機(jī)械加工制造中精密檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用研究

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摘 要：21世紀(jì)是制造業(yè)的時(shí)代，機(jī)械加工制造業(yè)中精密檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展速度相當(dāng)迅速，現(xiàn)已精準(zhǔn)到零點(diǎn)幾微米的檢測(cè)精度。機(jī)械加工制造中的檢測(cè)技術(shù)主要包括技術(shù)測(cè)量和精密測(cè)量，檢測(cè)是對(duì)構(gòu)件的幾何參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，包括對(duì)長(zhǎng)度、角度、表面粗糙度、形狀和位置等的誤差測(cè)量。精密檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用范圍廣，為機(jī)械加工制造業(yè)提供了技術(shù)保障和支持，為機(jī)械加工業(yè)蓬勃發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。基于此，本文對(duì)機(jī)械加工制造中精密檢測(cè)技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用展開(kāi)論述。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；制造；精密檢測(cè)技術(shù)；檢測(cè)儀器

中圖分類號(hào)：TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(cè)量學(xué)科中的精密檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用在機(jī)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(jī)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)對(duì)精密檢測(cè)技術(shù)也進(jìn)行了深入研究，檢測(cè)精確度也得到了明顯提升，先進(jìn)的機(jī)械加工制造業(yè)技術(shù)的普及，也帶動(dòng)了精密檢測(cè)技術(shù)的大力發(fā)展。精密檢測(cè)綜合了多項(xiàng)技術(shù)，以保證生產(chǎn)的產(chǎn)品符合精度要求，做到零部件的尺寸及外形準(zhǔn)確無(wú)誤[1]。機(jī)械加工制造業(yè)中的精密檢測(cè)技術(shù)已成為時(shí)代發(fā)展中必不可少的一部分，也推動(dòng)著社會(huì)的發(fā)展，更是時(shí)代發(fā)展的潮流。

1 精密檢測(cè)技術(shù)的簡(jiǎn)要介紹

為了保證機(jī)械制造的產(chǎn)品規(guī)格型號(hào)及外形尺寸達(dá)到設(shè)計(jì)精度要求，需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行批量檢測(cè)，使其設(shè)計(jì)精度和質(zhì)量都達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使用到的檢測(cè)方法主要有傳統(tǒng)的物理檢測(cè)方法。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能技術(shù)的普及，目前使用的檢測(cè)技術(shù)綜合了計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)軟件、光學(xué)技術(shù)、聲學(xué)技術(shù)和傳感技術(shù)等技術(shù)[2]，實(shí)現(xiàn)了邏輯式檢測(cè)。隨著光電檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用、輻射檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用、電量檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用、阻抗檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用、超聲檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用和特殊復(fù)雜傳感技術(shù)集成應(yīng)用的混合使用，實(shí)現(xiàn)了精密檢測(cè)[3]。

2 精密檢測(cè)技術(shù)的種類

在機(jī)械加工制造業(yè)中運(yùn)用精密檢測(cè)技術(shù)已相當(dāng)普遍，且其在機(jī)械加工制造業(yè)中具有舉足輕重的地位。

2.1 機(jī)械加工制造中激光的精密檢測(cè)技術(shù)

激光目前運(yùn)用的范圍廣泛，機(jī)械加工制造中使用激光進(jìn)行精密檢測(cè)的原理是利用激光特有的性質(zhì)，其定向發(fā)光及亮度極高均為精密檢測(cè)技術(shù)提供了技術(shù)支持。激光檢測(cè)利用的是光的干涉、散射及衍射。其中，干涉為兩波重疊時(shí)組成新合成波的現(xiàn)象；散射是指由傳播介質(zhì)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(guò)散射繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。使用激光主要是對(duì)機(jī)械加工制造中的主要零件進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、效率高，不損害零件。利用激光精密檢測(cè)儀器的最大優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需接觸到零件，此檢測(cè)技術(shù)稱為非接觸式檢測(cè)儀器，這種精密檢測(cè)儀器與其他檢測(cè)儀器相比，具有對(duì)零件的形狀及尺寸的要求低、效率高、對(duì)零件無(wú)損傷等優(yōu)點(diǎn)。

2.2 機(jī)械加工制造中激光的石英傳感器的精密檢測(cè)技術(shù)

