哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 王廣林 潘旭東 邵東向 王慧峰

我國(guó)航空、航天及軍工等部門的精密機(jī)械零件的機(jī)械加工生產(chǎn)的主要特點(diǎn)是：高精度、復(fù)雜形狀和難加工材料的零件多，新型號(hào)多、品種多、批量少，很多零件屬于試制性生產(chǎn)。很多關(guān)鍵性零件由于精度很高、配合上有特殊要求等，對(duì)于配合零件在工藝上多采用“偶件配做”或“試驗(yàn)篩選”的方式制造。這種生產(chǎn)方式需要一種特殊的檢測(cè)方式伴隨著零件的加工制造過程。

本文以電液伺服機(jī)構(gòu)中的關(guān)鍵部件電液伺服閥的零件為例闡述先進(jìn)工藝檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用。電液伺服機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于航空、航天等需要功率大、快速、精確反應(yīng)的控制場(chǎng)合，有制造難度大、成本高的缺點(diǎn)。這些缺點(diǎn)尤其突出出現(xiàn)在電液伺服閥的各零件的加工制造過程中。在電液伺服閥閥芯和閥套（見圖1）的制造中，目前我國(guó)所有軍品生產(chǎn)廠家均未做到互換性加工。不論是徑向尺寸直徑D，還是軸向尺寸A、B、C（和A1、B1、C1）都是采用偶件配磨的方式加工，閥芯閥套一一對(duì)應(yīng)，沒有互換性。以加工軸向尺寸的配做為例，一般是先加工好閥套方孔工作邊的尺寸A、B、C；然后將閥芯裝在閥套內(nèi)一起測(cè)量軸向配合尺寸情況；再根據(jù)測(cè)量結(jié)果磨削閥芯端面，從而保證閥芯工作邊與閥套工作邊軸向尺寸的配合要求。

從上述舉例可以看出，此種加工與傳統(tǒng)的互換性調(diào)整法機(jī)械加工不同，它是采用加工-測(cè)量-再加工-再測(cè)量的反復(fù)多次的工藝過程，最終達(dá)到技術(shù)要求的。伺服閥的加工要求特殊，因此在生產(chǎn)中需要很多專門的工藝方法和專用的儀器檢測(cè)方法和設(shè)備。

先進(jìn)工藝檢測(cè)技術(shù)的概念

圖1 電液伺服閥滑閥副示意圖

傳統(tǒng)批生產(chǎn)互換性制造工藝中，檢測(cè)工序一般是中間檢驗(yàn)和最終檢驗(yàn)。其目的大多是控制廢品率和作為調(diào)整機(jī)床和維護(hù)工藝裝備的依據(jù)。其形式一般采用專用工序或直接送計(jì)量室、檢定站等專業(yè)部門檢測(cè)。

區(qū)別于上述檢測(cè)工序，在航空航天等精密制造領(lǐng)域特有的檢測(cè)技術(shù)，是與加工制造工藝為一體的，是精密零件制造中為達(dá)到某一關(guān)鍵技術(shù)要求所采用的整個(gè)工藝方法中的一部分。因此，我們將這種隨制造工藝過程而進(jìn)行的、現(xiàn)場(chǎng)的、在位的，甚至是在線的檢測(cè)稱之為“工藝檢測(cè)”。

根據(jù)上述定義，不難看出“工藝檢測(cè)”技術(shù)有以下特點(diǎn)：

（1）不是驗(yàn)證性檢驗(yàn)，亦即不是給出“合格”與“不合格”的信息，而是要給出進(jìn)一步加工的數(shù)值和方向，因此是屬于“邊干邊看”制造方式中不可缺少的“看”的過程，對(duì)工藝方法影響極大；

（2）是在加工現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)、計(jì)量，一般不是由專門的檢驗(yàn)人員操作完成，往往直接由加工者檢測(cè)，是一種現(xiàn)場(chǎng)的、在位的或在線的實(shí)時(shí)檢測(cè)；

（3）檢測(cè)設(shè)備和方法往往是專用的，一般必須結(jié)合具體工藝需要試驗(yàn)、設(shè)計(jì)、研制專門測(cè)量方法和儀器設(shè)備；

