何 江

在機(jī)械加工制造業(yè)實(shí)際發(fā)展過程中，靈活運(yùn)用各種檢測技術(shù)可以切實(shí)提高制造業(yè)的生產(chǎn)效率及工作質(zhì)量，但這類檢測技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中仍然存在多個(gè)方面的問題。而精密檢測技術(shù)的衍生卻有效彌補(bǔ)了這一弊端，不僅極大地提高了零部件檢測的精度，還能結(jié)合其他技術(shù)手段提高機(jī)械加工制造產(chǎn)品的質(zhì)量，因此在機(jī)械加工制造領(lǐng)域中推動(dòng)精密檢測技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，已成為順應(yīng)新時(shí)代發(fā)展趨勢的必然選擇。

1 精密檢測技術(shù)概述

若想保證機(jī)械制造產(chǎn)品符合顧客提出的基本要求，就必須事先利用精密檢測技術(shù)對產(chǎn)品的參數(shù)、規(guī)格進(jìn)行測試，以此確保產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)。對于機(jī)械制造業(yè)而言，精密檢測技術(shù)一直發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，尤其在現(xiàn)代科技手段日益完善的背景下，機(jī)械加工制造領(lǐng)域也與時(shí)俱進(jìn)，將各項(xiàng)檢測設(shè)備及相關(guān)技術(shù)手段進(jìn)行了升級改造，使得當(dāng)前現(xiàn)行的檢測技術(shù)融合了智能設(shè)備的各種功能，如大數(shù)據(jù)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、光感技術(shù)以及傳感技術(shù)等先進(jìn)的科技手段。在現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中，精密檢測技術(shù)隨著現(xiàn)代科技手段的完善，取得了全新的發(fā)展成果，并且逐漸形成一種邏輯式檢測技術(shù)。與此同時(shí)，精密檢測技術(shù)中還融合了輻射檢測技術(shù)、超聲波檢測技術(shù)及高端輔助檢測技術(shù)，極大地滿足了機(jī)械加工制造領(lǐng)域?qū)ζ鞑脑O(shè)備提出的精密檢測要求。

2 精密檢測技術(shù)的類型

2.1 傳感器檢測技術(shù)

在機(jī)電一體化建設(shè)過程中，通常需要涉及到大量復(fù)雜的運(yùn)行模塊，其中測量模塊可以起到運(yùn)行管理、科學(xué)調(diào)控等方面的功能。尤其在傳感器與調(diào)控電路運(yùn)行過程中，測量模塊和機(jī)電一體化系統(tǒng)可以起到良好的調(diào)節(jié)作用，從根本上改善了機(jī)電一體化系統(tǒng)中的信號運(yùn)行參數(shù)及物理性能，并且在檢查模塊的動(dòng)作分析功能支持下，最終獲得的檢測結(jié)果還有多個(gè)方面的功能，如電壓調(diào)配、相位處理等。在此過程中，檢測模塊可以實(shí)時(shí)追蹤與反饋各項(xiàng)物理參數(shù)的時(shí)間變化曲線，將機(jī)電一體化系統(tǒng)中的有效變化與傳感器功能變化進(jìn)行可視化處理的同時(shí)，還能直觀清晰地檢測出傳感器各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)的運(yùn)行情況。將先進(jìn)的傳感器檢測技術(shù)應(yīng)用到機(jī)電一體化運(yùn)行系統(tǒng)，可以高效化采集各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，并為機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量提供基本保障。在機(jī)電一體化系統(tǒng)運(yùn)行過程中，傳感器檢測技術(shù)可以精準(zhǔn)反映出系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量及相關(guān)物理參數(shù)，并且不同傳感器類型的使用方式也存在明顯差異，同時(shí)傳感器的檢查方式與內(nèi)容處理方式也各不相同，但整體都有著較強(qiáng)的實(shí)用性特點(diǎn)。在傳感器檢測技術(shù)應(yīng)用過程中，系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)信息傳感器可以檢測出機(jī)電一體化系統(tǒng)的信息變化，在系統(tǒng)外部數(shù)據(jù)傳感器中的信息采集與數(shù)據(jù)分析功能的配合下，還能將整個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸劃分成觸覺改變與非觸覺改變等多種形式，而傳感器也會(huì)隨之變成接觸傳感器、非接觸傳感器兩種。其中接觸傳感器主要指觸覺接觸傳感器與壓力傳感器，而非接觸傳感器則包含了音控接觸器、溫度接觸器等多種類型。由此可知，在現(xiàn)代科技手段日益完善的背景下，傳感器檢測技術(shù)在科學(xué)、經(jīng)濟(jì)以及人文等領(lǐng)域中均有著廣泛的應(yīng)用前景，不僅有效提升了現(xiàn)代社會(huì)公眾的生活水平，還進(jìn)一步推動(dòng)了我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.2 機(jī)器視覺檢測技術(shù)