石英具備良好的超導(dǎo)體，其傳感器主要由敏感元件、傳感元件和測(cè)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(dāng)受到機(jī)械應(yīng)力作用時(shí)將產(chǎn)生與應(yīng)力成正比的電場(chǎng)或電荷，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。反之，當(dāng)石英晶片受到電場(chǎng)作用時(shí)，將產(chǎn)生與電場(chǎng)成反比的應(yīng)變，這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)。正、逆兩種效應(yīng)合稱為壓電效應(yīng)。石英晶體不僅具有壓電效應(yīng)，還具有優(yōu)良的機(jī)械特性、電學(xué)特性和溫度特性，這就是石英傳感器作為精密檢測(cè)的原因。機(jī)械加工制造中激光的石英傳感器的精密檢測(cè)技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)環(huán)境不受外界的影響，抗干擾性強(qiáng)、效率高、檢測(cè)速度快且精度高，原件與計(jì)算機(jī)設(shè)備對(duì)接，能夠?qū)崿F(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸，降低工作強(qiáng)度、操作便捷，便于攜帶。

2.3 機(jī)械加工制造中機(jī)器視覺(jué)的精密檢測(cè)技術(shù)

機(jī)器視覺(jué)的精密檢測(cè)技術(shù)是近幾年才發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，主要使用原理和照相機(jī)的原理類似。其通過(guò)對(duì)零部件進(jìn)行拍攝獲得照片，通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將圖像傳送至計(jì)算機(jī)處理器中，通過(guò)一系列的對(duì)比及分析，確保零部件的外形尺寸符合要求。這項(xiàng)技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需特殊設(shè)備，普通的照相機(jī)也可以作為檢測(cè)設(shè)備，且檢測(cè)的速度快，并且能遠(yuǎn)程在線檢測(cè)。

2.4 精密檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械加工制造中的綜合應(yīng)用

對(duì)零件進(jìn)行精度檢測(cè)，需要進(jìn)行幾何精度的檢測(cè)和對(duì)零件的外形尺寸及各種物理量進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)，特別是零部件對(duì)精度要求嚴(yán)格的產(chǎn)品更需要嚴(yán)格把控。如航天空城領(lǐng)域、飛機(jī)制造業(yè)領(lǐng)域及軍事制造業(yè)對(duì)零部件精確度的要求更加嚴(yán)格。

對(duì)零部件的精密檢測(cè)主要包括對(duì)零件的切削溫度、切削力、振動(dòng)等物理量進(jìn)行精密檢測(cè)，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(cè)技術(shù)，其能夠使測(cè)定的數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)，且具備更高的靈敏度。例如，壓電式三向車削測(cè)力儀、壓電式三向銑削測(cè)力儀、壓電式三向磨削測(cè)力儀和無(wú)定心鉆削測(cè)力儀等儀器，被廣泛應(yīng)用于測(cè)量切削過(guò)程中復(fù)雜的力學(xué)數(shù)據(jù)，這些都是基于石英傳感器的精密檢測(cè)技術(shù)。

對(duì)于零部件幾何量的測(cè)量，三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x能夠滿足對(duì)零部件所有幾何量的測(cè)量。幾何量的測(cè)量主要包括對(duì)零件三維尺寸的測(cè)量、外形形狀和嚴(yán)格控制的位置進(jìn)行精確測(cè)量。這項(xiàng)技術(shù)主要是基于激光精密檢測(cè)技術(shù)，該技術(shù)的普及，大大提高了測(cè)量的精確度（精度主要包括微米級(jí)、亞微米級(jí)、納米級(jí)），也提高了制造業(yè)對(duì)零部件的要求。

基于視覺(jué)精密技術(shù)的機(jī)器視覺(jué)精密檢測(cè)儀通常使用在遠(yuǎn)程及在線的精密儀器檢測(cè)中，對(duì)零部件的生產(chǎn)工藝進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保零部件的生產(chǎn)工藝及質(zhì)量滿足精密儀器檢測(cè)的要求，從而提高零部件的生產(chǎn)效率及質(zhì)量。這確保生產(chǎn)流水線上的產(chǎn)品均能滿足要求，也提高了檢測(cè)的效率，簡(jiǎn)化了檢測(cè)技術(shù)的方法，能夠遠(yuǎn)程控制。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著機(jī)械加工制造中精密檢測(cè)技術(shù)的普及，機(jī)械加工零部件的精度有了明顯提高，質(zhì)量也隨之得到了提高，使得我國(guó)在機(jī)械加工制造領(lǐng)域中的零件加工水平不斷提升，這源于我國(guó)在此項(xiàng)技術(shù)上投入了大量的人力及物力。但目前，我國(guó)的這些精密檢測(cè)儀器設(shè)備的價(jià)格昂貴，小型企業(yè)承擔(dān)不起昂貴的設(shè)備費(fèi)用，因此，只有對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行深入改革，尋求價(jià)格低廉的材料代替昂貴的材料，才能使精密檢測(cè)技術(shù)得到快速發(fā)展。

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