格刀柄的錐體大端直徑、小端直徑，特別是還能檢測(cè)刀柄30°夾緊斜面位置尺寸、卸刀面位置尺寸等多種參數(shù)，其測(cè)量結(jié)果可供統(tǒng)計(jì)分析，受到市場(chǎng)關(guān)注和歡迎。

近年來(lái)人們將測(cè)量范圍擴(kuò)展，更加注重針對(duì)由數(shù)控機(jī)床軸（刀具安裝錐孔-端面）、工具系統(tǒng)及數(shù)控刀具所構(gòu)建而成的、精確定位夾緊聯(lián)結(jié)在一起的、機(jī)床軸-工具系統(tǒng)-刀具組合體的測(cè)量（簡(jiǎn)稱為“刀具-軸切削系統(tǒng)”或“刀具-軸系統(tǒng)”）。將該“刀具-軸系統(tǒng)”視為一個(gè)整體測(cè)量對(duì)象來(lái)考慮，對(duì)各個(gè)組件的單項(xiàng)幾何量參數(shù)精度和組合體整體的綜合幾何量參數(shù)精度分別進(jìn)行精確測(cè)量，即對(duì)影響到刀具軸組合體連接性能（如連接強(qiáng)度、連接精度）、系統(tǒng)綜合機(jī)械強(qiáng)度、配合質(zhì)量狀態(tài)和定位精度等使用性能指標(biāo)相關(guān)的幾何尺寸、形位公差以及綜合精度等各項(xiàng)幾何量要素/參數(shù)都進(jìn)行測(cè)量、分析與判定。值得提出的是，隨著過(guò)定位雙面接觸夾緊工具系統(tǒng)的廣泛普及，以及由多種形狀復(fù)雜的、高精度-可靠性-一致性的不重磨刀片、形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高精度刀體及高強(qiáng)度緊固螺釘?shù)秹|等連接件組成的、復(fù)雜型面成型專用數(shù)控刀具的大量推廣應(yīng)用，大大提升了對(duì)數(shù)控刀具裝夾組合件“刀具-軸系統(tǒng)”的各相關(guān)配合和綜合尺寸靜態(tài)和動(dòng)態(tài)精度測(cè)量的難度和迫切性

總之，就現(xiàn)階段而論數(shù)控刀具幾何量的測(cè)量范疇至少應(yīng)包括：數(shù)控刀具/刀片切削幾何要素參數(shù)的測(cè)量，刀片/刀體/刀柄/刀具系統(tǒng)的定位裝夾幾何要素參數(shù)的測(cè)量，刃口微觀切削幾何要素參數(shù)的測(cè)量，刀具切削工作區(qū)（前面、切削刃、后面等）微觀形貌幾何量參數(shù)的測(cè)量、數(shù)控刀具及“刀具系統(tǒng)”綜合幾何量/參數(shù)測(cè)量等所涉及的五個(gè)范疇。這些測(cè)量領(lǐng)域近年來(lái)都得到了較快發(fā)展。

與之相適應(yīng)的是，數(shù)控刀具切削過(guò)程中的在線在機(jī)“刀具-軸切削系統(tǒng)”綜合精度幾何量測(cè)量也得到快速發(fā)展。測(cè)量傳感器原理有激光、紅外、平行光源或聚焦點(diǎn)測(cè)量，形式特點(diǎn)各異，性能也略有差異。但迄今在這個(gè)領(lǐng)域尚未見到國(guó)產(chǎn)的。

當(dāng)今數(shù)控刀具測(cè)量?jī)x器的發(fā)展，令人耳目一新。由通用化向?qū)I(yè)化發(fā)展，從采用傳統(tǒng)的通用機(jī)械光學(xué)精密儀器對(duì)刀具的測(cè)量（如光學(xué)萬(wàn)能工具顯微鏡、投影儀等），發(fā)展到如今專用的、機(jī)光電計(jì)算機(jī)技術(shù)集成一體的數(shù)控刀具測(cè)量?jī)x器（如數(shù)控刀具調(diào)整測(cè)量?jī)x即對(duì)刀儀等）。機(jī)械手/機(jī)器人已經(jīng)用于刀具制造的生產(chǎn)和檢測(cè)工序中，由于在機(jī)械手或機(jī)器人手臂上安裝了檢測(cè)傳感器，因此不但可以完成被檢測(cè)刀片/刀具工件的上下料，還升級(jí)成為自動(dòng)化檢測(cè)機(jī)器人或檢測(cè)儀器。它將融入數(shù)控刀具生產(chǎn)線，成為生產(chǎn)制造過(guò)程不可或缺的組成部分（見圖7）。英國(guó) Renishaw 觸發(fā)式側(cè)頭在國(guó)外數(shù)控刀具磨床加工中早就得到了普及應(yīng)用，成為機(jī)床標(biāo)配附件。

