淺析機械加工在線測量技術(shù)

楊紅良 汲續(xù)財

（哈爾濱東安機電制造有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱 150060）

淺析機械加工在線測量技術(shù)

楊紅良 汲續(xù)財

（哈爾濱東安機電制造有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱 150060）

機械加工作為先進制造技術(shù)中的基層作業(yè)，其基本目標是在節(jié)約成本、提高效率的基礎(chǔ)上，保證產(chǎn)品質(zhì)量。在線測量技術(shù)作為這一工作中的重要衡量標準，具有十分重要的作用和意義。本文詳細闡述了在線測量技術(shù)的工作原理，并針對現(xiàn)有的在線測量線路進行分析，探究了在線測量技術(shù)的應(yīng)用流程。

機械加工 在線測量 離線測量 工作原理

在線測量技術(shù)是指零件在加工的過程中通過在線測量系統(tǒng)保持零件位置不變，直接進行測量的一項新技術(shù)。通常情況下，該技術(shù)是通過數(shù)控機床開發(fā)和集成測量系統(tǒng)來實現(xiàn)，且貫穿于整個機械加工過程，有助于優(yōu)化機械加工工藝和保證零件質(zhì)量。目前，隨著機械加工技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的測量工具無論是在測量效率還是在測量精度上都存在一定的局限性，制約了機械加工技術(shù)的發(fā)展。因此，深入對機械加工在線測量技術(shù)進行分析勢在必行，具有劃時代意義。

1 在線測量原理

適用于工程技術(shù)的線路板中，電網(wǎng)絡(luò)由各種元件組成，十分復(fù)雜。在將網(wǎng)絡(luò)中的某一個特定元件參數(shù)測量出來（如圖1所示），則需要將元件焊下測量，否則其測量結(jié)果無法完全準確。例如，在AB亮點中加入電壓激勵，其響應(yīng)電流會同時流經(jīng)61，， ZZZX，形成更為復(fù)雜的電流環(huán)路，顯然在這一情況下采用伏安法對電阻測量無效。

但如果將圖1中C點聯(lián)接D點，則可將電路簡化為圖2所示，再將圖2中的電路如圖3進行聯(lián)接，則能使經(jīng)過aZ與bZ的電流為零，此時可采用伏安法對其進行測量。在機械加工過程中，最為常用的是磨削和車削過程，主要針對工件直徑的在線測量，還包括車削過程中圓柱度、圓度及表面粗糙度的在線監(jiān)測，其中，在線測量的準確性是一項核心要素，主要取決于測量機構(gòu)和測量傳感器等硬件的準確度，還跟測量方法和數(shù)據(jù)處理方法有關(guān)。由于機械加工是一項十分復(fù)雜的過程，加工中冷卻液澆筑、機床振動、機械加工中產(chǎn)生的熱量，會導(dǎo)致測量零件的加工難度增大?，F(xiàn)階段，已有的測量技術(shù)包括在線測量技術(shù)和離線測量技術(shù)兩大類。兩者相互比較，后者通常要搬運零件和重復(fù)裝夾，不具適用性和可操作性，在線測量技術(shù)具有較高的生產(chǎn)效率和適用性，測量誤差較小，是未來測量技術(shù)的主要發(fā)展趨勢。

圖1

圖2

2 在線測量線路分析

圖3

圖4 三線隔離原理示意圖

其中， Z01與 Z02分別是電壓源內(nèi)阻和 Z03之和、電流源內(nèi)阻和Z03之和，而 Z03則是線路殘余阻抗。其測量誤差公式為：

在測量誤差公式中，由于與電路阻抗相比， Z01，Z02普遍較小，因此最后一項可忽略不計，而第一項是單獨測量 Zx出現(xiàn)的誤差，中間項則是真正的隔離誤差，其誤差γ＇為：

3 在線測量技術(shù)的應(yīng)用流程

將在線測量技術(shù)應(yīng)用到數(shù)控加工流程中，能對其產(chǎn)生較大的影響。隨著在線測量技術(shù)與數(shù)控加工技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控加工-在線測量的制造流程已經(jīng)步入成熟階段，這一制造流程的實際應(yīng)用較為廣泛。在數(shù)控加工-在線測量系統(tǒng)中，測量系統(tǒng)與加工系統(tǒng)是同步的。相比離線測量技術(shù)，在線測量大大減少了工序測量中的操作步驟，如拆卸、搬運、裝夾等，不僅使制造流程得以簡化，還促使生產(chǎn)流程形成“扁平化”，有效提高了生產(chǎn)效率。同時，在線測量技術(shù)與數(shù)控加工技術(shù)之間可以相互影響，產(chǎn)生有效的反饋信息。在線測量技術(shù)的反饋信息能直接成為制定加工工藝的客觀依據(jù)，對于優(yōu)化加工工藝、提升產(chǎn)品質(zhì)量而言有重要意義。

4 結(jié)語

綜上所述，在線測量技術(shù)在機械加工中的廣泛應(yīng)用，有效提高了機械生產(chǎn)自動化程度，推動機械加工步入了一個新階段。但從整體情況來看，還存在或多或少的問題和不足，不利于機械加工技術(shù)的發(fā)展，這就要求技術(shù)人員加強對其的研究，不斷總結(jié)和完善已有的技術(shù)，以創(chuàng)新出更具適用性的測量技術(shù)，為提高機械加工的生產(chǎn)效率作出重要貢獻。

［1］宋殿友.精密PSD微位移在線測量技術(shù)的研究與應(yīng)用［D］.天津大學(xué)，2012.

［2］管傳富.在線測量技術(shù)在數(shù)控加工中的應(yīng)用［J］.裝備制造技術(shù)，2011（3）：134-136.