機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)可以有效提高機(jī)械加工制造領(lǐng)域下的產(chǎn)品柔性與自動(dòng)化水平，尤其在某些危險(xiǎn)系數(shù)較高的人工作業(yè)環(huán)境或人工視覺難以達(dá)到要求的場所，都需要通過機(jī)器視覺檢測代替人工視覺檢測。與此同時(shí)，在機(jī)械加工制造過程中，有效應(yīng)用機(jī)器視覺檢測技術(shù)可以切實(shí)保障產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，還能整體提高產(chǎn)品生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，并且機(jī)器視覺檢測技術(shù)相比于人工檢測方式，還有著速度快、精度高的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際上機(jī)器視覺檢測技術(shù)融合了視覺傳感器與圖像辨別算法，整體呈現(xiàn)出了良好的抗干擾性能，在生產(chǎn)現(xiàn)場中還能發(fā)揮高效化非接觸檢測與監(jiān)控功能。除此之外，機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)還可以依托于圖像攝取裝置，將待攝取目標(biāo)的基本信息轉(zhuǎn)化為圖像信號，并上傳給圖像處理系統(tǒng)，使得像素分布、亮度、顏色等信息進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。隨后利用圖像系統(tǒng)科學(xué)運(yùn)算、處理這些數(shù)字化信號，最后推導(dǎo)出被攝取目標(biāo)的基本特征，以最終獲得的判別結(jié)果為依據(jù)，嚴(yán)格把控現(xiàn)場機(jī)器設(shè)備的各種動(dòng)作，同時(shí)篩選出具有質(zhì)量

問題的產(chǎn)品。

2.3 三坐標(biāo)測量技術(shù)

三坐標(biāo)測量技術(shù)是融合了精密測量技術(shù)、光機(jī)電一體化技術(shù)以及云計(jì)算于一體的高科技測量技術(shù)，其在機(jī)械加工制造領(lǐng)域中有著精度高、柔性強(qiáng)、數(shù)字化水平高的優(yōu)勢，在機(jī)械加工制造、航空航天等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用前景，還在一定程度上為現(xiàn)代工業(yè)的質(zhì)量控制與檢測工作提供了技術(shù)層面的支持，極大地提高了零部件尺寸、規(guī)模、形狀等參數(shù)檢測的準(zhǔn)確性，并對整個(gè)加工過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督與管控。與此同時(shí)，將三坐標(biāo)測量技術(shù)運(yùn)用到零部件尺寸檢測與質(zhì)量控制工作，還可以有效替代傳統(tǒng)專用檢具，并對產(chǎn)品尺寸進(jìn)行高效化檢測，以微米級為單位保證零部件形位公差檢測的精度，這也是傳統(tǒng)測量技術(shù)遠(yuǎn)無法達(dá)到的高度。

3 精密檢測技術(shù)在機(jī)械加工制造領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 精密檢測技術(shù)的投入成本過多

盡管精密檢測技術(shù)在機(jī)械加工制造領(lǐng)域中已得到了廣泛應(yīng)用，還取得了理想的發(fā)展成果，但精密檢測技術(shù)在投入使用時(shí)仍需要花費(fèi)高昂的設(shè)備成本，而部分中小型制造企業(yè)遠(yuǎn)無法承擔(dān)過高的投入成本。基于此，在新時(shí)代發(fā)展形勢下，若想推動(dòng)精密檢測技術(shù)實(shí)現(xiàn)更深層次的發(fā)展，就必須在保證精密檢測技術(shù)質(zhì)量的基礎(chǔ)上適當(dāng)降低其使用成本，這也是當(dāng)前必須予以高度重視的研究課題。目前大部分小型企業(yè)可投入的資金成本有限，尚不具備引進(jìn)各種精密檢測設(shè)備的實(shí)力，使得企業(yè)最終生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量遠(yuǎn)無法達(dá)到相應(yīng)的要求和標(biāo)準(zhǔn)，在某種程度上加大了產(chǎn)品殘次率的同時(shí)，還弱化了機(jī)械加工制造企業(yè)在市場中的影響力和知名度。

