精密測量在自動化生產中的應用研究

摘 要：作為自動化生產中必不可少的一環，精密測量近年來同樣實現了長足發展，確保其在自動化生產中科學合理應用，可切實提升制造企業生產質量、效率。文章通過闡述精密測量技術發展，對精密測量在自動化生產中的應用進行探討，旨在為如何促進自動化生產的安全有序開展研究適用提供一些思路。

關鍵詞：精密測量技術；自動化生產；應用

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

0 引言

伴隨科學技術的飛速發展，生產制造行業不斷趨向于工廠智能化、設備智能化以及系統信息化，這一發展變革勢必不斷推進生產制造企業達成“智能工廠”的目標。作為自動化生產中必不可少的一環，精密測量近年來同樣實現了長足發展，確保其在自動化生產中科學合理應用，可切實提升制造企業生產質量、效率。由此可見，對精密測量在自動化生產中的應用開展研究，有著十分重要的現實意義。

1 精密測量技術發展概述

早期的精密測量設備，主要是依托人機對話操作，逐步達成產品檢測結果的輸出及評定，伴隨精密測量設備的不斷發展，現代綜合性精密測量設備已然可達成編程后的全自動測量及評定[1]。測量程序的編寫轉變成精密測量活動中尤為關鍵的一環，一方面受編程人員專業素質很大程度影響，一方面受產品自身技術要求很大程度影響。編程人員既要明確部件的生產、加工流程，還要明確生產圖紙對應的一系列要求。現階段，較常應用于編程測量的精密設備以三坐標測量儀為主，可實現自動測量、掃描功能，具備良好的穩定性及測量精度。

2 精密測量在自動化生產中的應用

全面生產制造企業在當前社會發展背景下，要緊緊跟隨社會前進步伐，強化改革創新，強化對國內外先進技術的學習借鑒，切實推進精密測量在自動化生產中的科學合理應用，如何進一步促進自動化生產的安全有序開展可以將下述內容作為切入點：

2.1 精密測量在刀具狀態測量中的應用

（1）直接測量法。直接測量法可識別刀刃外觀、表面品質或者幾何形狀轉變等，通常僅適用于不切削時開展。主要的測量方法包括有：電阻測量法、微結構鍍層法、射線測量法、光學測量法等。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脈沖，以實現對待測刀具磨損狀態的測量。該種測量方法有著傳感器價格較低的優點，不足之處則是傳感器選材要求較為嚴格，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帶來顯著影響。此外，該項方法的另一個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引發傳感器接觸部分短路，進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的狀態對各種工作參數的影響成效，測量表現刀具磨損、破損的相關影響程度的參量，可于刀具切削時測量，而不會對切削加工過程造成影響，其缺點則是測量獲取的一系列過程信號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、模式識別技術的不斷發展，該項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：聲發射測量法、切削力測量法、功率信號測量法、切削溫度測量法等。以聲發射測量法為例，該種方法是經由分析切削過程中形成的振動信號，來實現對刀具磨損狀態的間接測量。其測量機制在于材料在切削過程中，產生切削，并發出一種斷裂波，該種波不僅與工件材料性質存在一定關聯，其頻率范圍、幅值還與刀具磨損狀態有著緊密聯系[2]。聲發射信號源自切削加工點，與刀具磨損密切關聯，不會受切削條件轉變過大影響，可實現對刀具磨損的實時預報。聲發射測量技術具備響應迅速、靈敏度高、操作便捷等優點，有著良好的發展前景。

2.2 精密測量在大型工件幾何形位測量中的應用

相較于中小尺寸零件、大長度尺寸零件，大型工件內外徑精密測量存在諸多不同特征及測量難點，主要表現為：（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苛的要求，一方面測量僅可于加工現場開展，所以測量條件有限，溫度控制難度大。（2）由于工件被瞄準、測量點處在一大圓弧面上，測量臂較長，測量線無法與被測量線實現重合，產生較大的阿貝誤差，難以運用一般瞄準方法對其開展瞄準、定位。（3）由于大型工件形狀復雜、體積龐大，自傳熱學理論層面而言，其屬于非等溫體，無法運用溫度調節手段對其溫度造成的測量誤差開展調節。現階段，一些生產企業推行特制卡規開展測量，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，可采取半導體激光測頭、光柵位移檢測技術對加工中的大型工件開展在線測量，該種測量方法可實現大型工件不同內外徑開展高速、高精度的非接觸在線檢測[3]。另外，現階段大型發電設備的相關零部件、重型容器等裝備的主要工件大多運用超聲手工掃查測量，測量效率不足，工作負荷大，還難以確保對工件依據給定軌跡開展全面的覆蓋測量。為了提升測量質量及工作效率，研發各式各樣自動化在線掃描測量技術是近些年的一個主要研究方向。

3 結束語

總而言之，現階段我國已躋身為全球制造業大國，并不斷向制造業強國行列邁進。于此期間，我國務必要不斷提升自動化生產的質量、精度，這便要求要提升自動化生產的測量水平。鑒于此，生產制造企業相關人員務必要不斷鉆研研究、總結經驗，提高對精密測量技術發展狀況的有效認識，強化精密測量在自動化生產中的科學合理應用，進而積極促進自動化生產的安全有序開展。

參考文獻：

[1]胡曉芳，曲杰.檢測技術在自動化機械制造系統中的應用研究[J].電子測試，2016，12（03）：104-105.

[2]FUCHS，FRANZ，GNANNT.精密測量在自動化生產中的應用[J].現代制造，2014，23（26）：70.

[3]王師.淺析檢測技術在自動化機械制造系統中的應用[J].科技風，2013，09（02）：104-105.

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