機械制造與大型機械安裝中測量技術的應用

范俊敏

（廣東順德固德威精密機械有限公司，廣東佛山 528300）

0 引言

測量技術對機械制造與大型機械安裝影響較大，現(xiàn)階段相關測量技術的應用研究相對較少，需采用行之有效的措施對其進行分析研究，如在線測量技術應用、離線測量技術應用、測量控制網(wǎng)的安裝、大型機械的安裝等。

1 測量技術概況

隨著我國機械加工及裝備制造產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，為科學、精準地對制造、安裝進行測量，測量技術的投入與應用隨之興起。測量技術是指通過相關儀器及設備，采用電子感應原理，將測量工作精度化、標準化，并將誤差值降至最低乃至消除誤差。測量技術不是單一片面的簡單流程，而是更為科學、高效的精密設計。當下測量技術應用較為廣泛，主要涉及機械制造和大型機械安裝。大型機械的工作過程中，對零件、組件進行精確測量是十分關鍵的工作，測量技術主要包括在線測量技術、離線測量技術等，只有認真分析每項測量技術的差異和優(yōu)缺點，才能為高效率的工作打下基礎。

2 機械制造中測量技術應用

機械制造以機械加工為主，機械加工是機械制造的重要前提，控制產(chǎn)品及零件合格率也以機械加工為主。受操作人員和設備等多方面因素影響，機械加工出的產(chǎn)品或零件往往不符合設計要求，需要借助測量技術解決該問題。測量技術應用的標準在于對測量結果的精度化體現(xiàn)，即測量精度決定于規(guī)范范圍。

2.1 在線測量技術應用

在線測量技術是當下較為先進的測量方案，通過在線測量技術可以實現(xiàn)加工與測量同步，比傳統(tǒng)加工測量方式的效率高出很多。在線測量技術的優(yōu)點也在于測量零件類型的廣泛性，不再局限于某種特定類型，對零件的具體形狀要求不高，能夠?qū)崿F(xiàn)在生產(chǎn)線上進行測量，非常適合機械加工。

大型工件生產(chǎn)中，產(chǎn)品精度檢驗如果不合格，拆裝后重新裝夾將十分困難，而且工件測量也是一件非常困難的工作。往往機床標示出的精度非常高，機床檢驗也合格，可最終的加工誤差卻總會超差0.05 mm 以上。這些問題多數(shù)是刀具沒有安裝好、對刀不準確、刀柄不正，甚至操作人員當天的操作不仔細等。這些問題可以借助機床的在線測量技術完美解決，并對誤差自動進行補償。

在線測量技術中的測量傳感器質(zhì)量及穩(wěn)定性相對較高，可以充分滿足測量需求。同時，測量傳統(tǒng)器具有較強的抗干擾能力，可對外界干擾進行有效規(guī)避，達到測量精度高、測量速度快等要求。在線測量技術對不同參數(shù)具有一定的包容性，可對諸多不同參數(shù)的零件進行精確測量，測量結果不會受周邊環(huán)境與零件材料變化的影響。

2.2 離線測量技術應用

雖然在線測量技術在機械制造中廣泛應用，但有其一定的局限性，往往因零件材料與特殊需求所限不能采用在線測量技術，仍需依賴離線測量技術[1]。離線測量技術區(qū)別于“在線”測量，主要是通過人工方式進行，一般工具包括夾具、卡尺、千分表等。由于離線測量主要以人工操作為主，相較在線測量的測量精度偏低，對測量人員要求也相對較高，一旦操作不當就會造成人為原因的測量錯誤。

隨著測量技術不斷創(chuàng)新，更為科學高效的離線測量技術已經(jīng)出現(xiàn)，即激光測量技術。這種高精度測量方式已經(jīng)逐漸在國內(nèi)機械制造領域投入應用且效果顯著，即實現(xiàn)全自動測量模式。常見的離線激光測量技術包括手持激光掃描儀、激光干涉儀、三坐標測量機等。

激光干涉儀主要測量零件長度尺寸，利用光線測量出零件長度，結合反光鏡、折射鏡等對目標的平面度、平行度、垂直度及相關角度進行參數(shù)明確。其中手持激光掃描儀最為高效便捷，操作也相對簡單，采用三維激光對目標進行測量。激光測量的優(yōu)勢在于精度提升，通過激光脈沖的反射將目標零件形位、尺寸、距離等進行參數(shù)明確。主要特點為攜帶方便、精度較高、分辨率高等，同時在價格方面也較為低廉，經(jīng)濟實惠。

