精密檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械加工制造領(lǐng)域中的應(yīng)用分析

馬長(zhǎng)紅

德州市產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量研究院 山東德州 256300

1 精密檢測(cè)技術(shù)研究

1.1 傳感器檢測(cè)技術(shù)

機(jī)電一體化建設(shè)運(yùn)行中有多個(gè)運(yùn)行模塊，其中測(cè)量模塊具有運(yùn)行管理以及對(duì)應(yīng)調(diào)控研究等幾個(gè)功能。結(jié)合傳感器以及調(diào)控電路的運(yùn)行發(fā)展分析，測(cè)量模塊以及機(jī)電一體化系統(tǒng)經(jīng)過運(yùn)行后，整個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)的信號(hào)運(yùn)行參數(shù)以及對(duì)應(yīng)的物理性能都有較大改變，經(jīng)過檢查模塊的相關(guān)動(dòng)作分析后，輸出的檢測(cè)結(jié)果都具有多種特征。其中包括電壓和調(diào)配以及相位處理等，整個(gè)檢測(cè)模塊都能及時(shí)反應(yīng)物理參數(shù)隨著時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)曲線，這樣能夠保證機(jī)電一體化系統(tǒng)的各項(xiàng)有效變化以及傳感器的功能性變化，最終體現(xiàn)了傳感器的各項(xiàng)關(guān)鍵檢測(cè)運(yùn)行。針對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)運(yùn)行以及對(duì)應(yīng)的傳感器運(yùn)用，能夠最終高效且有效的收集對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，提升整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。傳感器在整個(gè)機(jī)電一體化系運(yùn)行中，通過測(cè)量機(jī)電一體化系統(tǒng)運(yùn)行的整體工作質(zhì)量，不同的物理信息參數(shù)，其對(duì)應(yīng)的傳感器類型以及使用方式也有明顯不同，值得注意的是，傳感器的檢查方式和內(nèi)容處理方式不同，都具有多重實(shí)用特性，在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行以及對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)傳感器運(yùn)用中，系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)信息傳感器的主要功能是檢查機(jī)電一體化信息系統(tǒng)的變化，結(jié)合系統(tǒng)外部數(shù)據(jù)傳感器的數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)分析功能，傳感器能夠讓整個(gè)機(jī)電傳輸變成觸覺改變以及非觸覺改變幾個(gè)類型。整個(gè)傳感器又可以分為接觸傳感器以及非接觸傳感器兩類，其中接觸傳感器包括了觸覺接觸傳感器以及壓力傳感器集中。非接觸傳感器也有音控接觸器以及溫度接觸器幾種類型。以上可知，結(jié)合現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及各項(xiàng)建設(shè)發(fā)展，在科學(xué)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)以及人文建設(shè)都不斷發(fā)展的21世紀(jì)，整個(gè)傳感器的運(yùn)用也得到了飛速發(fā)展，為改善人們現(xiàn)代生活以及促進(jìn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展有著重要的價(jià)值意義[1]。

1.2 機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)

機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是可以提高生產(chǎn)的柔性和自動(dòng)化程度。在一些不適合人工作業(yè)的危險(xiǎn)工作環(huán)境或人工視覺難以滿足要求的場(chǎng)合，常用機(jī)器視覺來替代人工視覺；另外，在大批量工業(yè)生產(chǎn)過程中，應(yīng)用機(jī)器視覺檢測(cè)產(chǎn)品的質(zhì)量明顯要比人工方式速度快、精度高，而且能夠大大提高生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。它是一種視覺傳感器和圖像辨別算法相結(jié)合的檢測(cè)系統(tǒng)，具有抗干擾能力強(qiáng)、效率高、組成簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，非常適合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的在線、非接觸檢測(cè)和監(jiān)控。機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)是指通過機(jī)器視覺產(chǎn)品即圖像攝取裝置，將被攝取目標(biāo)的相關(guān)信息轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，將像素分布和亮度、顏色等信息轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào)；圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算以得出目標(biāo)的特征，進(jìn)而根據(jù)判別結(jié)果來控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備動(dòng)作，將有質(zhì)量缺陷的產(chǎn)品區(qū)分開來。