（4）精度和效率都有較高要求。

上述的“工藝檢測(cè)”技術(shù)的特點(diǎn)決定了其專用性強(qiáng)，使用面窄，故國(guó)內(nèi)也始終沒有專業(yè)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)制造有關(guān)工藝檢測(cè)的設(shè)備儀器。因此，國(guó)內(nèi)軍工生產(chǎn)部門在生產(chǎn)過程中還部分采用一些較為落后的工藝方法和儀器檢測(cè)設(shè)備，甚至在某些關(guān)鍵零件的加工中還采取了較為原始、落后的所謂“土辦法”來適應(yīng)生產(chǎn)需要。這種測(cè)量方法操作繁瑣，工作量大，還需計(jì)算，讀數(shù)誤差大，效率低，制約了精密零件制造工藝的發(fā)展。

為了提高航空航天等行業(yè)精密零件工藝檢測(cè)的水平，我們提出了先進(jìn)工藝檢測(cè)技術(shù)的概念。先進(jìn)工藝檢測(cè)技術(shù)是將現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、微電子技術(shù)和傳感器技術(shù)應(yīng)用于工藝檢測(cè)中，結(jié)合精密零件制造的工藝特點(diǎn)，采用先進(jìn)的工藝檢測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)精密零件的高精度、自動(dòng)化檢測(cè)。先進(jìn)工藝檢測(cè)技術(shù)包括兩個(gè)方面的內(nèi)容。

（1）采用當(dāng)代先進(jìn)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和控制測(cè)量過程技術(shù)，利用傳感器等先進(jìn)手段，進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)量、數(shù)據(jù)采集處理和結(jié)果打印、輸出記錄存檔等。

（2）采用區(qū)別于傳統(tǒng)工藝檢測(cè)方法的先進(jìn)工藝檢測(cè)原理，利用相對(duì)法測(cè)量、非接觸式測(cè)量等先進(jìn)測(cè)量技術(shù)，使工藝檢測(cè)更具科學(xué)性、合理性。

以下結(jié)合我們的科研成果，介紹一些先進(jìn)工藝檢測(cè)技術(shù)的方法和應(yīng)用。

自動(dòng)化流體式測(cè)量技術(shù)

自動(dòng)化流體式測(cè)量技術(shù)是一種利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)，以測(cè)量流體的流量或壓力來間接測(cè)量微小幾何量的一種工藝檢測(cè)技術(shù)。這種檢測(cè)方法不僅僅是單純的流體特性測(cè)量，流體特性測(cè)量是為工藝檢測(cè)服務(wù)的。流體式工藝檢測(cè)所利用的測(cè)量介質(zhì)可以根據(jù)需要選用氣體或者液體，相應(yīng)的可區(qū)分為氣動(dòng)測(cè)量和液動(dòng)測(cè)量?jī)煞N類型。這里主要以電液伺服閥的滑閥副疊合量配磨測(cè)量為例，介紹自動(dòng)化流體式測(cè)量的基本原理和方法。

伺服閥的疊合量是伺服閥、滑閥加工過程中需要嚴(yán)格保證精度的關(guān)鍵的設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)，它是指滑芯在閥套中位時(shí)，閥芯臺(tái)肩的工作棱邊和閥套相應(yīng)方孔的工作邊的軸向配合尺寸。對(duì)于最常用的四開口滑閥（見圖2），由于有4個(gè)閥口，因此相應(yīng)有4個(gè)疊合量需要保證，即圖2中的La～Ld。伺服閥疊合量的實(shí)質(zhì)是滑閥中位時(shí)各個(gè)節(jié)流口的開口形式。

圖2 滑閥疊合量示意圖

由于疊合量對(duì)伺服閥的性能有很大影響，因此在設(shè)計(jì)上對(duì)伺服閥滑閥疊合量的要求非常嚴(yán)格，一般配合精度為1～2μm的范圍[2-3]。疊合量的加工都是采用偶件配作的方式進(jìn)行，由于一般采取磨削閥芯臺(tái)肩去配已提前加工好的閥套的方法，所以疊合量的加工稱為“配磨”[3]。開始配磨時(shí)滑閥各節(jié)流口疊合量通常留有幾百微米的加工余量，到最后加工完畢要經(jīng)過“測(cè)量-磨削-測(cè)量”幾次反復(fù)的過程，疊合量加工的精度需要用測(cè)量來保證。

