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【摘要】精密檢測技術(shù)在機(jī)械加工制造領(lǐng)域的應(yīng)用，對提高機(jī)械加工質(zhì)量具有重要作用。本文通過對機(jī)械加工中常用的一些精密測量技術(shù)介紹，目的在于更好地發(fā)揮精密測量技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用價(jià)值，為機(jī)械加工提質(zhì)增效服務(wù)。

【關(guān)鍵詞】精密測量技術(shù)；機(jī)械加工；機(jī)器視覺檢測；三坐標(biāo)測量

精密檢測技術(shù)在機(jī)械加工制造領(lǐng)域中的運(yùn)用，可以極大地提高機(jī)械加工質(zhì)量，尤其是微型零部件、異性零部件的生產(chǎn)加工中，精密檢測技術(shù)給予了很多加工制造指導(dǎo)。機(jī)械加工制造生產(chǎn)過程復(fù)雜，雖然制定了嚴(yán)格的生產(chǎn)加工工藝標(biāo)準(zhǔn)，在批量生產(chǎn)加工，若生產(chǎn)加工出現(xiàn)問題，未能及時(shí)測量發(fā)現(xiàn)，就會影響整個(gè)加工制造進(jìn)度和質(zhì)量，而且產(chǎn)生次品和廢品。結(jié)合當(dāng)前對機(jī)械加工制造要求，加大對精密測量技術(shù)推廣應(yīng)用力度，及時(shí)檢測機(jī)械加工制造中關(guān)于精度、質(zhì)量等方面的問題，便能確保機(jī)械加工制造質(zhì)量。

1精密檢測技術(shù)介紹

精密測量技術(shù)是一門集光學(xué)、電子、傳感器、圖像、制造及計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體的綜合性交叉學(xué)科，涉及廣泛的學(xué)科領(lǐng)域，它的發(fā)展需要眾多相關(guān)學(xué)科的支持。在現(xiàn)代工業(yè)制造技術(shù)和科學(xué)研究中，測量儀器具有精密化、集成化、智能化的發(fā)展趨勢。三坐標(biāo)測量機(jī)（CMM）是適應(yīng)上述發(fā)展趨勢的典型代表，它幾乎可以對生產(chǎn)中的所有三維復(fù)雜零件尺寸、形狀和相互位置進(jìn)行高準(zhǔn)確度測量。發(fā)展高速坐標(biāo)測量機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的要求。同時(shí)，作為今后的重點(diǎn)發(fā)展目標(biāo)，各國在微/納米測量技術(shù)領(lǐng)域開展了廣泛的應(yīng)用研究。精密檢測技術(shù)在機(jī)械加工制造中的應(yīng)用，不管是制造的外形尺寸，還是零部件位置度參數(shù)，都必須經(jīng)過精密測量，驗(yàn)證加工精度是否設(shè)計(jì)精度要求，在機(jī)械加工制造規(guī)定范圍之內(nèi)，所以利用精密測量技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工制造的精準(zhǔn)測量[1]。精密測量技術(shù)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，尤其是智能技術(shù)的應(yīng)用，以精密檢測為核心，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)與智能技術(shù)，以計(jì)算機(jī)軟件為載體，合理融入光學(xué)、聲學(xué)、傳感技術(shù)，打造更加精準(zhǔn)的測量技術(shù)體系，增強(qiáng)精密測量邏輯性[2]?，F(xiàn)代化發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新，通過先進(jìn)傳感技術(shù)與其他技術(shù)的混合處理，及時(shí)完成檢測工作，保證機(jī)械加工制造精準(zhǔn)性[3]。

2機(jī)械加工制造中精密測量技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

表1為機(jī)械加工制造中精密測量技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀的分析總結(jié)，從中可以發(fā)現(xiàn)，雖然精密測量技術(shù)為機(jī)械加工制造提供了很多方便，但是在實(shí)際應(yīng)用中依然存在成本過高、精密測量設(shè)備核心技術(shù)研究能力不足等問題，基于此需提高對精密測量技術(shù)的重視，加大精密測量技術(shù)研究力度，不斷改善與革新精密測量技術(shù)，從而發(fā)揮精密測量技術(shù)應(yīng)用價(jià)值最大化。