3.2 精密檢測設(shè)備的自主研發(fā)能力不足

現(xiàn)階段我國機(jī)械加工制造產(chǎn)品的數(shù)量和規(guī)模正日益增長，該領(lǐng)域的覆蓋范圍也越發(fā)廣泛，而精密檢測技術(shù)在此過程中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，尤其是各種精密檢測設(shè)備為產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量提供了良好保障。但我國在精密設(shè)備制造過程中仍然缺乏對核心部件的自主研發(fā)能力，只能通過引進(jìn)國外研發(fā)的控制芯片來完成精密設(shè)備制造工作，在精密檢測設(shè)備核心部件的自主創(chuàng)新方面仍有所欠缺。這意味著我國精密檢測技術(shù)在未來發(fā)展階段仍然無法擺脫國外控制芯片的限制，在精密檢測工作實(shí)際開展過程中也會(huì)面臨著來自多個(gè)方面的阻礙?；诖耍覈仨毶钊胙芯烤軝z測技術(shù)在機(jī)械加工制造領(lǐng)域中的具體應(yīng)用，通過循序漸進(jìn)的方式加強(qiáng)我國對核心芯片的研發(fā)能力，進(jìn)一步推動(dòng)我國精密檢測技術(shù)的科技含量。

4 精密檢測技術(shù)在機(jī)械加工制造領(lǐng)域中的具體應(yīng)用

4.1 傳感器精密檢測儀器的具體應(yīng)用

石英這種超導(dǎo)體原本就有著極其優(yōu)越的性能，而石英傳感器又由敏感部件、傳感部件以及測量電路構(gòu)成。其中石英傳感器的敏感部件主要由石英晶體這種電子材料組成，沿著某個(gè)方向切割石英晶片后產(chǎn)生的電場或電壓，還會(huì)與機(jī)械應(yīng)力下的電壓成正比。與此同時(shí)，石英晶片在電場的作用下，還會(huì)與電場形成反比的電壓，也就是所謂的反向電壓效應(yīng)。由于石英晶體在溫度、電學(xué)以及機(jī)械等領(lǐng)域中均有著明顯優(yōu)勢，因此石英傳感器可以精準(zhǔn)控制機(jī)械加工制造零件。在機(jī)械加工過程中科學(xué)運(yùn)用激光傳感器這種精密檢測技術(shù)，可以有效規(guī)避檢測環(huán)境帶來的外在影響，從而體現(xiàn)出精確度高、抗干擾性強(qiáng)以及檢測效率高的優(yōu)點(diǎn)。將原件設(shè)備連接到計(jì)算機(jī)還能實(shí)時(shí)共享與傳輸檢測結(jié)果，在減輕人力負(fù)擔(dān)的同時(shí)還能體現(xiàn)出良好的便利性與實(shí)用性。

由于軸承生產(chǎn)加工極容易受到振動(dòng)、切削溫度、切削力等因素的影響，因此采集機(jī)械加工制造中的物理量時(shí)，應(yīng)盡可能選擇石英傳感器。在正式檢測前，可以將傳感器分別賦在各項(xiàng)檢測儀器中，以此采集各個(gè)儀器中傳輸?shù)墓ぷ黝l率信息，并將其作為機(jī)械加工檢測的參考依據(jù)。

在機(jī)械加工制造領(lǐng)域中應(yīng)用精密檢測技術(shù)時(shí)，既需要保證加工產(chǎn)品的檢測精度，又需要對加工產(chǎn)品做好數(shù)據(jù)運(yùn)算、分析工作，如檢測加工設(shè)備的切削力、溫度、變動(dòng)頻率等參數(shù)。在機(jī)械零件加工過程中，不僅需要對以上參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)檢測，還需要嚴(yán)格把控加工產(chǎn)品的精密度，充分考慮各種可能影響產(chǎn)品精度的客觀因素，這也對精密檢測技術(shù)以及精密設(shè)備的應(yīng)用提出了更高的要求。實(shí)際上精密檢測技術(shù)與設(shè)備的精準(zhǔn)度都會(huì)直接對加工產(chǎn)品的精準(zhǔn)度造成影響，尤其是機(jī)械加工制造過程中，極容易受到精密和超精密加工等因素的影響。一旦檢測到微小因素對加工產(chǎn)品造成影響，就必須客觀評估這些微小因素對加工產(chǎn)品的影響程度，同時(shí)有針對性地調(diào)整這些微小因素，切實(shí)保障加工產(chǎn)品的精確度。與此同時(shí)，應(yīng)用精密檢測技術(shù)時(shí)，還可以借助石英傳感器控制檢測過程中涉及到的各種微小物理量因素。如石英傳感器中的三維壓電測力儀可以精準(zhǔn)采集加工設(shè)備中出現(xiàn)的切割數(shù)據(jù)，并且這類傳感器還具有較高的精確度，不但覆蓋范圍廣，在實(shí)際應(yīng)用過程中還有著較高的便利性?，F(xiàn)階段石英傳感器無論是在國外還是在國內(nèi)，都已成為精密檢測工作中的首要選擇。