1.3 三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是集精密測(cè)量技術(shù)、光機(jī)電一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的高科技測(cè)量設(shè)備，以高精度、高柔性及優(yōu)異的數(shù)字化能力，在機(jī)械制造、模具、汽車、航空航天、國(guó)防軍工等行業(yè)被廣泛應(yīng)用，成為現(xiàn)代工業(yè)檢測(cè)和質(zhì)量控制不可缺少的技術(shù)手段，不僅可以對(duì)零部件尺寸、形狀及相互位置進(jìn)行檢測(cè)，而且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)加工的控制。在傳統(tǒng)尺寸檢測(cè)與質(zhì)量控制領(lǐng)域，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)不僅能夠代替多種專用檢具，快速、高效實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品尺寸檢測(cè)，而且可以對(duì)零件的形位公差進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)精度可達(dá)微米級(jí)，是傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)無法達(dá)到的[2]。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的類型主要有橋式、龍門式、水平臂式、關(guān)節(jié)臂式等，測(cè)量方式有接觸式與非接觸式兩種。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的基本工作原理是將被測(cè)零件放置于測(cè)量空間范圍內(nèi)，精確測(cè)出被測(cè)零件表面點(diǎn)在空間中的三個(gè)坐標(biāo)位置，基于測(cè)量軟件經(jīng)過數(shù)學(xué)計(jì)算方法擬合形成測(cè)量元素，如圓、球、圓柱、圓錐、曲面等，得到形狀、位置公差及其它幾何數(shù)據(jù)。應(yīng)用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，在一次裝夾中完成所需測(cè)量元素的檢測(cè)，并應(yīng)用測(cè)量軟件強(qiáng)大的幾何構(gòu)造、尺寸計(jì)算、公差評(píng)定等功能，完成零件各種尺寸和形位公差的計(jì)算與評(píng)價(jià)。

2 檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域中的應(yīng)用分析

2.1 基于傳感器檢測(cè)技術(shù)的機(jī)械加工檢測(cè)

考慮到振動(dòng)、切削溫度、切削力均會(huì)對(duì)軸承生產(chǎn)加工造成較大影響，所以，本研究利用石英傳感器采集這些物理量。為了完成此檢測(cè)工作，將傳感器分別安裝于鉆削測(cè)力儀、三向磨削測(cè)力儀、三向車削測(cè)力儀等設(shè)備上，分別采集各個(gè)儀器的工作頻率數(shù)據(jù)，將其作為判斷依據(jù)。以NJ240EM軸承正常作業(yè)參數(shù)為判斷基礎(chǔ)，通過對(duì)比分析，判斷當(dāng)前生產(chǎn)過程中是否產(chǎn)生了對(duì)軸承零件質(zhì)量造成影響的情況。

2.2 基于機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)的機(jī)械加工檢測(cè)

該項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)主要依靠攝像器件，通過開啟在線監(jiān)測(cè)模式，采集軸承的形狀、尺寸等數(shù)據(jù)信息。通常情況下，此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用是將監(jiān)測(cè)與控制結(jié)為一體共同開展機(jī)械加工管理工作，成為了機(jī)械加工不可缺少的檢測(cè)技術(shù)之一。在實(shí)踐應(yīng)用中，將軸承各項(xiàng)參數(shù)信息輸入到計(jì)算機(jī)中，將其作為對(duì)照組，利用機(jī)器視覺檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)作為實(shí)驗(yàn)組，通過對(duì)比兩組數(shù)據(jù)差值。如果差值在誤差允許范圍之內(nèi)，則認(rèn)為此檢測(cè)技術(shù)符合軸承加工要求，反之，軸承產(chǎn)品不達(dá)標(biāo)，需要返廠。這種軸承加工檢測(cè)方式，工作效率較高，檢測(cè)方法簡(jiǎn)單，節(jié)省了大量人力資源，是各個(gè)機(jī)械加工廠的重要檢測(cè)工具。

2.3 基于三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)的機(jī)械加工零件測(cè)量

該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用，對(duì)測(cè)量環(huán)境及硬件配置有一定要求。其中，測(cè)量環(huán)境信息包括溫度、壓力、濕度等數(shù)值的測(cè)量，在確定均在測(cè)量設(shè)備正常工作范圍內(nèi)時(shí)，方可開始測(cè)量。而硬件配置指的是探針配置、工件裝夾等，通過搭建此測(cè)量平臺(tái)，以便獲取精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。以信息發(fā)送裝置為測(cè)頭，分別沿著X軸、Y軸、Z軸3個(gè)方向讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，通過建立空間坐標(biāo)系，借助計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件，確定被測(cè)零件生產(chǎn)加工誤差信息。這種測(cè)量技術(shù)可以節(jié)省大量數(shù)據(jù)分析時(shí)間，提高測(cè)量精準(zhǔn)度，對(duì)機(jī)械加工零件質(zhì)量提升幫助較大[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

在目前高精度檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展普及下，機(jī)械零件質(zhì)量有了較快的提升，機(jī)械零件的加工精度也在逐漸提升中。我國(guó)也在加工制造檢測(cè)技術(shù)上投入了一定的工作以及物質(zhì)資源，得到了精密測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展。