數(shù)字化測量技術(shù)在機械生產(chǎn)制造中的應(yīng)用實踐

王旭暉

（沈陽職業(yè)技術(shù)學院，遼寧 沈陽 110045）

在一個國家的發(fā)展過程中，機械制造行業(yè)是重要支撐點。我國的機械制造業(yè)已經(jīng)發(fā)展多年，逐漸形成了自有的發(fā)展體系，成為我國科技發(fā)展崛起的重要標志。但我國機械制造行業(yè)的國際競爭力依舊十分有限，相關(guān)技術(shù)研究過程有待完善。

數(shù)字化測量技術(shù)是機械制造工業(yè)中不可缺少的重要部分，能夠有效指導機械零部件加工程序，降低誤差概率，避免產(chǎn)品質(zhì)量受到影響。

1 機械生產(chǎn)制造中數(shù)字化測量技術(shù)概述

總的來說，數(shù)字化測量技術(shù)和機械生產(chǎn)之間的聯(lián)系十分緊密，是整個工業(yè)生產(chǎn)的核心。而且數(shù)字化測量技術(shù)容易對制造精確度和效率產(chǎn)生影響，相關(guān)工作人員需要對其提高關(guān)注度。

1.1 機械生產(chǎn)制造中的測量技術(shù)概述

在整個機械制造領(lǐng)域中，常見的數(shù)字化測量技術(shù)有測量、傳感和設(shè)備儀器，通過對機械生產(chǎn)中幾何量獲取完成測量。換句話說，數(shù)字化測量主要是以物理為基礎(chǔ)，實際應(yīng)用到的測量目標參數(shù)很多，不同測量對象涉及的測量要求也存在差異。在傳感器應(yīng)用上，主要是將物理和化學效應(yīng)結(jié)合在一起，并將其作為基礎(chǔ)利用儀器，真正做到信號變換操作，最終將測量物體轉(zhuǎn)變成人們理解的信號。整體來看，數(shù)字化測量技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣，而且不斷變化，相關(guān)工作人員應(yīng)做到該項技術(shù)的合理應(yīng)用，保證機械生產(chǎn)制造處于有序發(fā)展狀態(tài)。

1.2 機械生產(chǎn)制造中測量技術(shù)的基本理論

從一個國家的制造行業(yè)發(fā)展中能夠看出，測量技術(shù)能夠成為其重要的衡量指標，對其各項內(nèi)容均會產(chǎn)生深遠影響。尤其是在互聯(lián)網(wǎng)時代下，數(shù)字化測量技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣，同時從靜態(tài)理論逐漸朝著動態(tài)理論方向發(fā)展。

（1）靜態(tài)理論。實際數(shù)字化測量技術(shù)的應(yīng)用，靜態(tài)理論在精度方面容易受到各種誤差因素影響，如隨機誤差、系統(tǒng)誤差、粗大誤差等，其中，隨機誤差和系統(tǒng)誤差能夠呈現(xiàn)出一定的發(fā)展規(guī)律，粗大誤差極容易跳出規(guī)律限制。另外，從誤差分解角度來看，十分依賴工作人員所使用的測量措施，只有應(yīng)用合理的測量手段，誤差出現(xiàn)概率才能大幅下降。上述內(nèi)容是靜態(tài)測量理論所具備的測量精度特色，測量理論的重點集中在靜態(tài)目標測量上。

（2）動態(tài)理論。站在數(shù)字化測量技術(shù)應(yīng)用角度來說，動態(tài)理論內(nèi)容能夠呈現(xiàn)出更好的精度控制作用，尤其是對全系統(tǒng)動態(tài)測量，意義十分明顯。在動態(tài)理論作用下，可以讓相關(guān)測量人員做好內(nèi)部誤差以及外部影響因素的判斷，并針對該問題進行處理。與此同時，動態(tài)測量還包括誤差分解溯源理論，以及對誤差造成精度損失的判斷，該理論適合在動態(tài)目標測量管理中得到應(yīng)用。

