呂?亮

【摘要】本文從測(cè)量技術(shù)在機(jī)械制造中的內(nèi)涵出發(fā)，對(duì)測(cè)量技術(shù)在我國(guó)機(jī)械制造中的發(fā)展現(xiàn)狀以及應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了探討，然后結(jié)合案例闡述了測(cè)量技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，望為相關(guān)從業(yè)者提供有效參考。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械制造 生產(chǎn)技術(shù) 生產(chǎn)線(xiàn) 應(yīng)用

“測(cè)量是科學(xué)的起點(diǎn)”，在現(xiàn)代高新技術(shù)的推動(dòng)下，人們開(kāi)始對(duì)現(xiàn)實(shí)物質(zhì)世界進(jìn)行測(cè)量、分析，從而讓各項(xiàng)生產(chǎn)制造措施能夠達(dá)到最佳效果，并逐步構(gòu)成了諸多重要的生產(chǎn)制作技術(shù)，測(cè)量也成為了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重要分支之一。在機(jī)械制造生產(chǎn)線(xiàn)中，測(cè)量技術(shù)也發(fā)揮著至關(guān)重要的促進(jìn)作用，對(duì)制造效率、質(zhì)量有著極為重要的影響。

一、測(cè)量技術(shù)在機(jī)械制造中的內(nèi)涵

測(cè)量技術(shù)和現(xiàn)代機(jī)械制造有著密切關(guān)系，測(cè)量技術(shù)是現(xiàn)代機(jī)械制造的“眼睛”。目前，測(cè)量技術(shù)已經(jīng)不再是機(jī)械生產(chǎn)線(xiàn)中的輔助生產(chǎn)設(shè)備，而是成為了生產(chǎn)制造系統(tǒng)的重要組成部分，在許多機(jī)械制造生產(chǎn)線(xiàn)中，測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建成本已經(jīng)達(dá)到了總構(gòu)建成本的30%，該現(xiàn)象表明，現(xiàn)代機(jī)械制造越來(lái)越依靠測(cè)量技術(shù)[1]。大量實(shí)踐也證明，只有測(cè)量技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)相互結(jié)合，才能夠讓機(jī)械生產(chǎn)水平產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。

二、測(cè)量技術(shù)在我國(guó)機(jī)械制造中的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，我國(guó)國(guó)際化程度不斷深化，機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)也發(fā)生了極大的變化，我國(guó)機(jī)械生產(chǎn)學(xué)科發(fā)生了嶄新變革，如微機(jī)電系統(tǒng)、模糊計(jì)算、專(zhuān)家系統(tǒng)、極端制造、生物制造等等新型技術(shù)、理念、工藝被逐步應(yīng)用在機(jī)械制造生產(chǎn)線(xiàn)中，并逐步走向成熟，而與此同時(shí)，新的測(cè)量問(wèn)題也在不斷出現(xiàn)，測(cè)量在機(jī)械制造生產(chǎn)線(xiàn)中的重要性日益凸顯，這對(duì)測(cè)量技術(shù)發(fā)展來(lái)說(shuō)既是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，同時(shí)也是新的機(jī)遇[2]。

測(cè)量技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的應(yīng)用、發(fā)展，也取得了諸多成果：第一，利用靶標(biāo)特殊幾何結(jié)構(gòu)，將不同位置的幾何量值作為測(cè)量條件，可構(gòu)建一個(gè)完善的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量校對(duì)方法，實(shí)現(xiàn)大范圍的空間校對(duì)，實(shí)現(xiàn)傳感元件的校準(zhǔn)以及測(cè)量系統(tǒng)的校準(zhǔn)，減少測(cè)量中的誤差，提升測(cè)量精確性;第二，利用直角棱鏡、小分束角渥拉斯頓棱鏡可構(gòu)建共光路自適應(yīng)系統(tǒng)，可有效應(yīng)對(duì)空氣擾動(dòng)等問(wèn)題，從而提升測(cè)量結(jié)果精準(zhǔn)性、穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)同軸穩(wěn)定測(cè)量;第三，利用橫向塞曼激光器，構(gòu)建正絞線(xiàn)偏振光，應(yīng)對(duì)熱漂移等問(wèn)題，可有效提高測(cè)量穩(wěn)定性等[3]。

三、測(cè)量技術(shù)在機(jī)械制造生產(chǎn)線(xiàn)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）數(shù)字測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

隨著數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展，目前數(shù)字測(cè)量技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了和機(jī)械制造的相互融合，許多公司開(kāi)始生產(chǎn)數(shù)字化測(cè)量產(chǎn)品，數(shù)字化測(cè)量工具，以期實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備數(shù)字化定位。在實(shí)踐中，數(shù)字測(cè)量技術(shù)在齒輪部件生產(chǎn)中，測(cè)量精度可達(dá)到2μm，呈現(xiàn)出極高的應(yīng)用價(jià)值以及生產(chǎn)效益。

