機械加工制造中精密檢測技術的應用研究

張云

摘 要：21世紀是制造業(yè)的時代，機械加工制造業(yè)中精密檢測技術的發(fā)展速度相當迅速，現(xiàn)已精準到零點幾微米的檢測精度。機械加工制造中的檢測技術主要包括技術測量和精密測量，檢測是對構件的幾何參數(shù)進行測量，包括對長度、角度、表面粗糙度、形狀和位置等的誤差測量。精密檢測技術應用范圍廣，為機械加工制造業(yè)提供了技術保障和支持，為機械加工業(yè)蓬勃發(fā)展奠定了基礎?；诖?，本文對機械加工制造中精密檢測技術的相關應用展開論述。

關鍵詞：機械加工；制造；精密檢測技術；檢測儀器

中圖分類號：TH16 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）19-0068-02

Application Research of Precision Inspection Technology in

Machining and Manufacturing

ZHANG Yun

（Hunan Industry Polytechnic，Changsha Hunan 410208）

Abstract： In twenty-first Century， the era of manufacturing industry， the rapid development of precision detection technology in machining manufacturing industry has been accurate to zero points and several microns. The testing technology in machining manufacturing mainly includes technical measurement and precision measurement. Detection is the measurement of the geometric parameters of the component， including the measurement of the error of length， angle， surface roughness， shape and position. The precision testing technology is widely applied， providing technical support and support for the mechanical processing industry， laying the foundation for the vigorous development of the mechanical processing industry. Based on this， this paper discussed the related applications of precision inspection technology in machining and manufacturing.

Keywords： machining；manufacturing；precision testing technology；testing instruments

測量學科中的精密檢測技術運用在機械加工制造業(yè)中，為制造業(yè)的蓬勃發(fā)展創(chuàng)造了良好的契機。隨著科學技術的發(fā)展，我國對精密檢測技術也進行了深入研究，檢測精確度也得到了明顯提升，先進的機械加工制造業(yè)技術的普及，也帶動了精密檢測技術的大力發(fā)展。精密檢測綜合了多項技術，以保證生產的產品符合精度要求，做到零部件的尺寸及外形準確無誤[1]。機械加工制造業(yè)中的精密檢測技術已成為時代發(fā)展中必不可少的一部分，也推動著社會的發(fā)展，更是時代發(fā)展的潮流。

1 精密檢測技術的簡要介紹

為了保證機械制造的產品規(guī)格型號及外形尺寸達到設計精度要求，需要對產品進行批量檢測，使其設計精度和質量都達到設計標準，使用到的檢測方法主要有傳統(tǒng)的物理檢測方法。隨著科學技術的發(fā)展，智能技術的普及，目前使用的檢測技術綜合了計算機和計算機軟件、光學技術、聲學技術和傳感技術等技術[2]，實現(xiàn)了邏輯式檢測。隨著光電檢測技術的應用、輻射檢測技術的應用、電量檢測技術的應用、阻抗檢測技術的應用、超聲檢測技術的應用和特殊復雜傳感技術集成應用的混合使用，實現(xiàn)了精密檢測[3]。

2 精密檢測技術的種類

在機械加工制造業(yè)中運用精密檢測技術已相當普遍，且其在機械加工制造業(yè)中具有舉足輕重的地位。

2.1 機械加工制造中激光的精密檢測技術

激光目前運用的范圍廣泛，機械加工制造中使用激光進行精密檢測的原理是利用激光特有的性質，其定向發(fā)光及亮度極高均為精密檢測技術提供了技術支持。激光檢測利用的是光的干涉、散射及衍射。其中，干涉為兩波重疊時組成新合成波的現(xiàn)象；散射是指由傳播介質的不均勻性引起的光線向四周射去的現(xiàn)象；衍射是波遇到障礙物或小孔后通過散射繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。使用激光主要是對機械加工制造中的主要零件進行檢測，測量的數(shù)據(jù)準確、效率高，不損害零件。利用激光精密檢測儀器的最大優(yōu)點是無需接觸到零件，此檢測技術稱為非接觸式檢測儀器，這種精密檢測儀器與其他檢測儀器相比，具有對零件的形狀及尺寸的要求低、效率高、對零件無損傷等優(yōu)點。