4.2 激光精密測量儀器的具體應(yīng)用

現(xiàn)階段各行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展都離不開激光器的支持，究其根本原因在于激光有著獨(dú)特的性能，利用激光可以嚴(yán)格把控機(jī)械加工制造過程，并且激光還為精密檢測識別技術(shù)提供了發(fā)光方向與亮度方面的支持。激光檢測主要通過光的干擾性能與散射、衍射的基本特性來完成精密檢測工作，其中干擾指兩個(gè)波疊加后形成的復(fù)合波現(xiàn)象，散射指光在介質(zhì)的不均勻特征下朝著四面發(fā)散的現(xiàn)象，而衍射指光經(jīng)過障礙物或小孔碰撞后繼續(xù)散射的波現(xiàn)象。在機(jī)械加工制造領(lǐng)域中應(yīng)用激光各種精密檢測技術(shù)時(shí)，可以精準(zhǔn)測量重要零件的數(shù)據(jù)信息，并且在實(shí)際測量過程中也不會(huì)對零件造成損害。實(shí)際上激光精密測試儀最明顯的優(yōu)勢在于其不會(huì)直接接觸零部件，也就是通過非接觸的方式進(jìn)行檢測。相比于其他測試儀，激光精密測試儀對零件形狀、尺寸的要求相對較低，在測試過程中還能表現(xiàn)出較高的工作效率。

激光精密測量儀器可以有效采集逆向工程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息。在機(jī)械加工制造過程中，某些加工產(chǎn)品的精密度需要達(dá)到亞微米或納米等級別，這一要求必須通過精密度更高的儀器來實(shí)現(xiàn)。而先進(jìn)的激光精密測量儀器不僅有著0.1nm～10nm的分辨率，還能充分滿足加工產(chǎn)品的高精度測量要求。在激光精密測量儀器實(shí)際應(yīng)用過程中，需要借助在線控制技術(shù)檢測相應(yīng)的控制元件，依托于高精度成像設(shè)備建造的零件模型，不僅有著較高的自動(dòng)化生產(chǎn)水平，還能最大限度地降低零件生產(chǎn)成本。最重要的是，激光精密測量儀器可以在機(jī)器視覺精密檢測技術(shù)的支持下有效落實(shí)零部件測量工作，即便是測量某些大尺寸零件，也能通過簡便操作完成。因此，激光精密測量儀器不僅在機(jī)械加工制造領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用范圍，最終生產(chǎn)出的機(jī)械加工制造產(chǎn)品也有著良好的質(zhì)量保障。最重要的是，科學(xué)應(yīng)用激光精密測量儀器還有助于簡化精密測量程序，最大限度地提高加工產(chǎn)品精密測量的科學(xué)性與準(zhǔn)確性。

4.3 機(jī)器視覺檢測技術(shù)的具體應(yīng)用

機(jī)器視覺精密檢測技術(shù)作為一項(xiàng)新型技術(shù)手段，其在實(shí)際應(yīng)用過程中主要參照了相機(jī)原理，將拍攝后的零部件照片傳輸?shù)接?jì)算機(jī)處理器后，即可利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)對比分析零部件的尺寸和形狀。這種機(jī)器視覺精密檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于不需要任何高端特殊設(shè)備，即便是普通的相機(jī)也可以完成拍攝工作，并且整個(gè)機(jī)器視覺識別過程也有著較高的效率，在特殊情況下還可以通過遠(yuǎn)程識別的方式檢測零部件的參數(shù)信息。

機(jī)器視覺檢測技術(shù)主要通過攝像器件來實(shí)施在線監(jiān)測模式，有效采集軸承形狀、尺寸等參數(shù)信息的同時(shí)，還能實(shí)時(shí)監(jiān)督與管控機(jī)械加工管理工作，因此這項(xiàng)技術(shù)在機(jī)械加工檢測工作中起到了不可替代的作用。在機(jī)器視覺檢測技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中，通常需要將軸承參數(shù)信息傳遞與存儲到計(jì)算機(jī)中，并將這組數(shù)據(jù)定性為對照組，而機(jī)器視覺檢測后得到的數(shù)據(jù)則為實(shí)驗(yàn)組。將這兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析后可知，若兩組數(shù)據(jù)中的差值在誤差允許范圍內(nèi)，那么該項(xiàng)檢測技術(shù)就達(dá)到了軸承加工標(biāo)準(zhǔn)。若軸承產(chǎn)品的質(zhì)量未達(dá)到要求，還需要將其進(jìn)行返廠處理。這種軸承加工檢測技術(shù)不但有著較高的精確度與時(shí)效性，在實(shí)際應(yīng)用過程中涉及到的操作也較為簡便，不僅減輕了大量的人力負(fù)擔(dān)，還能為機(jī)械加工廠的軸承產(chǎn)品檢測工作提供技術(shù)層面的支持。