從原理上講，可以按疊合量的定義分別計(jì)量閥套方孔4個(gè)平面之間的相對(duì)位置尺寸和閥芯4個(gè)臺(tái)肩端面之間的相對(duì)位置尺寸，即可計(jì)算出疊合量的數(shù)值。但事實(shí)上并沒有采取這種測(cè)量的方法，這種方法也不可能準(zhǔn)確地測(cè)量出滑閥的真實(shí)疊合量。主要原因：疊合量實(shí)際上是棱邊之間的距離，而測(cè)量點(diǎn)只能是落在形成工作棱邊的端面上，不可能落在閥口工作棱邊上，這就造成了測(cè)量的不準(zhǔn)確性。而且閥口棱邊處有可能存在有塌邊、圓角以及必然存在的徑向間隙等諸多非理想情況，所以間接測(cè)量的方法不能反映閥口的實(shí)際情況。真正實(shí)用的辦法是利用某種裝置使各閥口通過某種流體介質(zhì)，利用介質(zhì)的流量或壓力等參量的變化來間接反映各閥口之間在軸向的相對(duì)位置關(guān)系（即疊合量），可以稱之為疊合量的流體式測(cè)量法。

早期氣動(dòng)測(cè)量方法較為原始，采用手動(dòng)的氣動(dòng)綜合測(cè)量法[4-5]。這種測(cè)量方法最初尚能應(yīng)付試制性軍品生產(chǎn)方式下的單件小批生產(chǎn)規(guī)模，但當(dāng)批量稍大，精度要求更高時(shí)就難以滿足生產(chǎn)要求了。

1 基于壓力式氣動(dòng)測(cè)量的疊合量測(cè)量

如圖3所示將伺服閥的環(huán)形節(jié)流口展開后可以看成是一種噴嘴蓋板機(jī)構(gòu)。經(jīng)穩(wěn)壓后的壓縮空氣Pg流經(jīng)面積梯度為w開口量為x的方孔，再流經(jīng)節(jié)流噴嘴d溢入大氣。改變開口量x可以改變Pc的大小，故可通過測(cè)量Pc來度量x的大小。

圖3 單閥口氣動(dòng)測(cè)量氣路圖

由氣動(dòng)測(cè)量的理論可知，當(dāng)節(jié)流噴嘴直徑d和氣源壓力Pg都選定時(shí)，Pc與x的關(guān)系如圖4所示。

由于Pc與方孔開口量x是非線性的關(guān)系（見圖4）。為了能方便地找出零開口位置，必須將特征方程線性化。通過測(cè)量不同開口大小的Pc值，并進(jìn)行線性化處理就可以得到xv-Y的測(cè)量曲線，從而獲得閥口的零開口位置，并以此計(jì)算出伺服閥的疊合量La～Ld。

采用公式變換法來線性化特征方程

將特征方程改寫為

并令Y=

則，Y=Ax。

在實(shí)際測(cè)量過程中，由于上式為線性方程，所以對(duì)于各個(gè)節(jié)流口只需測(cè)出一組（Pci，xi）值，再利用式（2）算出Yi。對(duì)測(cè)量點(diǎn)采用最小二乘法進(jìn)行線性回歸計(jì)算，就可得到線性回歸方程Y=Ax+B。

對(duì)入滑閥副的4個(gè)節(jié)流口可以得到如圖5所示的4個(gè)零開口位置xa0，xb0，xc0，xd0后。選定一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)x0=（xb0+xc0）/2，再分別計(jì)算出各邊的疊合量數(shù)值。

采用計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)、傳感器技術(shù)，并基于以上原理設(shè)計(jì)并開發(fā)了疊合量氣動(dòng)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，替代了傳統(tǒng)的手動(dòng)測(cè)量土辦法。

2 基于流量式液動(dòng)測(cè)量的疊合量測(cè)量

氣動(dòng)測(cè)量法具有分辨率高、適應(yīng)能力強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)多參數(shù)綜合測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)。但是氣動(dòng)測(cè)量法采用的介質(zhì)與伺服閥實(shí)際使用的介質(zhì)航空液壓油不一致，且氣體無粘性，對(duì)泄漏敏感。經(jīng)分析，對(duì)于額定流量大的伺服閥更益采用液動(dòng)法進(jìn)行測(cè)量[6-7]。

流量式液動(dòng)測(cè)量原理如圖6所示，壓力為Pg的液壓油通過伺服閥滑閥的矩形節(jié)流口，并流經(jīng)流量計(jì)后回到油箱。閥口的開口量xv可以通過測(cè)量通過閥口流量的大小來間接測(cè)量。