（1）數(shù)控刀具測(cè)量信息的集成融合，以實(shí)現(xiàn)數(shù)控刀具制造過(guò)程的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)程診斷，構(gòu)建數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)控刀具集成測(cè)量系統(tǒng)。

數(shù)控刀具/刀片制造過(guò)程的測(cè)量技術(shù)/儀器，由遠(yuǎn)離一線、實(shí)施“抽樣”、“被動(dòng)”質(zhì)量判定。如由在傳統(tǒng)的計(jì)量室/站，用測(cè)量?jī)x器對(duì)數(shù)控刀具抽樣檢測(cè)判定質(zhì)量合格與否的離線測(cè)量，發(fā)展到在刀具生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)/在機(jī)/在線的、以非接觸式、工業(yè)視覺(jué)/圖像數(shù)字化測(cè)量技術(shù)、虛擬或?qū)嶓w化數(shù)控測(cè)量?jī)x器為主的、數(shù)控刀具/刀片百分之百的全數(shù)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)制造過(guò)程的“主動(dòng)”監(jiān)測(cè)控制，對(duì)批量測(cè)試結(jié)果實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析，及時(shí)有效進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定比對(duì)與故障診斷。我國(guó)數(shù)控刀具最大的生產(chǎn)廠商株洲鉆石近年和高校合作，成功開發(fā)了硬質(zhì)合金刀片自動(dòng)檢測(cè)分選機(jī)。該儀器已在車間現(xiàn)場(chǎng)工作并融入生產(chǎn)工序。它采用了機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)，在機(jī)械手的協(xié)助下對(duì)批量生產(chǎn)的各種硬質(zhì)合金刀片進(jìn)行100%的檢測(cè)和自動(dòng)分組分級(jí)，大大提高了刀片質(zhì)量檢測(cè)的效率和準(zhǔn)確性。廈門大學(xué)等院校曾為加工硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片、配有機(jī)械手自動(dòng)上下料的數(shù)控工具磨床開發(fā)了一種在線、非接觸式機(jī)器視覺(jué)測(cè)量技術(shù)，對(duì)刀片毛坯裝夾后進(jìn)行中心定位與尺寸檢測(cè)。根據(jù)所測(cè)參數(shù)實(shí)際數(shù)據(jù)計(jì)算得到實(shí)際加工余量，實(shí)現(xiàn)了數(shù)控刀片的高效高精度磨削加工

（2）融合集成數(shù)控刀具制造全過(guò)程所有測(cè)量?jī)x器系統(tǒng)和測(cè)量數(shù)據(jù)，構(gòu)建一個(gè)智能化數(shù)控刀具制造測(cè)量平臺(tái)；在此基礎(chǔ)上，測(cè)量平臺(tái)和制造平臺(tái)（包括硬件和軟件）互相集成融合，特別是數(shù)控刀具測(cè)量信息和數(shù)控刀具制造信息的融合，構(gòu)建了一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化的數(shù)控刀具閉環(huán)制造系統(tǒng)。

從傳統(tǒng)的單機(jī)/單參數(shù)的刀具測(cè)量?jī)x器“孤島”，發(fā)展到現(xiàn)今通過(guò)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化而構(gòu)建數(shù)控刀具制造全過(guò)程的智能化數(shù)控刀具測(cè)量系統(tǒng)平臺(tái)；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化（包含局域網(wǎng)），實(shí)施數(shù)控刀具制造過(guò)程的遠(yuǎn)程故障診斷、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制，實(shí)現(xiàn)“少?gòu)U品、無(wú)廢品制造”；集成機(jī)器人或機(jī)器測(cè)量人，構(gòu)建數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的數(shù)控刀具閉環(huán)制造系統(tǒng)（見圖9）。國(guó)內(nèi)哈量集團(tuán)和中大創(chuàng)遠(yuǎn)在2015北京機(jī)床展覽會(huì)上首次分別亮相了他們的弧錐齒輪數(shù)控刀具/刀盤閉環(huán)制造系統(tǒng)。