2.2 機械加工制造中激光的石英傳感器的精密檢測技術

石英具備良好的超導體，其傳感器主要由敏感元件、傳感元件和測量電路等組成。石英傳感器采用的是石英晶體作為敏感元件，石英晶體是一種重要的電子材料。沿一定方向切割的石英晶片，當受到機械應力作用時將產生與應力成正比的電場或電荷，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應。反之，當石英晶片受到電場作用時，將產生與電場成反比的應變，這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應。正、逆兩種效應合稱為壓電效應。石英晶體不僅具有壓電效應，還具有優(yōu)良的機械特性、電學特性和溫度特性，這就是石英傳感器作為精密檢測的原因。機械加工制造中激光的石英傳感器的精密檢測技術的主要優(yōu)點是檢測環(huán)境不受外界的影響，抗干擾性強、效率高、檢測速度快且精度高，原件與計算機設備對接，能夠實現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的傳輸，降低工作強度、操作便捷，便于攜帶。

2.3 機械加工制造中機器視覺的精密檢測技術

機器視覺的精密檢測技術是近幾年才發(fā)展起來的一項新技術，主要使用原理和照相機的原理類似。其通過對零部件進行拍攝獲得照片，通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將圖像傳送至計算機處理器中，通過一系列的對比及分析，確保零部件的外形尺寸符合要求。這項技術的主要優(yōu)點是無需特殊設備，普通的照相機也可以作為檢測設備，且檢測的速度快，并且能遠程在線檢測。

2.4 精密檢測技術在機械加工制造中的綜合應用

對零件進行精度檢測，需要進行幾何精度的檢測和對零件的外形尺寸及各種物理量進行詳細檢測，特別是零部件對精度要求嚴格的產品更需要嚴格把控。如航天空城領域、飛機制造業(yè)領域及軍事制造業(yè)對零部件精確度的要求更加嚴格。

對零部件的精密檢測主要包括對零件的切削溫度、切削力、振動等物理量進行精密檢測，確保零部件的削切性能符合要求。這主要使用基于石英傳感器的精密檢測技術，其能夠使測定的數(shù)據(jù)更加精準，且具備更高的靈敏度。例如，壓電式三向車削測力儀、壓電式三向銑削測力儀、壓電式三向磨削測力儀和無定心鉆削測力儀等儀器，被廣泛應用于測量切削過程中復雜的力學數(shù)據(jù)，這些都是基于石英傳感器的精密檢測技術。

對于零部件幾何量的測量，三坐標測量儀能夠滿足對零部件所有幾何量的測量。幾何量的測量主要包括對零件三維尺寸的測量、外形形狀和嚴格控制的位置進行精確測量。這項技術主要是基于激光精密檢測技術，該技術的普及，大大提高了測量的精確度（精度主要包括微米級、亞微米級、納米級），也提高了制造業(yè)對零部件的要求。

基于視覺精密技術的機器視覺精密檢測儀通常使用在遠程及在線的精密儀器檢測中，對零部件的生產工藝進行實時監(jiān)控，確保零部件的生產工藝及質量滿足精密儀器檢測的要求，從而提高零部件的生產效率及質量。這確保生產流水線上的產品均能滿足要求，也提高了檢測的效率，簡化了檢測技術的方法，能夠遠程控制。

3 結語

隨著機械加工制造中精密檢測技術的普及，機械加工零部件的精度有了明顯提高，質量也隨之得到了提高，使得我國在機械加工制造領域中的零件加工水平不斷提升，這源于我國在此項技術上投入了大量的人力及物力。但目前，我國的這些精密檢測儀器設備的價格昂貴，小型企業(yè)承擔不起昂貴的設備費用，因此，只有對這些設備進行深入改革，尋求價格低廉的材料代替昂貴的材料，才能使精密檢測技術得到快速發(fā)展。

參考文獻：

[1]李偉偉，李雅寧，白偉.精密接觸掃描測頭機械系統(tǒng)關鍵技術研究[J].現(xiàn)代制造技術與裝備，2016（1）：6-7.

[2]陳永強.高校精密測量技術實訓中心建設實踐與探索[J].吉林工程技術師范學院學報，2016（3）：16-18.

[3]胡曉芳，曲杰.檢測技術在自動化機械制造系統(tǒng)中的應用研究[J].電子測試，2016（3）：104-105.