楊小磊，王地川，呂維娟，宋翔，劉隴

數(shù)字測量儀的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用

楊小磊，王地川，呂維娟，宋翔，劉隴

（吉利長興新能源汽車有限公司，浙江 湖州 313000）

文章通過介紹數(shù)字測量儀的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用，對標(biāo)準數(shù)顯量具進行改造，通過無線傳輸?shù)姆绞阶詣訉?shù)顯工具的測量值直接記錄到測量報告中，解決目前手工測量精度差、效率低等問題，實現(xiàn)了手工測量半自動化，用低成本實現(xiàn)手工測量“快”、“準”、“省”。

數(shù)字測量儀；無線傳輸系統(tǒng)；手工測量

1 手工測量現(xiàn)狀

在“制造2025戰(zhàn)略”和“工業(yè)4.0”已經(jīng)廣為探討和實踐的今天，自動化測量因為成本高、對環(huán)境要求高、占用面積大等原因并無法替換所有手工測量業(yè)務(wù)。傳統(tǒng)塞尺、面差尺作為國內(nèi)汽車零部件測量的工具，測量精度低，測量過程中一人負責(zé)測量工具完成操作，另外一個負責(zé)將測量結(jié)果記錄在打印好的表格中，最后再將測量數(shù)據(jù)輸入電腦存檔。不僅效率低下，而且非常容易出錯，甚至還存在測量數(shù)據(jù)被人為篡改的情況。所以測量工具精度低、測量效率低等手工測量的現(xiàn)狀急需改善。

2 數(shù)字測量儀的優(yōu)勢

一套完整的數(shù)字測量儀由標(biāo)準數(shù)顯量具（數(shù)顯百分表或游標(biāo)卡尺）、定制表座、無線輸出裝置、無線接收裝置、電腦、軟件系統(tǒng)組成。其優(yōu)勢如下：

（1）數(shù)顯量具的精度分辨率≤0.01mm，達到了自動化測量的精度要求；

（2）數(shù)顯量具的數(shù)據(jù)直接顯示，可以讓測量員快速準確獲得所需的測量值；

圖1 數(shù)字測量儀結(jié)構(gòu)示意圖

（3）通過數(shù)顯量具讀出的數(shù)據(jù)可以通過數(shù)據(jù)收發(fā)器自動存儲到電腦里，減少了人工記錄數(shù)據(jù)的時間，從而提高了測量效率；

（4）存儲到電腦里的測量數(shù)據(jù)可實時傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析；

（5）數(shù)字測量儀結(jié)構(gòu)簡單，造價成本低，操作簡單，測量員可快速培訓(xùn)上崗操作。

3 數(shù)字測量儀的結(jié)構(gòu)

3.1 表座

測量表座是將量具與測量產(chǎn)品關(guān)聯(lián)起來的一個轉(zhuǎn)接機構(gòu)。表座的結(jié)構(gòu)設(shè)計決定著這套測量儀測量精度的穩(wěn)定性。在保證剛性的前提下盡可能輕量化，并能滿足手工操作時人機工程。為了避免測量時刮傷工件，表座的材料一般為鋁或尼龍。

表座和量具不同的搭配方式可實現(xiàn)不同的測量需求，如：面差測量、間隙測量、密封間隙測量等。

圖2 面差測量表示意圖

圖3 間隙測量表示意圖

圖4 間隙面差測量表示意圖

3.2 無線傳輸系統(tǒng)

無線測量產(chǎn)品近幾年發(fā)展迅速，國內(nèi)很多量具生產(chǎn)廠家在此領(lǐng)域有了很多產(chǎn)品。無線傳輸系統(tǒng)包括藍牙傳輸、WIFI傳輸。實際使用時，藍牙傳輸可以將短距離內(nèi)的電子裝置通過局域的無線網(wǎng)連接起來，安全新能高。WIFI傳輸具有傳輸速度快和覆蓋范圍廣的特點。藍牙傳輸和WIFI傳輸均能起到代替?zhèn)鹘y(tǒng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)淖饔谩?/p>

圖5 無線傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

圖6 數(shù)據(jù)發(fā)射開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖

發(fā)送數(shù)據(jù)時，手動按壓圖示的數(shù)據(jù)發(fā)射開關(guān)，無線接收裝置收到發(fā)送指令，將會自動接收發(fā)送的數(shù)據(jù)。無線傳輸裝置上帶有LED或蜂鳴器，通過LED燈顯示或蜂鳴器聲音可就近確認是否接收到發(fā)送的數(shù)據(jù)。

將無線接收裝置插入電腦的USB接口，接收器會自動為各個發(fā)射器賦予地址碼，最多每臺接收器可賦予100個，實現(xiàn)通信時，通信距離約50米，可實現(xiàn)遠距離測量。

3.3 軟件系統(tǒng)

無線傳輸裝置收集的數(shù)據(jù)基本以EXCEL表格的形式進行數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)（見圖7），基于EXCEL強大的圖形顯示功能此將簡單的表格進行圖形化顯示，當(dāng)測量工件復(fù)雜且測量點多時，更方便、直觀地顯示測量位置和特征，進而指導(dǎo)測量員測量。測量結(jié)果可按顏色分類等判斷測量數(shù)據(jù)是否在公差內(nèi)（如：將已完成的合格測點在圖形中顯示為綠色填充，不合格點顯示紅色填充等）。當(dāng)然，為了更好地使用此類工具，也可以對測量界面進行更深的開發(fā)，讓操作界面更智能。

圖7 數(shù)據(jù)接收原始模板示意圖

軟件系統(tǒng)的另一個功能是實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)將原始數(shù)據(jù)和計算后的數(shù)據(jù)結(jié)果存儲到數(shù)據(jù)庫內(nèi)，分析人員在分析數(shù)據(jù)時，根據(jù)需要將相應(yīng)數(shù)據(jù)讀出，進行進一步的計算，并按要求出具報告，并輸出各類圖表[1]。

圖8 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)示意圖

4 數(shù)字化測量儀展望

數(shù)字化手工測量也是屬于半自動測量，隨著計算機技術(shù)和集成電路技術(shù)的發(fā)展，半自動測量也將得到廣泛應(yīng)用，逐步代替手工測量并逐漸向自動化測量靠攏。此手工測數(shù)據(jù)測量儀量實現(xiàn)了高精度、高效率的測量和傳輸?shù)墓δ?，并且相較自動測量本身具有體積小、測量環(huán)境要求低的特點和優(yōu)勢。但是目前的測量點受產(chǎn)品結(jié)構(gòu)所限無法百分百測量、產(chǎn)品設(shè)變無法同步更新等問題也將隨著技術(shù)發(fā)展向著通用化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展，為測量業(yè)務(wù)的發(fā)展提供保障。

[1] 吳凌飛.基于ACCESS的三坐標(biāo)測量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)[D].南昌大學(xué), 2011.

Research on Sample Delivery Index of Vehicle Size Matching Parts

Yang Xiaolei, Wang Dichuan, Lv Weijuan, Song Xiang, Liu Long

( Geely Changxing New Energy Automobile Co., Ltd., Zhejiang Huzhou 313000 )

This paper introduces the structure and application of digital meter, the standard digital display measuring tool, by means of wireless transmission automatically record the measured value of the digital display tools directly into the measure -ment report, the current manual measuring precision and low efficiency of solution, implement the manual measuring half automation, with low cost implementation manual measurement "fast", "quasi", "province".

Digital measuring instrument;Wireless transmission system;Manual measuring

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.03.041

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楊小磊，女，主管工程師，就職于吉利長興新能源汽車有限公司，從事尺寸測量相關(guān)工作。