（3）數(shù)控刀具信息和切削加工制造系統(tǒng)信息的融合集成，構(gòu)建“基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化切削加工制造系統(tǒng)”。

可以看出，數(shù)控刀具測(cè)量技術(shù)的發(fā)展和機(jī)械制造業(yè)具量?jī)x測(cè)量技術(shù)的發(fā)展是一脈相承的，但同時(shí)它也具有其鮮明的特色：對(duì)于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)切削加工過(guò)程中，數(shù)控刀具的宏觀/微觀刀具幾何量的在機(jī)在線實(shí)時(shí)檢測(cè)監(jiān)控測(cè)量技術(shù)的發(fā)展更為重要。西安交大機(jī)械學(xué)院為無(wú)錫油嘴油泵研究所開發(fā)的、包含車磨鉆等切削加工工藝在內(nèi)的、基于物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)械加工數(shù)字化檢測(cè)平臺(tái)/質(zhì)量管控系統(tǒng)，為推動(dòng)機(jī)械制造行業(yè)的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化制造做出開拓性的探索與實(shí)踐，取得了可喜成果

數(shù)控刀具幾何量測(cè)量技術(shù)與儀器實(shí)例簡(jiǎn)介

（1）數(shù)控刀具切削刃區(qū)三維微觀幾何形貌的測(cè)量

數(shù)控刀具微觀三維形貌的測(cè)量，一直受到刀具制造廠商和科研院所的重視。前文所提及的哈理工和哈量于本世紀(jì)初聯(lián)合開發(fā)的三維表面粗糙度輪廓測(cè)量?jī)x，就是為了滿足當(dāng)時(shí)在探索高速高效切削技術(shù)過(guò)程中，人們?cè)谘芯繑?shù)控刀具/刀片切削刃區(qū)表面微觀形貌和斷屑槽型對(duì)切削過(guò)程和切屑形成機(jī)理的影響和作用時(shí)，而提出的測(cè)量?jī)x器需求（見圖1、圖3）。由于能對(duì)刀具刃口進(jìn)行快速細(xì)微掃描三維檢測(cè)，光電非接觸式探測(cè)技術(shù)近年也獲得新發(fā)展。

德國(guó)GFM公司采用相位測(cè)量線紋邊緣投影法可即時(shí)提供被測(cè)工件表面形貌的精確高度值，而與工件的對(duì)比度無(wú)關(guān)；借助于單一短線紋序列對(duì)整個(gè)高度范圍內(nèi)實(shí)施測(cè)量，而不需要垂直高度掃描。其工作原理見圖11左。儀器在一次測(cè)量中能獲取30萬(wàn)-5百萬(wàn)個(gè)像素，抓取到一個(gè)相當(dāng)大高度范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。借助相位測(cè)量，線紋邊緣位置測(cè)量精度高于線寬的1%，從而它的高度分辨力通常至少要好于10倍的相機(jī)分辨力。其表面參數(shù)平均值（如用于平面度測(cè)量）的測(cè)量精度甚至比這還要好若干倍。由德州儀器公司開發(fā)的數(shù)字式微鏡顯示器（DLP）構(gòu)成的線紋邊緣模塊投影（由200萬(wàn)個(gè)DLP集成）有極好精密度

考慮到傳統(tǒng)接觸式測(cè)頭雖然是一種有效的測(cè)量手段，但是在測(cè)量微型零件和切削刀具時(shí)存在較大的局限性：探針的針尖圓弧半徑較大，有時(shí)可能無(wú)法測(cè)出非常精細(xì)的表面結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果失真。此外，在測(cè)量一些復(fù)雜形狀（如刀具切削刃）時(shí)，由于探針的針尖很容易滑落，因此往往無(wú)法對(duì)工件邊緣進(jìn)行測(cè)量。