3 大型機械安裝中測量技術應用

3.1 測量控制網(wǎng)的安裝

大型機械設備在各行業(yè)中都廣泛應用，而安裝過程與流程環(huán)節(jié)相對嚴格。大型機械設備通常由較多精密零件組成，零件與零件之間的合理銜接、拼合組裝對整個設備運行影響頗大。大型機械設備安裝不是單一片面的簡單流程，而是需要進行科學分區(qū)、合理分段[2]。從質(zhì)量及效率方面考慮，在進行安裝前一定要設置控制網(wǎng)，保證安裝精度、測量精度必須一致，即二者的互相關聯(lián)直接影響安裝效率。測量控制網(wǎng)可從點、線、面進行立體化設置，提升測量指標的可靠性。

控制網(wǎng)安裝前的測量工作不容忽視，主要采用電子經(jīng)緯儀等進行測量：①明確設備安裝位置；②控制設備標準高度；③遵循客觀規(guī)律，參照客戶需求及現(xiàn)場情況斟酌而定；④按生產(chǎn)線中心方位合理設定，將其測量誤差降至最低；⑤完成機械設備安裝后，以該基準點對其設備遮蓋部分進行最后復測，有利于確保實際值與方案限定值相符[3]。

3.2 大型機械的安裝

大型機械設備安裝過程中，測量技術應用主要涉及機械設備高度位置管控和具體安裝位置管控，測量控制網(wǎng)正能解決上述問題。建立測量控制網(wǎng)之后方可開展測量工作，包括中心標板基點設計、測量基準線設計與相關高程控制點位置設計等[4]。

大型機械設備在進行安裝前一定要認真分析，根據(jù)客戶實際需求與現(xiàn)場實際環(huán)境而定，例如，大型機械設備在安裝過程中需要兩條或以上高程點、基準線時，可以對其二者標準進行統(tǒng)一構建。以生產(chǎn)線中線為標準明確安裝基點，進行合理設定，可以控制測量誤差范圍，提升安裝精度。不同大型機械設備所需的安裝精度存在差異化，只有明確了安裝精度才能選擇測量方法與測量儀器[5]。實際測量過程多采用輔助經(jīng)緯儀、水平儀，也有采用水準儀輔助鋼尺進行標高、水平測量工作。

4 提升測量精度的措施

4.1 提升測量技術人員綜合素質(zhì)

測量技術的實質(zhì)核心是人，儀器設備應用依附于人的主導地位。因此，從提升測量精度角度出發(fā)，需要對測量技術人員進行綜合素質(zhì)提升：①開展崗前培訓與技術考核，包括各種測量儀器掌握、各種測量方法應用、各種案例分析、各種安全保障等；②開展技術大比武，通過選拔等方式提升測量人員核心素養(yǎng)；③選擇性進行人才招用，讓技術能力突出者進入工作崗位[6]。

4.2 創(chuàng)新測量技術與相關設備

技術創(chuàng)新在于技術突破，目前我國測量技術已突飛猛進，在機械制造及安裝領域也具有一席之地。提升測量精度需應用更先進的技術，如激光測量技術、感應測量技術、虛擬測量技術、人工智能測量技術等，這些技術的應用與突破將提升測量精度。

4.3 提升管理模式與規(guī)范操作

在機械制造與大型機械安裝過程中，測量精度準確性與現(xiàn)場管理和操作流程緊密相關，應從全面嚴格管控入手，規(guī)避可能存在的風險隱患。例如，在機械安裝流程、機械安裝準備、機械安裝保障等工作中，明確位置、高度，依賴測量數(shù)據(jù)，不能肆意操作。任何技術的順利實施都離不開規(guī)范操作，按照具體流程與標準方法，循序漸進地應用新技術，獲得更精準的信息[7]。

5 結論

機械制造與大型機械安裝中測量技術應用，主要包括在線測量技術應用、離線測量技術應用、測量控制網(wǎng)的安裝、大型機械的安裝等，從多方面、多角度闡明機械制造與大型機械安裝中的測量技術應用，為下一步工作開展奠定堅實基礎。