4.4 三坐標(biāo)測量技術(shù)的具體應(yīng)用

三坐標(biāo)測量技術(shù)對硬件配置和測量環(huán)境提供了較高的要求。其中測量環(huán)境方面的應(yīng)用要求指溫度、壓力、濕度等數(shù)值必須達(dá)到設(shè)備正常運(yùn)行的測量范圍之內(nèi)，而硬件配置方面的要求指探針配置、工作裝夾等設(shè)備，可以在三坐標(biāo)測量技術(shù)支持下采集到相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。基于信息發(fā)送裝置，沿著X軸、Y軸、Z軸這三個(gè)方向讀取相關(guān)信息后，還需要建立系統(tǒng)的空間坐標(biāo)軸，依托于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件讀取零件在加工生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的誤差信息。在機(jī)械加工制造中科學(xué)運(yùn)用三坐標(biāo)測量技術(shù)，可以有效提高數(shù)據(jù)分析處理工作的效率以及數(shù)據(jù)測量的精確度，同時(shí)保障機(jī)械加工零件的生產(chǎn)質(zhì)量。

5 精密檢測技術(shù)在機(jī)械加工制造領(lǐng)域的未來發(fā)展趨勢

5.1 實(shí)現(xiàn)零廢品生產(chǎn)目標(biāo)

機(jī)械加工制造領(lǐng)域在未來發(fā)展階段既需要保證產(chǎn)品制造質(zhì)量，又需要達(dá)到零廢品生產(chǎn)狀態(tài)。而這一理想過程的實(shí)現(xiàn)離不開先進(jìn)的精密檢測技術(shù)支持。在零部件生產(chǎn)加工過程中，精密檢測技術(shù)與加工質(zhì)量、零部件裝配質(zhì)量存在密不可分的關(guān)聯(lián)，若想真正意義上達(dá)到零廢品生產(chǎn)狀態(tài)，就必須不斷優(yōu)化精密檢測技術(shù)的操作流程。例如，在生產(chǎn)機(jī)床加工過程中，必須從整體角度出發(fā)設(shè)想機(jī)床的檢測質(zhì)量，從源頭上避免機(jī)床在實(shí)際加工過程中產(chǎn)生各種不必要的廢品，以此為零廢品生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定良好基礎(chǔ)。

5.2 全面推廣視覺測試技術(shù)

基于現(xiàn)代視覺理論與科技手段的日益完善，視覺測試技術(shù)作為一項(xiàng)非接觸式檢測技術(shù)，主要用于模擬人工視覺擁有的某些功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)人工視覺無法達(dá)到的某些要求或標(biāo)準(zhǔn)，因此視覺測試技術(shù)將會(huì)在電子光學(xué)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。將精密檢測技術(shù)與視覺測試技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，不但能有效提高視覺檢測的精度，還能在傳統(tǒng)汽車領(lǐng)域中建立起高效化、高精度數(shù)字掃描系統(tǒng)。例如，精準(zhǔn)測量汽車的三維立體尺寸，可以有效避免零部件在制造過程中生成具有誤差的殘次品，同時(shí)進(jìn)一步拓展產(chǎn)品的市場化發(fā)展。

6 結(jié)語

在現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中，我國機(jī)械加工制造領(lǐng)域逐漸在精密檢測技術(shù)的理論探究與實(shí)踐應(yīng)用等方面取得了明顯成效，并且在新時(shí)代發(fā)展形勢下精密檢測技術(shù)的使用范圍也越來越廣泛，這意味著精密檢測技術(shù)在未來將會(huì)迎來全新的發(fā)展趨勢。隨著我國機(jī)械加工制造領(lǐng)域的快速發(fā)展與進(jìn)步，各種高精度生產(chǎn)零部件將會(huì)廣泛應(yīng)用到各行業(yè)領(lǐng)域，并與社會(huì)公眾的日常生活實(shí)際息息相關(guān)，而這一理想目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要先進(jìn)的精密檢測技術(shù)支持，因此在當(dāng)前發(fā)展階段，必須推動(dòng)精密檢測技術(shù)實(shí)現(xiàn)更高水平的革新與研發(fā)。