精密測量在自動(dòng)化生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

摘 要：作為自動(dòng)化生產(chǎn)中必不可少的一環(huán)，精密測量近年來同樣實(shí)現(xiàn)了長足發(fā)展，確保其在自動(dòng)化生產(chǎn)中科學(xué)合理應(yīng)用，可切實(shí)提升制造企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量、效率。文章通過闡述精密測量技術(shù)發(fā)展，對精密測量在自動(dòng)化生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行探討，旨在為如何促進(jìn)自動(dòng)化生產(chǎn)的安全有序開展研究適用提供一些思路。

關(guān)鍵詞：精密測量技術(shù)；自動(dòng)化生產(chǎn)；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.003

0 引言

伴隨科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，生產(chǎn)制造行業(yè)不斷趨向于工廠智能化、設(shè)備智能化以及系統(tǒng)信息化，這一發(fā)展變革勢必不斷推進(jìn)生產(chǎn)制造企業(yè)達(dá)成“智能工廠”的目標(biāo)。作為自動(dòng)化生產(chǎn)中必不可少的一環(huán)，精密測量近年來同樣實(shí)現(xiàn)了長足發(fā)展，確保其在自動(dòng)化生產(chǎn)中科學(xué)合理應(yīng)用，可切實(shí)提升制造企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量、效率。由此可見，對精密測量在自動(dòng)化生產(chǎn)中的應(yīng)用開展研究，有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 精密測量技術(shù)發(fā)展概述

早期的精密測量設(shè)備，主要是依托人機(jī)對話操作，逐步達(dá)成產(chǎn)品檢測結(jié)果的輸出及評定，伴隨精密測量設(shè)備的不斷發(fā)展，現(xiàn)代綜合性精密測量設(shè)備已然可達(dá)成編程后的全自動(dòng)測量及評定[1]。測量程序的編寫轉(zhuǎn)變成精密測量活動(dòng)中尤為關(guān)鍵的一環(huán)，一方面受編程人員專業(yè)素質(zhì)很大程度影響，一方面受產(chǎn)品自身技術(shù)要求很大程度影響。編程人員既要明確部件的生產(chǎn)、加工流程，還要明確生產(chǎn)圖紙對應(yīng)的一系列要求?，F(xiàn)階段，較常應(yīng)用于編程測量的精密設(shè)備以三坐標(biāo)測量儀為主，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測量、掃描功能，具備良好的穩(wěn)定性及測量精度。

2 精密測量在自動(dòng)化生產(chǎn)中的應(yīng)用

全面生產(chǎn)制造企業(yè)在當(dāng)前社會(huì)發(fā)展背景下，要緊緊跟隨社會(huì)前進(jìn)步伐，強(qiáng)化改革創(chuàng)新，強(qiáng)化對國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的學(xué)習(xí)借鑒，切實(shí)推進(jìn)精密測量在自動(dòng)化生產(chǎn)中的科學(xué)合理應(yīng)用，如何進(jìn)一步促進(jìn)自動(dòng)化生產(chǎn)的安全有序開展可以將下述內(nèi)容作為切入點(diǎn)：

2.1 精密測量在刀具狀態(tài)測量中的應(yīng)用

（1）直接測量法。直接測量法可識(shí)別刀刃外觀、表面品質(zhì)或者幾何形狀轉(zhuǎn)變等，通常僅適用于不切削時(shí)開展。主要的測量方法包括有：電阻測量法、微結(jié)構(gòu)鍍層法、射線測量法、光學(xué)測量法等。以電阻測量法為例，其是借助待測切削刃與傳感器接觸形成的電信號(hào)脈沖，以實(shí)現(xiàn)對待測刀具磨損狀態(tài)的測量。該種測量方法有著傳感器價(jià)格較低的優(yōu)點(diǎn)，不足之處則是傳感器選材要求較為嚴(yán)格，不僅要求具備良好的可切削性，還要求對刀具使用周期不會(huì)帶來顯著影響。此外，該項(xiàng)方法的另一個(gè)不足之處在于工作可靠性不足，這是由于切削、刀具上的積屑往往會(huì)引發(fā)傳感器接觸部分短路，進(jìn)一步對精度造成不利影響。