圖4 Pc-x關(guān)系曲線

圖5 壓力式氣動(dòng)測(cè)量特性曲線

圖6 流量式液動(dòng)測(cè)量原理圖

閥口的流動(dòng)狀態(tài)可以用薄壁孔口淹沒出流的流量計(jì)算公式來描述。流量的計(jì)算公式為：

式中，Q為通過閥口的體積流量；Δp為閥口前后壓力差；ρ為液壓油密度；A為閥口的過流面積，對(duì)于理想滑閥閥口A=nwxv；Cd為流量系數(shù)，在一定條件下為常數(shù)。

當(dāng)閥口壓差Δp恒定，液壓油可以看作不可壓縮流體，因此密度ρ也為常數(shù)。根據(jù)式（3），各個(gè)閥口的流量可寫為Q=Kxv+B。類似氣動(dòng)法疊合量測(cè)量的處理方法，可以得到滑閥副的疊合量值[8]。

3 氣動(dòng)窄縫掃描測(cè)量

閥芯和閥口所形成的閥口節(jié)流工作棱邊是電液伺服閥的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，其加工質(zhì)量直接影響電液伺服閥的整體性能。棱邊端跳動(dòng)為閥口節(jié)流工作棱邊的加工質(zhì)量的重要指標(biāo)。然而，由于節(jié)流工作棱邊處于閥套內(nèi)側(cè)、精度要求高、易于損壞等原因，棱邊端跳動(dòng)無法利用通用測(cè)量設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。

測(cè)頭做成窄縫狀，當(dāng)其沿著被測(cè)棱邊運(yùn)動(dòng)時(shí)，就能夠?qū)⒈粶y(cè)棱邊的端跳動(dòng)測(cè)量出來。如圖7所示，這種方法可稱為“氣動(dòng)窄縫掃描測(cè)量法”。

如圖8所示，根據(jù)不同測(cè)量對(duì)象的具體形狀和測(cè)量要求來設(shè)計(jì)專用的氣動(dòng)窄縫掃描測(cè)量法測(cè)頭。用于測(cè)量閥套方孔工作棱邊跳動(dòng)，測(cè)頭可設(shè)計(jì)成圖8所示的芯型。

圖7 氣動(dòng)窄縫掃描測(cè)量法基本原理

圖8 利用氣動(dòng)窄縫掃描法進(jìn)行閥套和閥芯工作棱邊跳動(dòng)測(cè)量

保持測(cè)頭與閥芯軸向位置關(guān)系不變，旋轉(zhuǎn)閥芯或測(cè)頭時(shí)，閥芯棱邊軸向幾何誤差必然反映到開度S的變化上，從而引起pc值的變化。通過壓力傳感器把壓力轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)度尺寸量、可以將幾何形狀精度（軸向跳動(dòng)量）測(cè)量出來。

4 伺服閥小孔配對(duì)測(cè)量

雙噴嘴擋板力反饋兩級(jí)電液伺服閥是電液伺服閥的主要類型，是目前應(yīng)用廣泛的電液伺服閥之一。

噴嘴是雙噴嘴擋板閥的重要零件，雙噴嘴擋板閥為對(duì)稱式結(jié)構(gòu)，即在一個(gè)噴嘴擋板閥中有兩個(gè)噴嘴，對(duì)于它們前端的節(jié)流小孔有嚴(yán)格的對(duì)稱性要求，一方面體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)上的對(duì)稱性，另一方面體現(xiàn)在流體性能上的對(duì)稱性要求。雙噴嘴擋板閥的結(jié)構(gòu)對(duì)稱性可在伺服閥在液壓零位調(diào)整時(shí)通過調(diào)整噴擋間隙來保證。而對(duì)流體性能對(duì)稱性，需要通過對(duì)一批噴嘴進(jìn)行壓差流量測(cè)量，然后再根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行配對(duì)，篩選出對(duì)稱性好的兩個(gè)噴嘴（即兩者的壓差流量值之差小于配對(duì)要求）來保證。我們研究了一種伺服閥噴嘴自動(dòng)流量配對(duì)測(cè)量技術(shù)，并研制了一系列計(jì)算機(jī)控制的噴嘴壓差流量自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了噴嘴流量的自動(dòng)測(cè)量和配對(duì)[9-14]。

配對(duì)測(cè)量包括了壓差—流量和壓力測(cè)量?jī)蓚€(gè)部分。其中壓差—流量特性的測(cè)量原理如圖9所示。采用壓力傳感器1和2分別測(cè)出噴嘴前端的壓力值和出口處的壓力值，用齒輪式流量計(jì)測(cè)量此壓差下通過噴嘴的流量值，進(jìn)行一系列的調(diào)壓和測(cè)試后得出噴嘴的一系列壓差值和對(duì)應(yīng)的流量值。