1.3 機械生產(chǎn)制造中測量技術(shù)的作用

受科學技術(shù)和社會經(jīng)濟進步的影響，傳統(tǒng)手工勞動方式已經(jīng)很難滿足現(xiàn)階段發(fā)展需求，這也使得更多大規(guī)模機械生產(chǎn)出現(xiàn)，讓傳統(tǒng)手工生產(chǎn)模式得到充分優(yōu)化，提升了整體生產(chǎn)制造效率。如果能夠?qū)⒃摐y量技術(shù)應(yīng)用到機械生產(chǎn)制造中，不僅能夠?qū)ιa(chǎn)線進行精準檢測，還能做到工藝技術(shù)的充分改良，保證生產(chǎn)制造精度大幅提升。除此之外，在多種數(shù)字化技術(shù)的影響下，測量參數(shù)范圍得到了擴充，實現(xiàn)了測量技術(shù)的不斷更新和優(yōu)化，只有這樣，才能更好地滿足后續(xù)工作需求。

2 傳統(tǒng)測量技術(shù)在機械生產(chǎn)制造中存在的問題

2.1 創(chuàng)新能力不足

在我國，自主創(chuàng)新品牌數(shù)量有限，進一步增加了我國與發(fā)達國建的差距，進而導致測量技術(shù)研究工作很難深入開展。實際機械制造行業(yè)發(fā)展過程中，部分管理者對于測量技術(shù)的地位和作用認知不明確，沒有投入足夠的資金，大大降低了研究深入程度，產(chǎn)品創(chuàng)新性明顯不足，自主創(chuàng)新和原創(chuàng)品牌很難實現(xiàn)。

2.2 高端儀器設(shè)備不足

現(xiàn)階段，我國國內(nèi)的高端測量儀器設(shè)備應(yīng)用，均會受到主流行業(yè)的排斥，雖然價格較低，但容易受到質(zhì)量以及技術(shù)手段等因素影響，所收縮的利潤有限。再加上企業(yè)在開發(fā)方面投資數(shù)額有限，不利于國內(nèi)自主品牌的發(fā)展和進步，最終引發(fā)明顯的惡性循環(huán)，導致我國測量技術(shù)和水平無法真正提升。

2.3 技術(shù)資源不能充分利用

縱觀整個測量技術(shù)的應(yīng)用過程，主要以追求市場變化為主，具體研發(fā)方向應(yīng)該是以應(yīng)用對象的需求為根本。但從我國現(xiàn)階段測量技術(shù)發(fā)展中能夠看出，大多數(shù)研發(fā)重點集中在科研單位和高校，研發(fā)革新與市場之間存在明顯脫節(jié)現(xiàn)象，很難將各類技術(shù)資源利用效果展示出來，受此影響，測量技術(shù)應(yīng)用無法滿足機械生產(chǎn)制造要求，更不利于機械制造企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

3 數(shù)字化測量技術(shù)在機械生產(chǎn)制造中的應(yīng)用

近年來，我國社會經(jīng)濟和科學技術(shù)處于不斷發(fā)展狀態(tài)，為機械制造生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了更多有利條件，還能促使數(shù)字化測量技術(shù)和儀器設(shè)備的廣泛應(yīng)用，為我國整體社會經(jīng)濟發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。

3.1 納米位移測量技術(shù)的應(yīng)用

在納米位移技術(shù)應(yīng)用過程中，能夠?qū)⒓{米位移測量和運動技術(shù)問題徹底解決。納米位移技術(shù)現(xiàn)階段已經(jīng)成為機械制造領(lǐng)域中的前沿科技，在應(yīng)用時，主要是借助雙頻激光合成波長，保證對條文虛細分進行合理干涉，最終得到超高精度的測量結(jié)果。從實際納米位移測量技術(shù)應(yīng)用中也能夠看出，可以讓機械制造領(lǐng)域在極短時間內(nèi)得到更好的創(chuàng)新和提升，最終為制造行業(yè)帶來更大發(fā)展空間，降低測量問題的出現(xiàn)概率。

3.2 新型石英傳感器的應(yīng)用

通過新型石英傳感器的應(yīng)用，能夠讓機械制造過程中的復雜力學量得到完整性測量，提升測量精度。該項技術(shù)在使用時，主要是利用壓電扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，實現(xiàn)單體轉(zhuǎn)矩測量以及無定心削轉(zhuǎn)矩測量。為了更好地維護測量精準度，工作人員還可以開展機械試件鉆孔測試操作，該項測量任務(wù)執(zhí)行時，并不需要對測量中心進行固定，讓整個測量過程更加簡潔，降低工作人員的工作壓力。

