自動(dòng)化機(jī)械制造系統(tǒng)中檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用研究

韓濤

摘 要：現(xiàn)如今，我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平顯著提高，機(jī)械制造自動(dòng)化也得到了十分廣泛的應(yīng)用，機(jī)械制造自動(dòng)化為人們帶來(lái)了諸多的便利。又因?yàn)樵O(shè)備的精密度和檢測(cè)技術(shù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有著較大的影響，所以必須加強(qiáng)對(duì)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用研究，以完善自動(dòng)化機(jī)械制造系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化機(jī)械制造系統(tǒng)；檢測(cè)技術(shù)；精密度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.15.052

現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程不斷加快，同時(shí)機(jī)械制造的精密度也隨之發(fā)生了較大的變化，若要保證機(jī)械制造的質(zhì)量，一方面要提高制造的精度，另一方面還需采取先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，進(jìn)而獲取更加精確和可靠的檢測(cè)結(jié)果。

1 機(jī)械制造系統(tǒng)中檢測(cè)技術(shù)的功能

1.1 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)組成

自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)融合了自動(dòng)測(cè)量、計(jì)算、保護(hù)、診斷、信號(hào)處理等多個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由被測(cè)量件、敏感元件、電子測(cè)量電路及輸出單元構(gòu)成。其主要的任務(wù)是探索與自然信息具有良好對(duì)應(yīng)關(guān)系的不同表現(xiàn)形式信號(hào)，同時(shí)明確二者的定性和定量關(guān)系。從展現(xiàn)某個(gè)信息的多個(gè)信號(hào)當(dāng)中，選擇出所處環(huán)境或條件下最為科學(xué)合理的表現(xiàn)形式，然后結(jié)合實(shí)際選擇采集、處理、傳輸、存儲(chǔ)和顯示的相應(yīng)設(shè)備和方式。

1.2 檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行中，傳感器是核心零部件。傳感器的主要功能是信號(hào)輸入，但是傳感器的信號(hào)波動(dòng)是能量傳遞的過(guò)程，同時(shí)其運(yùn)動(dòng)慣性也需要一定的反應(yīng)時(shí)間，無(wú)法實(shí)現(xiàn)參數(shù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和追蹤。為此，需建立數(shù)學(xué)模型分析監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳感器輸入量和輸出量二者之間的關(guān)系。

線性檢測(cè)系統(tǒng)是最為理想的檢測(cè)系統(tǒng)，該檢測(cè)系統(tǒng)能夠按照輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)浮動(dòng)所呈現(xiàn)的線性信號(hào)輸出。檢測(cè)系統(tǒng)如能夠滿足線性系統(tǒng)的運(yùn)行要求，方可進(jìn)行后續(xù)的數(shù)學(xué)模型研究分析。但是檢測(cè)信號(hào)在傳感器中會(huì)受到多種因素的影響，因此其非線性特征較為明顯。在特定范圍內(nèi)，為了有效保證數(shù)學(xué)建模分析的可靠性和可行性，可假設(shè)檢測(cè)系統(tǒng)傳感器內(nèi)部信號(hào)的輸入和輸出，用系數(shù)線性微積分表達(dá)，其表達(dá)式為：

式中表示系統(tǒng)輸入量與對(duì)時(shí)間的各階微分；表示系統(tǒng)輸出量與對(duì)時(shí)間的各段微分，an、bm表示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性參數(shù)，其由傳感器物理參數(shù)決定，且均為常數(shù)。

以上數(shù)學(xué)模型的系統(tǒng)階次是由上述微分方程的輸出量最高微分階次決定的。基于此，數(shù)學(xué)模型的視角得出機(jī)械制造系統(tǒng)中檢測(cè)系統(tǒng)具備如下兩大特征：

上述數(shù)學(xué)模型的系統(tǒng)階次主要由以上微分方程的輸出量最高微分階次決定，在數(shù)學(xué)模型的分析和研究中，風(fēng)險(xiǎn)機(jī)械制造系統(tǒng)當(dāng)中的檢測(cè)設(shè)備主要有兩個(gè)特征。其一是系統(tǒng)自身具有較強(qiáng)的疊加性。檢測(cè)系統(tǒng)中相互影響的多個(gè)輸入量共同得出輸出量，其是就是不同輸入量分別引起的輸出量總和。其二是品幾率的穩(wěn)定性。線性系統(tǒng)當(dāng)中輸入頻率信號(hào)后會(huì)輸出幅值y（t）、對(duì)應(yīng)相位的數(shù)值可能存在差異，但輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的頻率完全相同。

2 檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 自動(dòng)化制造系統(tǒng)