3機(jī)械加工制造中精密檢測技術(shù)應(yīng)用類型

介紹圖1為機(jī)械加工制造精密測量技術(shù)分類介紹，結(jié)合其中內(nèi)容積極對精密測量技術(shù)進(jìn)行探討。

3.1傳感器檢測技術(shù)

精密測量技術(shù)中傳感器檢測技術(shù)的應(yīng)用，適應(yīng)機(jī)械加工制造一體化發(fā)展模式，根據(jù)其中的不同運(yùn)行模塊，針對性地管理與調(diào)控。傳感器搭配機(jī)械加工制造中的調(diào)控電路，積極對機(jī)電一體化系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行模塊檢測，統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，分析機(jī)械加工處理中的物理性能，綜合數(shù)據(jù)展開相關(guān)動作分析，及時(shí)輸出檢測結(jié)果。分析檢測結(jié)果中的多種特征，適當(dāng)對機(jī)電一體化系統(tǒng)中的電壓與調(diào)配調(diào)整，待其他環(huán)節(jié)相位處理完畢，根據(jù)時(shí)間變化以及機(jī)械加工中的物理參數(shù)生成動態(tài)曲線，由此將機(jī)電儀一體化中的系統(tǒng)運(yùn)行與功能性變化更直觀地呈現(xiàn)出來，隨即完成傳感器檢測[4]。提高在傳感器對數(shù)據(jù)收集的高效性，并保證機(jī)電儀一體化系統(tǒng)運(yùn)行安全，保證機(jī)械加工制造質(zhì)量。傳感器檢測技術(shù)及時(shí)對系統(tǒng)工作質(zhì)量進(jìn)行檢測，綜合物理信息參數(shù)，科學(xué)調(diào)整機(jī)械加工制造參數(shù)。根據(jù)機(jī)械加工制造系統(tǒng)需要選擇適合的傳感器類型，激發(fā)起多重實(shí)用特點(diǎn)，通過數(shù)據(jù)采集與分析，調(diào)整機(jī)電傳輸類型[5]。常用傳感器主要包括接觸傳感器、壓力傳感器、非接觸傳感器。傳感器檢測技術(shù)的應(yīng)用，為機(jī)械加工制造提供更多方便。比如：零件表面粗糙度測量、輪廓度測量、三坐標(biāo)測針與零件表面接觸測量等，都使用了先進(jìn)的、精密的傳感器檢測技術(shù)。

3.2機(jī)器視覺檢測技術(shù)

機(jī)器視覺檢測技術(shù)的應(yīng)用，改善機(jī)械加工生產(chǎn)柔性、提高機(jī)械加工自動化，尤其是機(jī)械加工制造中遇到的特殊工作環(huán)境，人工作業(yè)難度較大，需要通過機(jī)器視覺的方式完成加工制造。不僅如此，機(jī)械加工制造中包括很多大批量生產(chǎn)，人工檢測產(chǎn)品質(zhì)量沒有機(jī)械視覺檢測效率高，更加精準(zhǔn)，為機(jī)械制造自動化的發(fā)展創(chuàng)造有利條件[6]。機(jī)械加工制造生產(chǎn)積極應(yīng)用機(jī)器視覺檢測技術(shù)，加大檢測系統(tǒng)優(yōu)化力度，尤其是圖像辨別算法、視覺傳感器相互結(jié)合，在很大程度上提高機(jī)器視覺檢測技術(shù)的抗干擾能力，并且提高機(jī)器視覺檢測技術(shù)應(yīng)用效率，整體并沒有復(fù)雜的組成，對機(jī)械加工制造在線生產(chǎn)與檢測來講非常便捷。機(jī)器視覺檢測技術(shù)的應(yīng)用以檢測系統(tǒng)為載體，利用圖像攝取裝置，選擇攝取目標(biāo)后，及時(shí)收集其中的信息，通過轉(zhuǎn)換的方式生成機(jī)器視覺檢測需要的圖像信號，專業(yè)處理后生成機(jī)械加工制造數(shù)字化信息。隨即對數(shù)字化進(jìn)行運(yùn)算，獲取目標(biāo)特征，對機(jī)械加工制造現(xiàn)場操作與生產(chǎn)質(zhì)量等進(jìn)行判別，及時(shí)區(qū)分出產(chǎn)品的生產(chǎn)缺陷[7]。比如：顯微鏡測量系統(tǒng)中使用的測量范圍抓取、篩選技術(shù)、自動調(diào)焦技術(shù)，檢測零件表面形狀誤差的光學(xué)掃描使用技術(shù)、產(chǎn)品表面缺陷自動識別技術(shù)等，都采用了機(jī)器視覺檢測技術(shù)，替代了原始的肉眼識別功能，大大解放了勞動力。