奧地利Alicona公司開發(fā)了Infinite Focus Real3D（無(wú)限聚焦實(shí)體三維）光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，采用白光和無(wú)限聚焦的工作原理，借助于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的聚焦裝置，使軟件控制焦平面的改變以及最佳照明，從而得到若干多個(gè)高質(zhì)量聚焦圖像。新的快速圖像處理算法能保證得到最佳聚焦圖像的高銳化度，以便用于精密測(cè)量工件的形狀、表面粗糙度和輪廓。筆者以為該測(cè)量系統(tǒng)的工作原理類同于圖10右示的白光共焦顯微鏡的工作原理，即它是一臺(tái)變焦測(cè)量?jī)x器，該全新該無(wú)限聚焦系統(tǒng)能使我們獲得并計(jì)算出任意聚焦深度上的高銳化度、高品質(zhì)的一疊二維圖像，利用相關(guān)軟件和計(jì)算方法，集成融合而為一個(gè)被測(cè)物體的真實(shí)三維圖像。與傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡相比較，它可獲得圖像的聚焦深度增大了1000倍，從而實(shí)現(xiàn)可視化及分析。該系統(tǒng)集三維表面測(cè)量裝置和微型坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的功能于一身，實(shí)現(xiàn)了對(duì)大測(cè)量空間和復(fù)雜結(jié)構(gòu)表面（或粗糙表面）的高精度測(cè)量（縱向分辨率可達(dá)10nm，橫向分辨率可達(dá)400nm）。這意味著只需用一臺(tái)儀器就能完成對(duì)工件形狀和表面粗糙度的測(cè)量。

Infinite Focus系統(tǒng)的完整形狀光學(xué)三維測(cè)量功能主要是基于其變焦（Focus-Variation）技術(shù)，該技術(shù)利用垂直掃描光學(xué)系統(tǒng)較小的焦深來(lái)提供形貌和色彩信息。與其他光學(xué)測(cè)量技術(shù)相比，該系統(tǒng)有兩個(gè)特點(diǎn)：①其測(cè)量方法并不局限于同軸照明或其它特定的照明方式，可以對(duì)最大可測(cè)傾角（約為90°）進(jìn)行測(cè)量；②對(duì)每個(gè)測(cè)量點(diǎn)可提供真實(shí)彩色顯示的測(cè)量信息，而一次測(cè)量的測(cè)量點(diǎn)可超過(guò)1億個(gè)。此外，Infinite Focus系統(tǒng)可以配備一個(gè)三維旋轉(zhuǎn)裝置，從而能對(duì)一些圓形工件（如立銑刀和鉆頭）進(jìn)行360°全方位測(cè)量（見圖2）。該功能是基于一種先進(jìn)的三維數(shù)據(jù)合成技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該技術(shù)能將從各個(gè)不同位置測(cè)得的測(cè)量結(jié)果自動(dòng)整合為一組完整的三維數(shù)據(jù)?！癛eal3D”技術(shù)可從不同的角度對(duì)同一把刀具進(jìn)行可視化測(cè)量，它可以測(cè)量其輪廓、尺寸差和形狀。這項(xiàng)完整形狀光學(xué)三維測(cè)量技術(shù)對(duì)刀具制造商提高刀具（如微型鉆頭）使用壽命有很大的幫助。刀具制造商可以借助該技術(shù)精確地檢測(cè)刀具磨損情況。由于可以檢測(cè)一個(gè)三維物體的幾乎所有形貌，從而能更好地了解工藝性能，有助于優(yōu)化制造工藝，以較小的誤差預(yù)算達(dá)到公差要求。在質(zhì)量控制方面，該測(cè)量技術(shù)可以集成到生產(chǎn)流程中，在將工件送到坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上進(jìn)行終檢之前確保其加工精度。

