淺析機(jī)械加工在線測(cè)量技術(shù)

楊紅良 汲續(xù)財(cái)

（哈爾濱東安機(jī)電制造有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱 150060）

淺析機(jī)械加工在線測(cè)量技術(shù)

楊紅良 汲續(xù)財(cái)

（哈爾濱東安機(jī)電制造有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱 150060）

機(jī)械加工作為先進(jìn)制造技術(shù)中的基層作業(yè)，其基本目標(biāo)是在節(jié)約成本、提高效率的基礎(chǔ)上，保證產(chǎn)品質(zhì)量。在線測(cè)量技術(shù)作為這一工作中的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)，具有十分重要的作用和意義。本文詳細(xì)闡述了在線測(cè)量技術(shù)的工作原理，并針對(duì)現(xiàn)有的在線測(cè)量線路進(jìn)行分析，探究了在線測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用流程。

機(jī)械加工 在線測(cè)量 離線測(cè)量 工作原理

在線測(cè)量技術(shù)是指零件在加工的過(guò)程中通過(guò)在線測(cè)量系統(tǒng)保持零件位置不變，直接進(jìn)行測(cè)量的一項(xiàng)新技術(shù)。通常情況下，該技術(shù)是通過(guò)數(shù)控機(jī)床開(kāi)發(fā)和集成測(cè)量系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，且貫穿于整個(gè)機(jī)械加工過(guò)程，有助于優(yōu)化機(jī)械加工工藝和保證零件質(zhì)量。目前，隨著機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的測(cè)量工具無(wú)論是在測(cè)量效率還是在測(cè)量精度上都存在一定的局限性，制約了機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展。因此，深入對(duì)機(jī)械加工在線測(cè)量技術(shù)進(jìn)行分析勢(shì)在必行，具有劃時(shí)代意義。

1 在線測(cè)量原理

適用于工程技術(shù)的線路板中，電網(wǎng)絡(luò)由各種元件組成，十分復(fù)雜。在將網(wǎng)絡(luò)中的某一個(gè)特定元件參數(shù)測(cè)量出來(lái)（如圖1所示），則需要將元件焊下測(cè)量，否則其測(cè)量結(jié)果無(wú)法完全準(zhǔn)確。例如，在AB亮點(diǎn)中加入電壓激勵(lì)，其響應(yīng)電流會(huì)同時(shí)流經(jīng)61，， ZZZX，形成更為復(fù)雜的電流環(huán)路，顯然在這一情況下采用伏安法對(duì)電阻測(cè)量無(wú)效。

但如果將圖1中C點(diǎn)聯(lián)接D點(diǎn)，則可將電路簡(jiǎn)化為圖2所示，再將圖2中的電路如圖3進(jìn)行聯(lián)接，則能使經(jīng)過(guò)aZ與bZ的電流為零，此時(shí)可采用伏安法對(duì)其進(jìn)行測(cè)量。在機(jī)械加工過(guò)程中，最為常用的是磨削和車(chē)削過(guò)程，主要針對(duì)工件直徑的在線測(cè)量，還包括車(chē)削過(guò)程中圓柱度、圓度及表面粗糙度的在線監(jiān)測(cè)，其中，在線測(cè)量的準(zhǔn)確性是一項(xiàng)核心要素，主要取決于測(cè)量機(jī)構(gòu)和測(cè)量傳感器等硬件的準(zhǔn)確度，還跟測(cè)量方法和數(shù)據(jù)處理方法有關(guān)。由于機(jī)械加工是一項(xiàng)十分復(fù)雜的過(guò)程，加工中冷卻液澆筑、機(jī)床振動(dòng)、機(jī)械加工中產(chǎn)生的熱量，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量零件的加工難度增大。現(xiàn)階段，已有的測(cè)量技術(shù)包括在線測(cè)量技術(shù)和離線測(cè)量技術(shù)兩大類(lèi)。兩者相互比較，后者通常要搬運(yùn)零件和重復(fù)裝夾，不具適用性和可操作性，在線測(cè)量技術(shù)具有較高的生產(chǎn)效率和適用性，測(cè)量誤差較小，是未來(lái)測(cè)量技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)。

圖1

圖2

2 在線測(cè)量線路分析

圖3

圖4 三線隔離原理示意圖

其中， Z01與 Z02分別是電壓源內(nèi)阻和 Z03之和、電流源內(nèi)阻和Z03之和，而 Z03則是線路殘余阻抗。其測(cè)量誤差公式為：

在測(cè)量誤差公式中，由于與電路阻抗相比， Z01，Z02普遍較小，因此最后一項(xiàng)可忽略不計(jì)，而第一項(xiàng)是單獨(dú)測(cè)量 Zx出現(xiàn)的誤差，中間項(xiàng)則是真正的隔離誤差，其誤差γ＇為：

3 在線測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用流程

將在線測(cè)量技術(shù)應(yīng)用到數(shù)控加工流程中，能對(duì)其產(chǎn)生較大的影響。隨著在線測(cè)量技術(shù)與數(shù)控加工技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控加工-在線測(cè)量的制造流程已經(jīng)步入成熟階段，這一制造流程的實(shí)際應(yīng)用較為廣泛。在數(shù)控加工-在線測(cè)量系統(tǒng)中，測(cè)量系統(tǒng)與加工系統(tǒng)是同步的。相比離線測(cè)量技術(shù)，在線測(cè)量大大減少了工序測(cè)量中的操作步驟，如拆卸、搬運(yùn)、裝夾等，不僅使制造流程得以簡(jiǎn)化，還促使生產(chǎn)流程形成“扁平化”，有效提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)，在線測(cè)量技術(shù)與數(shù)控加工技術(shù)之間可以相互影響，產(chǎn)生有效的反饋信息。在線測(cè)量技術(shù)的反饋信息能直接成為制定加工工藝的客觀依據(jù)，對(duì)于優(yōu)化加工工藝、提升產(chǎn)品質(zhì)量而言有重要意義。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在線測(cè)量技術(shù)在機(jī)械加工中的廣泛應(yīng)用，有效提高了機(jī)械生產(chǎn)自動(dòng)化程度，推動(dòng)機(jī)械加工步入了一個(gè)新階段。但從整體情況來(lái)看，還存在或多或少的問(wèn)題和不足，不利于機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展，這就要求技術(shù)人員加強(qiáng)對(duì)其的研究，不斷總結(jié)和完善已有的技術(shù)，以創(chuàng)新出更具適用性的測(cè)量技術(shù)，為提高機(jī)械加工的生產(chǎn)效率作出重要貢獻(xiàn)。

［1］宋殿友.精密PSD微位移在線測(cè)量技術(shù)的研究與應(yīng)用［D］.天津大學(xué)，2012.

［2］管傳富.在線測(cè)量技術(shù)在數(shù)控加工中的應(yīng)用［J］.裝備制造技術(shù)，2011（3）：134-136.