3.3三坐標(biāo)測量技術(shù)

三坐標(biāo)測量技術(shù)作為精密檢測技術(shù)重要組成，包括光機(jī)電一體化技術(shù)、精密測量以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種高科技技術(shù)，以高科技測量設(shè)備為載體，通過高柔性的數(shù)字化處理能力，有效對機(jī)械加工制造中的操作與質(zhì)量進(jìn)行檢測，科學(xué)控制制造質(zhì)量，完成檢測工作。尤其是機(jī)械加工制造中零部件尺寸的檢表1精密測量技術(shù)現(xiàn)狀總結(jié)精密測量技術(shù)的使用增加機(jī)械加工制造成本精密測量設(shè)備核心部件缺乏自主研發(fā)能力機(jī)械加工制造離不開精密測量技術(shù)的支持，雖然其應(yīng)用十分廣泛，并為機(jī)械加工制造帶來很多幫助，但是精密測量技術(shù)應(yīng)用成本始終是機(jī)械加工制造關(guān)注的焦點(diǎn)。精密測量技術(shù)的應(yīng)用需要專用設(shè)備的支持，大部分精密檢測設(shè)備成本非常高，許多小型制造企業(yè)無力負(fù)擔(dān)，這不僅限制了小型制造企業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也不利于精密測量技術(shù)的應(yīng)用普及。一些小型企業(yè)因?yàn)榫軠y量設(shè)備價(jià)格放棄使用精密測量技術(shù)，這樣就增加機(jī)械加工生產(chǎn)質(zhì)量問題出現(xiàn)地風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致頻繁出現(xiàn)次品和廢品，影響企業(yè)自身發(fā)展信譽(yù)度。精密測量技術(shù)既要保證檢測精度，還要科學(xué)調(diào)整制造成本，尋找權(quán)衡兩者的有效辦法，是實(shí)現(xiàn)長遠(yuǎn)發(fā)展的關(guān)鍵。精密測量設(shè)備直接關(guān)系到精密測量技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)械加工制造領(lǐng)域不斷拓展，制造產(chǎn)品更加多元化，生產(chǎn)數(shù)量明顯增加，精密測量設(shè)備是保障機(jī)械加工制造質(zhì)量的關(guān)鍵，因此這方面需提高重視?？v觀我國精密測量設(shè)備制造，雖然掌握精密測量設(shè)備制造技術(shù)，但是卻都是輔助元件，對核心部分嚴(yán)重缺乏自主研發(fā)與核心技術(shù)能力。大部分精密測量設(shè)備的制造均依靠外來進(jìn)口控制器和軟件，這樣就會影響到精密測量設(shè)備制造的生產(chǎn)，不利于精密檢測設(shè)備制造發(fā)展，同時(shí)也會增加機(jī)械加工制造企業(yè)的應(yīng)用成本。必須不斷提高精密檢測設(shè)備核心技術(shù)研究重視，加大科研力度，不斷提高控制器和軟件等核心技術(shù)研究與應(yīng)用能力，實(shí)現(xiàn)精密測量設(shè)備與精密檢測技術(shù)的不斷成熟發(fā)展。測、形狀的控制以及機(jī)械加工制造操作相互位置檢測等，都大量使用了三坐標(biāo)測量。三坐標(biāo)測量技術(shù)的主要設(shè)備為三坐標(biāo)測量機(jī)，實(shí)際應(yīng)用中以該設(shè)備替代制造中大量使用的檢具，迅速獲得產(chǎn)品尺寸，檢測零部件生產(chǎn)制造中的形位公差，檢測精度可以微米。三坐標(biāo)測量技術(shù)的應(yīng)用，有關(guān)節(jié)臂式、龍門式、橋式或者水平臂式等類型，測量操作主要包括接觸式、非接觸式。其應(yīng)用的基本原理是根據(jù)機(jī)械加工制造具體情況，在測量空間準(zhǔn)備好被測量的零部件，以三個(gè)坐標(biāo)位置對被測零件進(jìn)行精準(zhǔn)測量，測量軟件名及時(shí)對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算，及時(shí)對測量元素進(jìn)行擬合，從而得到精準(zhǔn)的形狀與各種集合數(shù)據(jù)。三坐標(biāo)測量機(jī)的應(yīng)用，能夠一次性完成多個(gè)測量元素檢測，檢測效率非常高，并保證形位公差與尺寸等計(jì)算的精準(zhǔn)性。比如：利用三坐標(biāo)測量產(chǎn)品表平面度、圓（孔）直徑、面（線）角度、輪廓度、位置度等參數(shù)，現(xiàn)在使用三坐標(biāo)，基本采用編程實(shí)現(xiàn)自動化測量，測量精度高、測量速度快，極大地指導(dǎo)和推進(jìn)了機(jī)械加工生產(chǎn)制造效率。