（2）數(shù)控刀具/刀片制造過(guò)程中在機(jī)/在線100%全數(shù)自動(dòng)化測(cè)量

號(hào)稱專用精密測(cè)量?jī)x器與試驗(yàn)機(jī)制造領(lǐng)域的歐洲引領(lǐng)者，德國(guó)BLUM-NOVOTEST公司下設(shè)有三個(gè)開發(fā)部：測(cè)量部件部主要開發(fā)生產(chǎn)用于數(shù)控機(jī)床的質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)與產(chǎn)品，如觸發(fā)式測(cè)頭（不同于雷尼紹三叉結(jié)構(gòu)，而是多齒盤設(shè)計(jì)）、機(jī)床上用激光測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)刀具及復(fù)雜零件的裝調(diào)可實(shí)施在機(jī)撿測(cè)監(jiān)控（見圖6）。測(cè)量?jī)x器部為滿足用戶不同需求而提供先進(jìn)可靠的方案，解決各種尺寸和幾何量測(cè)量問(wèn)題，如汽車工業(yè)中的重要零部件的檢測(cè)專用儀器。其第三個(gè)開發(fā)部門為試驗(yàn)機(jī)分部，主要為汽車、飛機(jī)工業(yè)等開發(fā)研制用于上述行業(yè)中產(chǎn)品/部件的性能試驗(yàn)機(jī)、壽命試驗(yàn)機(jī)等，并和用戶廠商合作，設(shè)法將檢測(cè)試驗(yàn)儀器融入集成到客戶的生產(chǎn)線中。值得介紹的是該公司開發(fā)的、用于數(shù)控刀片成品檢測(cè)和分選分類的自動(dòng)化檢測(cè)儀器“BMK3數(shù)控刀片自動(dòng)檢測(cè)分選機(jī)”

該儀器操作可分為7個(gè)步驟，包括對(duì)批量不重磨數(shù)控刀片分別進(jìn)行自動(dòng)位置識(shí)別、抓取、傳送、檢測(cè)與分類等等工序。儀器采用了真空吸取夾持器的并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)械手快速抓取移動(dòng)、傳送分類被檢測(cè)硬質(zhì)合金刀片。專用相機(jī)辨認(rèn)識(shí)別刀片形狀位置；在同一臺(tái)儀器的測(cè)量工位上，用機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)刀片的缺陷及關(guān)鍵尺寸參數(shù)精度進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量并分類。不合格、一等、二等至五等不同級(jí)別的刀片由同一并聯(lián)機(jī)械手自動(dòng)、快速、準(zhǔn)確地放入不同包裝盒中，完成檢測(cè)及質(zhì)量分等。

（3）基于物聯(lián)網(wǎng)的金屬切削加工制造網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)

著名的數(shù)控刀具及裝備制造商Walter公司于2012年就已經(jīng)與軟件開發(fā)公司Comara合作，著手共同開發(fā)一個(gè)適應(yīng)于生產(chǎn)環(huán)境的軟件服務(wù)平臺(tái)，將物聯(lián)網(wǎng)引入到金屬切削制造業(yè)。該服務(wù)平臺(tái)稱之為“walter multiply”，它能實(shí)現(xiàn)機(jī)床、數(shù)控刀具、制造裝備以及測(cè)量?jī)x器裝置之間的直接通訊。對(duì)于任何一個(gè)使用該平臺(tái)的用戶而言，可以根據(jù)自身?xiàng)l件和目標(biāo)，利用該平臺(tái)快速有效地開發(fā)出各自所需的金屬切削領(lǐng)域中的應(yīng)用，進(jìn)而推動(dòng)并促成企業(yè)實(shí)現(xiàn)“基于物聯(lián)網(wǎng)”的、金屬切削加工“網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)”，從而獲得強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。屆時(shí)，平臺(tái)在生產(chǎn)條件背景下自動(dòng)計(jì)算出來(lái)并確定該機(jī)床最佳換刀策略，從而機(jī)床操作者就能明確知道切削機(jī)床將何時(shí)換刀、換哪把刀，刀具配送員也能及時(shí)發(fā)送適當(dāng)?shù)毒?。刀具切削參?shù)可以在機(jī)床上進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，甚至也可自動(dòng)調(diào)整加工機(jī)床生產(chǎn)指令，當(dāng)一臺(tái)機(jī)床出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，將生產(chǎn)任務(wù)自動(dòng)安排于另外一臺(tái)機(jī)床來(lái)加工。生產(chǎn)過(guò)程網(wǎng)絡(luò)化將開辟全新的可能性，它不只是簡(jiǎn)單的進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總收集，數(shù)字化將改變整個(gè)價(jià)值的創(chuàng)建過(guò)程。正如Walter集團(tuán)總裁所說(shuō)：“物聯(lián)網(wǎng)將使金屬切削工業(yè)產(chǎn)生革命性的進(jìn)展。它不會(huì)一夜間發(fā)生，但是其速度比很多人所想的要快得多”。