壓力特性測(cè)量原理如圖10所示，在噴嘴前面串聯(lián)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流孔，控制前后壓力差在要求范圍內(nèi)，即ΔP=P1-P2，采集中間傳感器P0對(duì)應(yīng)的壓力值。根據(jù)液流連續(xù)定律，通過標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流孔和被測(cè)噴嘴的流量相同，若被測(cè)孔的節(jié)流特性高于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流孔則P0值會(huì)升高，反之則會(huì)下降。記錄下每個(gè)噴嘴的壓力值P0，然后選擇壓力值之差在配對(duì)范圍之內(nèi)的兩個(gè)噴嘴配對(duì)使用。

圖9 壓差—流量特性測(cè)量原理圖

圖10 壓力特性測(cè)量原理

編制測(cè)試系統(tǒng)軟件，通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的測(cè)量數(shù)據(jù)，并根據(jù)算法實(shí)現(xiàn)了伺服閥小孔零件的自動(dòng)配對(duì)。

智能化電動(dòng)式測(cè)量技術(shù)

用電量（電壓或電流等電參數(shù)）的變化來測(cè)量幾何量（如尺寸、形狀和位置）或物理量等非電量的方法稱為電動(dòng)式測(cè)量。電動(dòng)式測(cè)量的工作原理是將被測(cè)參量（如微小位移）變化，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)放大或運(yùn)算等處理后，用指示表指示，用記錄器記錄，或去控制一定的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

先進(jìn)工藝檢測(cè)技術(shù)中，電動(dòng)式測(cè)量方法應(yīng)用很廣泛，本文僅介紹具有代表性的伺服閥中的關(guān)鍵彈性元件彈簧管的剛度值的測(cè)量方法。

為了改變測(cè)量精密彈性元件的落后狀況，我們研究了剛度測(cè)量技術(shù)。采用傳感器、微處理器等先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了剛度測(cè)量的全自動(dòng)化測(cè)量，現(xiàn)已得到廣泛應(yīng)用。適用范圍也由測(cè)量伺服閥中反饋桿彈簧管等發(fā)展到測(cè)量更高精度的陀螺儀中的撓性接頭、扭桿、擺桿等。

如圖11所示，將彈簧管裝在夾具中夾緊，并在彈簧管頭上裝測(cè)量桿，通過旋動(dòng)手輪推動(dòng)施力頭向上平行運(yùn)動(dòng)，與測(cè)桿接觸后產(chǎn)生向上的推力F1，在此推力作用下彈簧管產(chǎn)生變形，測(cè)桿頭部上升ΔS=S1-S0。分別通過力傳感器測(cè)出F0和F1，位移傳感器測(cè)出S0和S1，則剛度值為：

光學(xué)CCD顯微檢測(cè)技術(shù)

航天精密零件加工中有些場(chǎng)合需要非接觸式高精度的多參數(shù)綜合測(cè)量，如閥口工作邊微觀形貌，噴嘴環(huán)帶幾何形狀誤差在位測(cè)量等。為此，我們研究了光學(xué)CCD顯微檢測(cè)技術(shù)。

在伺服閥的生產(chǎn)中往往采用工具顯微鏡觀察棱邊的加工質(zhì)量，但都是定性地看看是否有較大的微觀毛刺和較大的塌邊、蹦口等，不能定量地測(cè)量具體加工質(zhì)量指標(biāo)，因此只能作為一種質(zhì)量監(jiān)視的參考手段用于生產(chǎn)。分析光學(xué)顯微鏡觀察不能進(jìn)行定量測(cè)量的原因，主要是難以準(zhǔn)確讀數(shù)和記錄，若采用投影儀或讀數(shù)顯微鏡等儀器測(cè)量，則測(cè)量效率低，人為讀數(shù)誤差較大，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)讀數(shù)、記錄和數(shù)據(jù)處理，生產(chǎn)中也很少采用。

為了測(cè)量閥口棱邊加工質(zhì)量，我們研制了一套CCD光學(xué)顯微檢測(cè)系統(tǒng)，其測(cè)量原理如圖12所示，將CCD攝像頭對(duì)準(zhǔn)傾斜45°的閥芯棱邊，使棱邊成像于面陣CCD棱邊上，經(jīng)圖象采集卡采集到計(jì)算機(jī)中，并顯示于顯示器屏幕上，棱邊圖像可放大500倍以上，其微觀幾何形貌清晰可見，經(jīng)過計(jì)算機(jī)圖像處理后，可以得到微觀形貌的測(cè)量值（棱邊粗糙度Ra）。若將棱邊的閥芯水平放置，鏡頭沿切線方向?qū)?zhǔn)閥芯，則可以觀測(cè)棱邊圓角和毛刺參數(shù)。