4精密測量技術(shù)應(yīng)用推廣

根據(jù)對精密測量技術(shù)的研究可以發(fā)現(xiàn)，為機(jī)械加工制造帶來更多便利，不僅保證了加工制造檢測的精準(zhǔn)性，同時(shí)節(jié)省更多人工資源，為機(jī)電一體化發(fā)展創(chuàng)造更多有利條件。那么在實(shí)際應(yīng)用中，精密測量技術(shù)還需要根據(jù)機(jī)械加工制造的需要適當(dāng)調(diào)整應(yīng)用模式，將精密測量價(jià)值發(fā)揮到最大化。

4.1傳感器檢測技術(shù)在機(jī)械加工制造中的應(yīng)用

機(jī)械加工制造中傳感器檢測技術(shù)的應(yīng)用，根據(jù)機(jī)械加工制造中的振動、溫度變化與切削力度等，將關(guān)注點(diǎn)轉(zhuǎn)移到軸承生產(chǎn)方面，盡可能減少軸承生產(chǎn)受影響情況。根據(jù)石英傳感器作為檢測技術(shù)應(yīng)用載體，軸承生產(chǎn)中及時(shí)將物理量加以收集，并在鉆削測力儀、三向車削測力儀以及磨削測力儀等位置安裝傳感器。實(shí)時(shí)對工作頻率數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并及時(shí)統(tǒng)計(jì)分析，將此作為后期檢測判斷的主要依據(jù)。根據(jù)機(jī)械加工制造中NJ240EM軸承制造為例，整理正常作業(yè)中的參數(shù)變化，對比收集到的工作頻率數(shù)據(jù)，判斷機(jī)械加工制造中是否存在異常，尤其是溫度、壓力、切削力度等方面，若存在影響因素，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)制造模式，保證最終零部件生產(chǎn)制造質(zhì)量。

