淺談機械制造中測量技術的運用

鄧迎軍

（延長油田股份公司子長采油廠，陜西 延安 717300）

0 引言

測量技術的應用，不僅為機械制造提供了規范各種尺度參數的作用，也推動了機械生產制造高效率、自主化狀態的實現。隨著我國各項事業對機械應用需求的不斷提高，機械制造工作逐步向現代化的方向發展，測量技術也在這種形勢下不斷地發展演變，呈現出光明的發展前景。但是，我國的測量技術當前時期依然難以真正滿足機械制造的需求，也未曾達到國家要求的測量技術水平，因此需要進一步深入研發。

1 測量技術相關理論問題分析

機械、制造與測量三者存在著緊密的聯系，共同構成工業生產中的機械制造工作，而整個制造工作中最為核心的部分便是測量技術，測量技術的使用規范著機械制造的精準度，同時也推動著整個制造行業的大力發展。下面具體分析測量技術的相關理論：

1.1 測量技術構成

測量、傳感、儀器共同構成測量技術。測量技術在機械制造中發揮對幾何量進行獲取與處理的作用。其中測量主要側重于物理原理方面的技術應用，傳感是物理與化學兩者的結合，儀器則連通著測量與傳感，是兩者交流溝通的載體。測量技術主要應用于長度、角度、距離、形狀、生產工藝和產品質量等方面參數的測量，且不同測量工作自有其自身的技術需求及測量方法，測量技術始終處于不斷變化之中。

1.2 測量技術理論

測量技術作為衡量國家制造業整體水平的關鍵指標，其在機械制造以及人們對世界的認知與改造中皆發揮著極其重要的作用，尤其是在當前信息化時代，測量技術的應用范圍更加廣泛，同時測量技術理論在精度方面也實現了從靜態到動態的發展。

（1）靜態理論。測量技術中的靜態理論在精度方面，主要會受到隨機誤差、系統誤差、粗大誤差、誤差分解以及不確定度等因素的影響。其中前2種分別遵循著其自身的確定規律、隨機規律，而粗大誤差則跳出了這2種規律的限定。在誤差分解方面，主要依靠測量人員采取有效措施來降低誤差，測量的不確定度則要求測量人員在測量之前做出綜合評定。這些方面便是靜態測量理論所具有的測量精度特點，更側重于對靜態目標的測量。

（2）動態理論。測量技術的動態理論實現了全系統的動態測量精度控制，可通過測量人員對內部誤差及外部影響因素進行綜合分析，實現誤差的消解，以保證測量的高精度。同時，動態測量還包括誤差分解的溯源理論和對誤差所造成的精度損失進行診斷的技術，前者側重于從誤差發生的源頭來控制測量誤差，而后者則應用于對儀器產品進行精度的優化設計。此種測量理論更適用于動態目標的測量，其測量中面臨著不容忽視的多種誤差源問題。

2 當前機械制造對于測量技術的應用

2.1 納米測量技術

新的機械生產制造要求推動了在線測量和在機測量技術的逐步提升，使測量精度實現了由微米向納米的轉變。在這種轉變狀態下，視頻測量、非接觸式掃描等測量方式得到了高度重視，質檢工作由被動轉為主動，同時誤差補償軟件也得到了有效的應用。具體來講，納米位移測量技術主要應用了雙頻激光合成波，其測量儀器利用此種合成波對條紋細分工作進行干涉，以實現超高精度的制造測量；此外，納米測量位移范圍逐步擴大，因此可以說納米測量技術是當前時期最前沿的機械制造測量技術。

2.2 石英傳感器測量技術

新型的石英傳感器技術借用了壓電扭轉效應，從而使單體轉矩的測量以及無定心鉆削轉矩的測量儀器得以出現，機械制造工作人員可以利用此種技術對機械試件進行任意的鉆孔測試，而不必固定測量中心，這就極大地提升了測量技術的操作簡便性，并擴大了使用范圍。目前，在此種測量技術的支撐下，研究人員研發出了壓電生物測力平臺、三向磨削測力儀和電式三向車削測力儀等設備，這些設備對存在著復雜力學量的制造工作發揮著重要的測量作用。

2.3 激光器測量技術

此種技術主要應用了當前我國自主研發的正交偏振激光器，并且研究人員以此設備為基礎研發出了諸多其他測量設備，如激光器納米測尺等，這些儀器具有測量便捷簡單、精準度高等優勢，極大提高了機械制造的量程以及線性度等的測量精準度。

2.4 空間現場測量與校準技術

目前研發出的現場空間尺寸測量及檢驗技術裝置，為我國機械制造中各項校準工作及解決裝置問題提供了極大幫助。此種技術裝置以互易性回歸的非線性校準理論以及滑塊平移的放大結構等進行測量，減少了非線性誤差的出現；同時，它還借助裝置的基準尺寸、靶標的幾何結構、不同位置測量的量值傳遞理論進行測量，極大地提升了傳感器與測量系統的精準度，實現了對于大空間機械制造的現場測量與校準。

2.5 大型超精密儀器技術

我國所研發的此種技術實現了對于大范圍回轉潤滑面的復合節流及勻壓測量、氣體與液體以及氣體與固體兩相復合的回轉潤滑測量，從而提高了回轉設備的精度、轉動的剛度和穩定性。同時，基于此種兩相復合回轉理論，直線運動的基準裝置得以研發，提高了直線運動的精度、承載力以及穩定性。此外，差動共焦、二次共焦、復色共焦的掃描方法也得以應用，支撐研究人員研發出了顯微鏡及掃描裝置，提高了測量的分辨率。這項技術的研發突破了我國在超精密測量方面的限制。

3 機械制造所應用的測量技術的發展趨勢

我國當前對于測量技術的大力研發，推動了諸多高精尖技術與設備的出現，極大地提升了我國機械制造方面測量技術的應用效率。就新時期測量技術的發展狀況來看，測量技術在將來可能會實現以下幾個方面的發展：（1）計量學方面的基本問題，比如計量標準、測量理論等應該會得到更加深入的研究，進而推動各種自主標定與校準技術在更高水平層面的研究及應用，以實現對于誤差溯源要求的滿足。（2）測量工作必將實現對于多種信息的更加協調高效的融合使用。當今時代，機械制造以及測量工作都面臨著越來越多的信息量，如何對這些信息進行有效的收集、整合以及協調應用，便成為技術研發人員的重點關注對象。（3）測量儀器更加先進。未來測量技術將實現在可靠性、抗干擾能力、便捷、快速、穩定和高效等方面的發展，同時各種新的物理測量原理與技術將被研發及應用，進而推動更高端的測量儀器的出現，以有效解決各種新的測量問題。（4）測量工作將實現在動態測量、現場測量、在線測量方面的提升，實現對材料選用、產品設計、工藝流程以及產品質量等方面的同步優化，逐步將測量技術在更高程度上與生產制造系統相結合，推動機械制造工作的智能化。（5）極限制造方面的創新。在極限制造方面，研究人員將能夠推動超大尺寸更高精密程度的測量狀態的實現，使測量工作能有效滿足機械制造的數字化以及非接觸方面的要求。同時，極限制造測量在朝向納米精度發展的同時，也會實現更高的實用性。

4 結語

機械制造對于測量技術的應用必不可少，而且未來的應用需求也必定會持續提升，設計人員和研究人員一定要加強對現有技術的分析和總結，并根據現有技術的缺陷以及機械制造的新需求逐步實現技術的完善。

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