在線計量檢測在大型結構件數控加工中的應用

李明瑞

摘 要：在科學技術飛速發展的背景下，大型結構件在我國機械生產過程中的應用范圍日益廣泛。大型結構件是很多機械設備中的重要零部件，對整個機械產品性能是否優良，產生巨大影響。而數控加工技術是大型結構件生產加工中的核心技術，只有確保該技術得以合理而科學地應用，才能為大型結構件質量與性能的優化提供保障。這就需要借助在線計量檢測的方式，對大型結構構件數控加工過程進行嚴格的、動態的檢測，從而確保各個加工環節都符合相關標準與要求，最終為加工出來的大型結構件質量的優化保駕護航。本文就在線計量檢測在大型結構件數控加工中的應用策略，進行了細致的檢測。

關鍵詞：在線計量檢測；大型結構件；數控加工；應用策略

隨著社會經濟的日新月異，我國生產制造業與機械加工業也獲得了較大發展，尤其是大型結構件得到了普遍應用，已經成為新時期機械及工業發展的關鍵基礎，這就使得零件加工的標準化與規范化生產的價值更加凸顯。而大型結構件性能與質量的優良性高低對整個機械產品的質量與性能產生決定性影響。針對這一情況，要想顯著優化大型結構件的質量，就需要嚴格控制生產大型結構件的數控加工過程，借助在線計量檢測技術對數控加工過程的各個細節進行科學把關，確保其加工質量都能較好地滿足行業及相關規定標準，最終確保加工的所有大型結構件都能較好地滿足需求。那么，在大型結構件數控加工中如何應用在線檢測技術，是操作人員需要深入探究的重點問題。

1 應用在線計量檢測技術的必要性

在汽車、航天及航空等行業快速發展的過程中，我國大型工業構件與加工行業也獲得了更大的發展動力，成為新時期大型構件運用與生產的關鍵方向，該過程中機械零部件是否有較高的質量對現代化機械設備與機械產品性能的優良產生巨大影響。由此可見，怎樣提高大型結構件的數控加工過程及質量具有重大意義。這就需要結合當前大型結構件數控加工質量檢測需求及技術運用方向，恰當選用先進的檢測技術做好質量控制工作，最大限度優化大型結構件數控加工質量與效果。但是，在大型結構件種類日益繁多、應用更為廣泛的當下，大型結構件在日常應用中暴露出來很多嚴重的質量問題，不利于工業發展速度的提升。為有效解決這一問題，在線計量檢測技術順勢而生，已經變成了大型結構件數控加工過程中的核心技術，從而為大型結構件質量與性能的優化創造了有利條件。詳細來講，在線計量檢測技術，和以往的檢測技術在本質上有很大區別。在線計量檢測技術，可實時而客觀地掌握各種信息，并且可以在較為短暫的時間檢測到設備中出現的技術故障，在有效而快速地處理大型結構件運用與加工中存在的各種問題方面，發揮重大積極作用。基于一些機械設備自身的特殊性，有些地區在檢測這些特殊設備的過程中使用的仍舊是傳統手工類檢測方法，這就不利于檢測效率與效果的提升，并且也無法確保檢測數據的精準性。但是，將在線計量檢測技術應用到大型結構件數控加工過程中，可從根源上突破這一困境，能夠在有限的時間內高質量、高精準性地完成檢測任務，可實現事半功倍的檢測效果。

2 在線計量檢測系統的主要結構與工作原理

大型結構件數控加工中用到的在線計量檢測技術涵蓋的主要系統有：測量、計算機、測頭、數控機床等。具體來講，測頭系統的主要組成部分是接口電路、信號接收器、觸發式接頭等，并和數控機床中的數控系統恰當搭配在一起失控，以發揮測點的觸發作用。測量軟件的主要組成部門是高級軟件和宏程序庫。在數控系統中直接安裝宏程序庫，和CNC系統、測頭系統構成閉環反饋管理系統，可高效而精準地測量大型結構件的距離、直徑、便攜式踩點等參數。高級軟件是在計算機上安裝的一種軟件，其是在需要測量的實體三維模型的基礎上研發出來的，結合需要測量的大型結構件的主要特點，可實現測量路徑的自動設置及仿真，還可結合選擇的數控系統型號，智能生成處理程序對檢測數據進行科學處理。該程序借助計算機與數控系統之間的連接接口將檢測數據下載到相應的系統中，從而實現在線計量檢測大型結構件質量的目的。