加工檢測(cè)一體化技術(shù)

圖11 彈簧管剛度測(cè)量的變形示意圖

圖12 CCD顯微測(cè)量閥口微觀形貌原理

直接由設(shè)備自動(dòng)完成“邊加工邊檢測(cè)”的全自動(dòng)加工過程，才是真正意義上的“加工檢測(cè)一體化技術(shù)”[15]。我們研究了基于微驅(qū)動(dòng)及在線測(cè)量技術(shù)的閥芯工作邊精密磨削技術(shù)，并開發(fā)了“閉環(huán)控制滑閥軸向配磨系統(tǒng)”?，F(xiàn)介紹一下加工檢測(cè)一體化技術(shù)的基本思想和實(shí)現(xiàn)方法。

對(duì)于伺服閥滑閥偶件的軸向配合尺寸——疊合量的保證，由于其精度要求太高，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)中幾乎均不采用互換式加工，而全部采用偶件配做的形式生產(chǎn)，也就是所謂的“配磨”。配磨的過程是：加工-測(cè)量-加工-再測(cè)量，往往是需要幾個(gè)反復(fù)的過程，到最后階段，經(jīng)常遇到去除1～2μm余量的情況。這時(shí)全憑工人的經(jīng)驗(yàn)和操作技巧來完成磨削任務(wù)。磨削量很難嚴(yán)格控制，稍有不慎，就會(huì)出現(xiàn)廢品。

針對(duì)上述情況，我們研制自動(dòng)控制的微進(jìn)給系統(tǒng)（見圖13），同時(shí)安裝測(cè)頭直接測(cè)量工件被磨削表面，做到邊磨削邊監(jiān)測(cè)，一旦達(dá)到預(yù)先設(shè)置的磨削量，立即停止進(jìn)給，退回工件，完成加工。這樣一種思想即為閉環(huán)軸向磨削控制的原理。

圖13 閥芯磨削微進(jìn)給系統(tǒng)原理圖

系統(tǒng)的工作原理是：微進(jìn)給頂尖在驅(qū)動(dòng)電源輸出的直流電壓的驅(qū)動(dòng)下推動(dòng)工件右移，電感測(cè)頭直接測(cè)量被磨削工件的加工面，并且通過調(diào)整機(jī)構(gòu)安裝在后頂尖上，與工件一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)工件加工表面被砂輪磨去時(shí)，測(cè)頭擺動(dòng)將磨削量變化的電信號(hào)反饋給驅(qū)動(dòng)控制器內(nèi)的單片機(jī)，單片機(jī)判斷是否到加工終點(diǎn)，如果沒到，則繼續(xù)控制頂尖伸長(zhǎng)，直到加工結(jié)束。由于微進(jìn)給裝置是可控的，所以整個(gè)磨削進(jìn)給過程也是受控的，根據(jù)需要可以采用各種不同的進(jìn)給方式和加工速度曲線，如“先快后慢”或“勻速進(jìn)給”等。

傳感器采用側(cè)擺式位移傳感器，測(cè)頭安裝在滑動(dòng)尾座上，可以在閥芯軸向和徑向方向上進(jìn)行調(diào)整，并且有繞閥芯軸向旋轉(zhuǎn)的自由度，方便拆卸閥芯。

結(jié)束語

先進(jìn)工藝檢測(cè)技術(shù)是一種伴隨精密零件制造工藝過程的、采用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和傳感器技術(shù)的新型檢測(cè)技術(shù)。本文介紹了自動(dòng)化流體式測(cè)量技術(shù)、智能化電動(dòng)式測(cè)量技術(shù)、光學(xué)CCD顯微檢測(cè)技術(shù)和加工檢測(cè)一體化技術(shù)等采用先進(jìn)工藝檢測(cè)技術(shù)的方法，對(duì)先進(jìn)工藝檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行論述。應(yīng)該指出，先進(jìn)工藝檢測(cè)技術(shù)目前在已有研究的基礎(chǔ)上，還處于進(jìn)一步發(fā)展階段，而研究在位的，甚至是在線的加工檢測(cè)一體化技術(shù)，開發(fā)高效率、智能化的新型檢測(cè)設(shè)備，是先進(jìn)工藝檢測(cè)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的方向。