4.2機(jī)器視覺檢測技術(shù)在機(jī)械加工制造中的應(yīng)用

機(jī)器視覺檢測技術(shù)的應(yīng)用，通過機(jī)械加工制造中攝像器件，進(jìn)一步完善機(jī)械加工制造中在線監(jiān)測與質(zhì)量檢測系統(tǒng)，及時(shí)對機(jī)械加工制造中零部件的形狀與尺寸進(jìn)行在線檢測，并收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算與分析。一般條件下，機(jī)械加工制造中機(jī)器視覺檢測技術(shù)的應(yīng)用，必須融入到機(jī)械加工制造的監(jiān)測體系中，利用科學(xué)控制手段，同時(shí)對機(jī)械加工制造進(jìn)行檢測與管理，如此實(shí)現(xiàn)動態(tài)監(jiān)管，及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械加工制造中的問題。實(shí)際應(yīng)用期間，及時(shí)統(tǒng)計(jì)機(jī)械加工制造中零部件參數(shù)信息，將其及時(shí)錄入計(jì)算機(jī)分析軟件中，與設(shè)計(jì)參數(shù)形成對照組，及時(shí)進(jìn)行對照組與實(shí)驗(yàn)組對比研究，以計(jì)算的數(shù)據(jù)差值，對加工合理性進(jìn)行確定。若數(shù)據(jù)差值在允許誤差范圍之內(nèi)，那么機(jī)械加工制造符合操作規(guī)范，若超出誤差允許范圍，則需要對加工制造適當(dāng)調(diào)整，避免零部件產(chǎn)品大量返廠。機(jī)器視覺檢測技術(shù)的應(yīng)用，很大程度上將機(jī)械加工制造的生產(chǎn)效率提高，不僅檢測操作簡單，同時(shí)也在很多方面節(jié)省了機(jī)械加工制造對人力資源的消耗，減少人工成本，保證機(jī)械加工制造的經(jīng)濟(jì)效益。

4.3三坐標(biāo)測量技術(shù)在機(jī)械加工制造中的應(yīng)用

三坐標(biāo)測量技術(shù)在機(jī)械加工制造中的應(yīng)用，需提前考察機(jī)械加工制造的環(huán)境，同時(shí)還要參考硬件配置條件，符合三坐標(biāo)測量技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)才能得以應(yīng)用。三坐標(biāo)測量技術(shù)及時(shí)對機(jī)械加工制造的環(huán)境信息測量分析，具體涉及到溫度、濕度變化，還包括壓力變化，統(tǒng)計(jì)測量數(shù)值錄入計(jì)算機(jī)分析軟件中，保證周圍環(huán)境達(dá)到三坐標(biāo)測量機(jī)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)條件，隨后對機(jī)械加工制造展開測量。機(jī)械加工制造中的硬件配置主要包括工件裝夾以及探針配置，這是搭建三坐標(biāo)測量平臺的基礎(chǔ)，同時(shí)也是保證三坐標(biāo)測量機(jī)運(yùn)行、測量精準(zhǔn)的前提條件。測頭為信息發(fā)送裝置，從三個(gè)方向進(jìn)行信息讀取與統(tǒng)計(jì)，分別為X軸、Y軸、Z軸，隨后創(chuàng)建空間坐標(biāo)系，及時(shí)將數(shù)據(jù)信息輸入到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件，準(zhǔn)確計(jì)算機(jī)械加工制造中存在的誤差信息。三坐標(biāo)測量技術(shù)的應(yīng)用幫助機(jī)械加工制造節(jié)省更多數(shù)據(jù)分析細(xì)節(jié)，縮減數(shù)據(jù)分析時(shí)間，保證機(jī)械加工制造測量精準(zhǔn)度，為機(jī)電一體化生產(chǎn)制造提供更多保障條件。

5結(jié)束語

綜上所述，科學(xué)技術(shù)發(fā)展與機(jī)械加工制造精確度提高，對機(jī)械加工制造提出更多高標(biāo)準(zhǔn)與要求。精密測量技術(shù)在機(jī)械加工制造中的運(yùn)用，是機(jī)械加工制造創(chuàng)新的重要表現(xiàn)。近些年我國在精密測量技術(shù)方面取得很多突破性研究創(chuàng)新，并開始在機(jī)械加工制造中大規(guī)模應(yīng)用。不斷改善機(jī)械加工制造領(lǐng)域應(yīng)用精密測量技術(shù)的不足，尤其是成本方面的局限，發(fā)揮精密測量技術(shù)的重要作用。

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作者：曾德強(qiáng) 單位：中國航發(fā)貴州黎陽航空動力有限公司