| 单词 | 计算机辅助测量(CAG)与计算机辅助测试(CAT) |
| 释义 | 【计算机辅助测量(CAG)与计算机辅助测试(CAT)】 拼译：computer aided gauge and computeraided test 是计算机集成制造系统CIMS(Computer Integrated Manufacturing System)的组成部分，代表世界先进制造技术的CIMS，目前主要包括以下几个基本组成部分：计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM、计算机辅助测试CAT与工厂自动化FAC搬运仓储、装配线等)。CAG的对象是所加工的机械另件，以确保每道工序所生产的另件都是合格的。因而一般认为它是CAM中的内容，而CAT则是对最终产品和整机的综合性能指标的测试，以保证出厂产品的质量。CAG和CAT技术的发展较晚，随着制造系统自动化规模的不断扩大和制造水平的不断提高，对CAG和CAT的要求日益加强。 测量与测试技术的发展与制造技术的水平是相互适应的。早期的制造技术比较简单，精度也低，因而手工检测便能够满足要求。到目前为止，制造技术的发展主要集中在两个方面，一是提高精度；二是提高其自动化程度，相应地检测技术也在这两个方面不断发展。目前通用量仪已能达到亚微米级的分辨率，先进的光学测量系统则能达到埃(10－7mm)的分辨率。在单项测量和综合测试方面也有了自动化程度较高的专用量具量仪与测试设备，例如各种数显量具量仪等。随着制造技术的不断发展和完善，对检测技术提出了更高的要求。首先，检测系统要能够与其它子系统联系，以使制造系统能够知道检测结果并作出反应。第二，先进的制造系统已能够加工出极复杂的曲面，例如螺旋浆叶片，而且精度要求也很高。对此，一般的检测技术已无能为力，必须有更先进的检测设备。最典型的CAG设备是三座标测量机，这是一种利用CNC技术，通过探头在被测物表面移动进行三维测量的主动式测量仪器。以中国引进意大利技术生产的IOTA1203D三座标测量机为例，其测量范围为1320×970×610mm，单轴精度为(4+4L／1000)mm。用户可根据被测零件的复杂程度和批量大小，选择手动操纵、机动操纵、CNC等控制方式和相应的主处理机。该机配有多种形状公差测量模块、位置公差测量模块、自学习程序、多功能轮廓测量程序、以及各种基础程序和通用程序。其中多功能轮廓测量程序可用于测量飞机机翼、汽车车身、发动机叶片等复杂空间曲面。该机具有测量未知轮廓的功能，并可对测头半径进行二维或三维补偿。目前世界上各主要工业国家都生产三座标测量机。其中以瑞士、意大利、日本等国居多。三座标测量机技术正向着高速、高精度、多功能的方向发展。此外日本已开发出一种新型的非接触式三座标测量机。另外一种典型的CAG产品是表面形状自动测量分析仪，它能够把被测物体表面的细微构造以图形方式放大显示在屏幕上，并能对其进行统计分析。对表面形状的测量方式有两种，一种是机械式的，另一种光学式的，中科院仪器厂开发的SART－1型表面粗糙度自动测量分析仪，是一种以触针进行工作的机械式测量系统，金钢石针尖半径为2mm触发力为0．001N，最高分辨率可达0．005mm。X-Y平面最小步距1．25mm，最大测量面积为30．30mm。光学表面形状测量系统大多以激光作为光源，利用干涉原理来检测表面形状。目前光学表面形状测量已形成激光应用的一个分支。由于激光具有良好的物理特性，用于测量能够达到很高的精度。因而被用来制造高精度的机械测量设备。例如激光三座标测量机的精度至少比普通3座标测量机高一个数量级。此外激光还被用于大尺寸的绝对位置精密测量，通常为数十至数百米。这是普通测量技术所难以做到的。CAT主要用于整机的质量和性能检测。由于机械产品的种类众多、功能各异，测试内容极其广泛和复杂。主要的有振动、噪音、效率、温升、疲劳寿命等等。因而CAT技术所涉及的范围比CAG要大得多。一般认为，CAT技术的发展分为3个阶段：第1阶段是测试自动化。在这一阶段要实现主要测试过程的无人为参与，并且使测试时间缩短、测试结果的可靠性增加。这一阶段的工作是CAT的基础，主要依赖于传感器技术和通用及专用线器仪表技术的发展。第2阶段是实现以计算机为中心的自动化测试系统。这个系统与若干台测试仪器相联系。通过完善的人－机接口设计，它能够进行测试过程的程序编排，发出各种测试控制命令，同时通过测试仪器读取测试数据，把它们存储起来，进行各种处理，并提供图形、报表等测试结果报告。CAT发展的第3阶段是网络化与集成化。其目的是要与CIMS中的其它子系统一起组成一个完整的自动化生产系统。目前国际上CAT技术的发展还处于第1、2阶段，国外正在大力开发推广以微机、工作站为中心的自动测试系统。中国在这个方面也有初步的成果，例如微机振动测量分析系统等。由于基础薄弱，中国目前及未来一个时期的工作重点仍是传感器以及高精度、多功能、智能化的仪器仪表产品。未来一个时期，CAG和CAT技术的发展趋势可概括为：(1)高精度、多功能、智能化的专用或能用量具量仪，以及被称之为测量中心的综合测量系统。(2)与CAD、CAM融合在一起的测量技术，这种测量是在线的和主动的。(3)模块化的产品性能综合测试系统。这是为了适应不同产品和不同指标的测试要求。(河北科学院自动化所王富东撰) |
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