機(jī)械制造自動(dòng)化與傳統(tǒng)的制造業(yè)存在著十分明顯的差異，傳統(tǒng)的事后測(cè)量已被現(xiàn)場(chǎng)在線測(cè)量所取代。檢測(cè)結(jié)果對(duì)機(jī)械制造有著十分顯著的影響。檢測(cè)的環(huán)境和制造環(huán)境也完全相同。在自動(dòng)化機(jī)械制造中，諸如機(jī)器人測(cè)量機(jī)、視覺(jué)在線測(cè)量技術(shù)和數(shù)字測(cè)試技術(shù)等均在研究中取得了較大的進(jìn)步，同時(shí)上述技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中也發(fā)揮了十分重要的作用。

2.2 檢測(cè)測(cè)量裝置

機(jī)械制造系統(tǒng)檢測(cè)測(cè)量裝置主要分為兩種，一種是直接測(cè)量裝置，一種是間接測(cè)量裝置。間接裝置主要是依據(jù)生產(chǎn)的要求編制操作程序，且按照規(guī)定程序執(zhí)行的裝置，其廣泛應(yīng)用于設(shè)備尺寸型號(hào)等重要參數(shù)的檢測(cè)。直接測(cè)量裝置的主要功能是測(cè)量機(jī)械裝備生產(chǎn)中的尺寸和參數(shù)變化。下面將對(duì)二者詳細(xì)論述。

（1）直接測(cè)量裝置。依據(jù)被測(cè)對(duì)象表面，直接測(cè)量裝置主要可分為孔型表裝置、平面測(cè)量裝置和外圓型表面測(cè)量裝置等。測(cè)量表面特征不同，其形狀測(cè)量裝置所組成的構(gòu)件也存在著較大的差異。外圓磨削動(dòng)測(cè)量設(shè)備主要由測(cè)量裝置浮動(dòng)式單觸點(diǎn)測(cè)量裝置、浮動(dòng)式氣動(dòng)測(cè)量?jī)x和量頭、傳感器、晶體導(dǎo)管光電控制器等構(gòu)成。該裝置運(yùn)行中，先要將量頭裝置放置于磨床工作臺(tái)上，做好工件下母線與測(cè)量杠桿端面的連接處理，另一個(gè)端面與浮動(dòng)式氣動(dòng)嘴之間留有適度的空隙，在工件充分滿足尺寸要求的基礎(chǔ)上，浮標(biāo)切斷光電控制器燈泡的射光向光電傳感器傳遞輸出信號(hào)，進(jìn)而將砂輪從眾多的工件當(dāng)中退出。

（2）間接測(cè)量裝置。間接測(cè)量裝置通常是在機(jī)械加工中預(yù)定工件的尺寸，進(jìn)而對(duì)機(jī)床的平穩(wěn)運(yùn)行加以嚴(yán)格控制，間接地完成工件尺寸的測(cè)量與控制。在研磨的過(guò)程中需要配備間接測(cè)量裝置，從而有效發(fā)揮出間接測(cè)量裝置對(duì)工件尺寸的動(dòng)態(tài)監(jiān)控作用。

2.3 刀具控制系統(tǒng)

刀具控制系統(tǒng)是對(duì)已經(jīng)加工完成的工件外觀進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量的系統(tǒng)。該系統(tǒng)在刀具加工中使用頻率較高，因此容易受到多種因素的影響而發(fā)生磨損問(wèn)題。如刀具尺寸大小發(fā)生變化，并達(dá)到預(yù)先設(shè)定的數(shù)值時(shí)，控制裝置會(huì)向補(bǔ)償裝置之發(fā)出尺寸變化信號(hào)，進(jìn)而保證刀具控制補(bǔ)償工件尺寸變化的有效性與科學(xué)性。

3 簡(jiǎn)單案例分析說(shuō)明

檢測(cè)技術(shù)在日常生產(chǎn)和生活中發(fā)揮著十分重要的作用，顯著提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。如發(fā)動(dòng)機(jī)加工線智能化建設(shè)與常規(guī)的傳統(tǒng)檢測(cè)設(shè)備相比，其優(yōu)勢(shì)十分明顯。由于該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的智能檢測(cè)，因此在充分保證生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，也極大的滿足了用戶的個(gè)性化需要。因此，科學(xué)完善的檢測(cè)系統(tǒng)可有效完善產(chǎn)品的性能。

4 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，我國(guó)的信息技術(shù)不斷完善，在機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展中也出現(xiàn)了諸多新技術(shù)，其可提高工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，解決傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)中較為常見(jiàn)的問(wèn)題。自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)充分滿足了機(jī)械制造行業(yè)中，多個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目及檢測(cè)對(duì)象的基本要求，徹底完善了產(chǎn)品性能，故而該技術(shù)值得被大力推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫秋爽，李宏坤，呂靜，魯琪.淺析檢測(cè)技術(shù)在自動(dòng)化機(jī)械制造系統(tǒng)中的應(yīng)用構(gòu)建[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2017（23）