3 在線計量檢測系統的測量與調試主要步驟

3.1安裝測頭

安裝測頭是調試系統的最基本操作，應結合無線電發出裝置的特點，借助專用刀柄把其科學安裝到機床的主軸內，接著對測頭的測針進行調整，以確保其可在有效范圍內跳動，最佳的跳動標準是5 um。在具體的測頭安裝活動中，應選擇專用的旋轉按鈕對測頭進行調節，最大限度提高測頭的調試與運行效果。

3.2調試無線電信號接收器

在調試無線電信號接收器的時候，應結合電纜分配器與適配器模塊進行科學安裝，并結合結構的具體使用標準，在外圍接口位置安裝上X121接頭。在實際安裝接頭的時候，可把XlO/X5當成測量接口，從而使得無線電信號可實現雙倍的接收效果。針對差異化的接收器，安裝與調試人員需要有針對性地選擇差異化的接口進行連接。在連接接口的過程中，不管是Xl0接口，還是X5接口，都需要連接到24 V的電壓裝置上，從而規范完成接收器的調試與安裝工作。

3.3調試接收器與測頭間通信

在接通設備之后，要像確保在線計量檢測系統可根據計劃完成測量大型結構件數控加工檢測任務，就需要把設備信號調試到11頻道，使得其和測頭甬道相一致。在設置CNC系統的過程中，安裝調試人員應把PLCStaus當成基礎系統進行設置，并且在其中輸入對應的DB10.DBX107.0信息，確保其可以結合系統指令科學運行。在此基礎上，激活測頭按鈕，并科學觸碰測針。比如，在設置數據的實際活動中，輸入到DB10.DBX107.0系統中的基礎信息，如果基礎信息從原始的“0”變成了“1”，就說明系統可正常接收信號，并可利用測頭觸發信號對信號進行處理。在線計量檢測系統在正常運行中可對運行信息進行有效記錄，如果真實的坐標值符合測試數據，那么就表明測頭與機床連接較好，就可開展下一步的調試工作。

4 測試在線計量檢測系統精度的有效方法

4.1測試方法

在測試在線計量檢測系統精度的過程中，應充分重視選擇測量方法的環節，是有效開展計量檢測工作的基礎。本研究中檢測的對象主要是機床設備，因此選用的均是一般的測量方法。在應用常規測量技術的活動中，測試人員應先根據相關要求選擇需要測試的數控機床標準件，借助安裝好的在線計量檢測裝置對設備及標準件進行檢測，接著結合坐標標準與測量數據實施二次測量，最后就數次測量活動獲得的數據進行分析與對比，以便及時而精準地把握大型結構件數控加工中存在的各種問題。運用在線計量檢測技術對大型結構件的數控加工過程與質量進行檢測流程如圖1所示。

4.2測試實驗

測量目標為42個點，測量的主要特征涵蓋有圓孔、曲面、平面、直線與點。結合需要測量的各個點的特點，測量軟件可對測量路徑進行自動規劃，并對各個測量點的合理性與否進行校驗。校驗出不合理的點后，會將其快速剔除，規劃完測量路徑之后，軟件就會自動生成最適合的測量程序。把程序科學地傳輸到機床中，機床就可對測量好程序進行規范執行，并把測量出來的各種數據結果及時輸出。要想驗證測量出的各種數據結果是否具有較高的合理性，就需要把標準件放置到坐標測量機中的對應位置上進行測量，并生成測量數據。

4.3分析實驗結果

結合上表中的實驗數據，在線計量檢測系統可結合差異化的檢測方向全方位檢測各個數據，在對比檢測機生成的數據后，我們就可客觀地了解存在的檢測誤差，誤差數據雖然具有較多的數量，但是各個誤差一般都在0.03 mm范圍內，說明設備檢測中數據誤差都較低，這就保證了檢測數據具有較高的精準性。由于在線計量檢測系統是在機床運行中運行的，因此檢測活動不可避免會對檢測及設備運行產生一定影響，這就需要我們結合具體的檢測信息，把環境因素的營銷排除在檢測數據的誤差之外，從而可更加直觀地看出等級不同的在線計量檢測的真實誤差都在允許范圍之內。在對比與分析數據的過程中，我們可以得知，在線計量檢測系統所獲得的檢測結果具有較高的精準性，并且檢測效率比坐標檢測機要更為理想。因此，從綜合性方面來講，在線計量檢測技術在對機床設備運行情況的測量方面具有較高的精準性。

5 結語

將在線計量檢測技術應用到大型結構件數控加工中，是加工業現代化發展的必然趨勢，也是提高大型結構件數控加工質量的有效措施。因此，大型結構件數控加工人員應全面了解在線計量檢測技術的優點，掌握其系統主要組成部分。在此基礎上，恰當應用到大型結構件數控加工過程中，以便實時了解數控加工各個環節的運行情況與效果，最終推動大型結構件質量的大幅提升。

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