（2）間接測量法。間接測量法是借助刀具磨損或者將要磨損時(shí)的狀態(tài)對各種工作參數(shù)的影響成效，測量表現(xiàn)刀具磨損、破損的相關(guān)影響程度的參量，可于刀具切削時(shí)測量，而不會(huì)對切削加工過程造成影響，其缺點(diǎn)則是測量獲取的一系列過程信號(hào)中存在各式各樣的干擾因素。雖然如此，伴隨信息分析處理技術(shù)、模式識(shí)別技術(shù)的不斷發(fā)展，該項(xiàng)測量方法依舊得到了廣泛的推廣，并收獲了良好的測量成效。主要的測量方法包括有：聲發(fā)射測量法、切削力測量法、功率信號(hào)測量法、切削溫度測量法等。以聲發(fā)射測量法為例，該種方法是經(jīng)由分析切削過程中形成的振動(dòng)信號(hào)，來實(shí)現(xiàn)對刀具磨損狀態(tài)的間接測量。其測量機(jī)制在于材料在切削過程中，產(chǎn)生切削，并發(fā)出一種斷裂波，該種波不僅與工件材料性質(zhì)存在一定關(guān)聯(lián)，其頻率范圍、幅值還與刀具磨損狀態(tài)有著緊密聯(lián)系[2]。聲發(fā)射信號(hào)源自切削加工點(diǎn)，與刀具磨損密切關(guān)聯(lián)，不會(huì)受切削條件轉(zhuǎn)變過大影響，可實(shí)現(xiàn)對刀具磨損的實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。聲發(fā)射測量技術(shù)具備響應(yīng)迅速、靈敏度高、操作便捷等優(yōu)點(diǎn)，有著良好的發(fā)展前景。

2.2 精密測量在大型工件幾何形位測量中的應(yīng)用

相較于中小尺寸零件、大長度尺寸零件，大型工件內(nèi)外徑精密測量存在諸多不同特征及測量難點(diǎn)，主要表現(xiàn)為：（1）被測量物體具有重量高、體積大、加工周期長等特征，一方面對測量可靠性提出了嚴(yán)苛的要求，一方面測量僅可于加工現(xiàn)場開展，所以測量條件有限，溫度控制難度大。（2）由于工件被瞄準(zhǔn)、測量點(diǎn)處在一大圓弧面上，測量臂較長，測量線無法與被測量線實(shí)現(xiàn)重合，產(chǎn)生較大的阿貝誤差，難以運(yùn)用一般瞄準(zhǔn)方法對其開展瞄準(zhǔn)、定位。（3）由于大型工件形狀復(fù)雜、體積龐大，自傳熱學(xué)理論層面而言，其屬于非等溫體，無法運(yùn)用溫度調(diào)節(jié)手段對其溫度造成的測量誤差開展調(diào)節(jié)?，F(xiàn)階段，一些生產(chǎn)企業(yè)推行特制卡規(guī)開展測量，該種測量方法顯然較為落后難以滿足高精度測量要求。鑒于此，可采取半導(dǎo)體激光測頭、光柵位移檢測技術(shù)對加工中的大型工件開展在線測量，該種測量方法可實(shí)現(xiàn)大型工件不同內(nèi)外徑開展高速、高精度的非接觸在線檢測[3]。另外，現(xiàn)階段大型發(fā)電設(shè)備的相關(guān)零部件、重型容器等裝備的主要工件大多運(yùn)用超聲手工掃查測量，測量效率不足，工作負(fù)荷大，還難以確保對工件依據(jù)給定軌跡開展全面的覆蓋測量。為了提升測量質(zhì)量及工作效率，研發(fā)各式各樣自動(dòng)化在線掃描測量技術(shù)是近些年的一個(gè)主要研究方向。

3 結(jié)束語

總而言之，現(xiàn)階段我國已躋身為全球制造業(yè)大國，并不斷向制造業(yè)強(qiáng)國行列邁進(jìn)。于此期間，我國務(wù)必要不斷提升自動(dòng)化生產(chǎn)的質(zhì)量、精度，這便要求要提升自動(dòng)化生產(chǎn)的測量水平。鑒于此，生產(chǎn)制造企業(yè)相關(guān)人員務(wù)必要不斷鉆研研究、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高對精密測量技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r的有效認(rèn)識(shí)，強(qiáng)化精密測量在自動(dòng)化生產(chǎn)中的科學(xué)合理應(yīng)用，進(jìn)而積極促進(jìn)自動(dòng)化生產(chǎn)的安全有序開展。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡曉芳，曲杰.檢測技術(shù)在自動(dòng)化機(jī)械制造系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].電子測試，2016，12（03）：104-105.

[2]FUCHS，F(xiàn)RANZ，GNANNT.精密測量在自動(dòng)化生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代制造，2014，23（26）：70.

[3]王師.淺析檢測技術(shù)在自動(dòng)化機(jī)械制造系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2013，09（02）：104-105.

作者簡介：范新峰（1991-），男，河南新鄉(xiāng)人，本科，助理工程師，研究方向：技術(shù)開發(fā)。