3.3 激光器測量技術(shù)的應(yīng)用

該類技術(shù)在研究過程中，主要是以我國自主研發(fā)的正交偏振激光器為基礎(chǔ)，確保機械制造中的精密程度，整個操作過程也比較簡單，也正是在這些特性幫助下，測量技術(shù)和測量儀器應(yīng)用效果可以得到大幅提升。

3.4 空間現(xiàn)場測量和校準技術(shù)應(yīng)用

該項技術(shù)已經(jīng)在我國機械制造行業(yè)中得到了充分應(yīng)用，同時也為其提供了巨大幫助?？臻g現(xiàn)場測量和校準技術(shù)能夠降低非線性誤差問題出現(xiàn)，同時實現(xiàn)對裝置基準尺寸的準確測量，這對于提升傳感器測量精確度具備積極意義，尤其是在大空間的機械制造生產(chǎn)領(lǐng)域中，價值能夠得到充分發(fā)揮。

3.5 大型超精密儀器技術(shù)應(yīng)用

在大型超精密儀器技術(shù)幫助下，能夠提升回轉(zhuǎn)設(shè)備的精度、剛度和穩(wěn)定性。該類測量技術(shù)在應(yīng)用時，主要是將兩種復合回轉(zhuǎn)理論作為基礎(chǔ)，借助該種方式讓直線運動基準裝置得到全面開發(fā)，避免直線運動的各種性能綜合性受到影響。除此之外，大型超精密儀器技術(shù)還能提升測量分辨率，保證我國數(shù)字化測量技術(shù)得到更多發(fā)展機會。

3.6 離線測量技術(shù)的應(yīng)用

首先，是三坐標測量機應(yīng)用，該類測量屬于坐標測量內(nèi)容，通過數(shù)字測量設(shè)備應(yīng)用，測量零件上特點收集坐標數(shù)據(jù)，明確零件的具體變形誤差情況。其次，是激光干涉儀應(yīng)用，通過干涉方式測量零件長度，該類設(shè)備的精密度較高，通過邁克爾遜干涉系數(shù)完成測量任務(wù)，并配合反射鏡、折射鏡測量零件角度等參數(shù)。相比之下，激光干涉儀本身穩(wěn)定性較高，在應(yīng)用時，不僅能夠提升激光切割機精準度，還能補償激光切割機誤差，強化零件精準度和質(zhì)量。

4 數(shù)字化測量技術(shù)在機械生產(chǎn)制造中的發(fā)展趨勢

很多大型機械設(shè)備應(yīng)用和制造，使得人們的需求逐步提升，尤其是在測量空間要求方面，實際測量參數(shù)范圍也開始逐步擴充，相關(guān)工作人員有必要對該類測量技術(shù)進行深入研究，保證其朝著納米級方向發(fā)展，強化其實用性。在未來數(shù)字化測量技術(shù)發(fā)展之中，除了強化可靠性和抗干擾能力外，還要做到快速、便捷發(fā)展，帶動更多高端測量技術(shù)發(fā)展，最終將各種測量問題解決。在極限制造上，同樣也可以應(yīng)用數(shù)字化測量技術(shù)，帶動超大尺寸以及更高密度測量狀態(tài)，滿足機械制造數(shù)字化要求。

5 結(jié)語

綜上所述，在社會經(jīng)濟和科學技術(shù)發(fā)展的幫助下，能夠讓機械制造行業(yè)發(fā)展進程大幅提升，此時，相關(guān)企業(yè)和人員應(yīng)提升對測量技術(shù)開發(fā)以及測量儀器應(yīng)用的關(guān)注度，這也是機械制造行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)所在。從我國機械制造生產(chǎn)測量技術(shù)應(yīng)用也能夠看出，整體水平還存在一定不足，需通過相關(guān)技術(shù)完善，保證數(shù)字化測量技術(shù)應(yīng)用更加高效。