（二）傳感器技術(shù)的應(yīng)用

隨著社會(huì)高新技術(shù)的不斷發(fā)展，測(cè)量技術(shù)在機(jī)械生產(chǎn)中也呈現(xiàn)出了極高的準(zhǔn)確性、可靠性。如壓電傳感器技術(shù)，目前在市場(chǎng)上已經(jīng)有了成熟可靠的電式三向車(chē)削測(cè)力儀、壓電三向磨削測(cè)力儀[4]。在機(jī)械生產(chǎn)制造過(guò)程中，這些設(shè)備有效提高了生產(chǎn)線(xiàn)工作效率以及機(jī)械制造精度，且能夠提升機(jī)械產(chǎn)品的制造的安全性、穩(wěn)定性。另外，應(yīng)用了壓電效應(yīng)的石英傳感器，在扭矩測(cè)量、測(cè)力中也得到了實(shí)際應(yīng)用。

（三）納米位移測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

納米位移測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，讓高精度機(jī)械生產(chǎn)測(cè)量需求得到了滿(mǎn)足，這可讓機(jī)械生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)納米精度生產(chǎn)，從而有效提升生產(chǎn)精度。這也是機(jī)械制造領(lǐng)域目前精度最高的生產(chǎn)測(cè)量技術(shù)，該技術(shù)主要是利用激光信號(hào)的雙頻率條紋來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)目標(biāo)的測(cè)量。

在機(jī)械生產(chǎn)中，研究人員還利用納米測(cè)量技術(shù)來(lái)對(duì)位移量進(jìn)行測(cè)量，并實(shí)現(xiàn)了在微觀(guān)環(huán)境下的生產(chǎn)制造。但是，納米測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用仍舊不夠成熟，技術(shù)應(yīng)用要求、成本較高，在實(shí)際生產(chǎn)中存在諸多問(wèn)題，還需要長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)一步研究、檢驗(yàn)[5]。

（四）激光器測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

激光側(cè)臉該技術(shù)主要應(yīng)用在機(jī)械零件鉆孔、切割定位測(cè)量上，該技術(shù)主要是利用激光的輻射刺激擴(kuò)大原理，來(lái)獲取被測(cè)目標(biāo)的數(shù)據(jù)。相對(duì)來(lái)說(shuō)，激光測(cè)量?jī)x器呈現(xiàn)出較高的測(cè)量精度、測(cè)量效果，可規(guī)避諸多機(jī)械制造誤差，從而讓機(jī)械生產(chǎn)效率得到有效提升，這也是目前應(yīng)用的最為廣泛、精度最高的測(cè)量技術(shù)。

四、測(cè)量技術(shù)在機(jī)械制造生產(chǎn)線(xiàn)中的應(yīng)用實(shí)例

在自動(dòng)化機(jī)械制造生產(chǎn)線(xiàn)中，LabVIEW機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，下文主要對(duì)該測(cè)量技術(shù)進(jìn)行闡述。

（一）系統(tǒng)控制原理

首先，定位功能，可測(cè)量半成品的空間位置，獲取半成品的空間坐標(biāo)、軸向偏轉(zhuǎn)角度，并將測(cè)量數(shù)據(jù)反饋至控制系統(tǒng);其次，可檢測(cè)光源板裝配，根據(jù)光源板檢測(cè)，來(lái)測(cè)量半成品是否安裝到位，是否存在漏焊、外觀(guān)損傷、芯片錯(cuò)焊等問(wèn)題，整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)在機(jī)械制造生產(chǎn)線(xiàn)中的運(yùn)作機(jī)理為：通過(guò)測(cè)量措施，將被測(cè)目標(biāo)轉(zhuǎn)換為直觀(guān)的圖像數(shù)據(jù)信號(hào)，然后通過(guò)圖像采集卡，將數(shù)據(jù)輸入至計(jì)算機(jī)，并利用LabVIEW所編制的程序，根據(jù)顏色、像素、亮度等信息，將其轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)這些數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，然后得出被測(cè)目標(biāo)的具體特征，將數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)，判斷目標(biāo)是否滿(mǎn)足預(yù)設(shè)要求，最后再根據(jù)判斷結(jié)果來(lái)控制生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備動(dòng)作，將控制信號(hào)傳輸至PLC控制模塊，并由視覺(jué)控制模塊直接控制生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備。

（二）數(shù)據(jù)處理機(jī)理

該測(cè)量方式主要是利用幾何匹配算法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)部件偏轉(zhuǎn)角度的測(cè)量，具體過(guò)程是先通過(guò)選擇測(cè)量參考點(diǎn)以及基準(zhǔn)位置參考點(diǎn)，將參考點(diǎn)作為基準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)被測(cè)目標(biāo)軸心偏轉(zhuǎn)角度大于0°時(shí)，就將相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)以16進(jìn)制格式上傳至系統(tǒng)。整個(gè)控制系統(tǒng)采用測(cè)量+信息處理+PLC控制單元，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)、直觀(guān)測(cè)量反饋的有效協(xié)同，可有效提高機(jī)械生產(chǎn)智能化水平，提高機(jī)械制造生產(chǎn)線(xiàn)的制造精度以及效率。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，測(cè)量技術(shù)在機(jī)械制造生產(chǎn)線(xiàn)中的應(yīng)用，是我國(guó)機(jī)械生產(chǎn)水平提升的必然成果，雖然目前我國(guó)測(cè)量技術(shù)研究、應(yīng)用已經(jīng)取得了階段性成果，但是諸多測(cè)量技術(shù)仍舊不夠完善，故需加強(qiáng)對(duì)測(cè)量技術(shù)的研究，才能進(jìn)一步提高機(jī)械生產(chǎn)制造水平。

參考文獻(xiàn)：

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