測量技術在機械制造生產線中的應用探討

呂?亮

【摘要】本文從測量技術在機械制造中的內涵出發，對測量技術在我國機械制造中的發展現狀以及應用現狀進行了探討，然后結合案例闡述了測量技術的實際應用，望為相關從業者提供有效參考。

【關鍵詞】機械制造 生產技術 生產線 應用

“測量是科學的起點”，在現代高新技術的推動下，人們開始對現實物質世界進行測量、分析，從而讓各項生產制造措施能夠達到最佳效果，并逐步構成了諸多重要的生產制作技術，測量也成為了現代科學技術的重要分支之一。在機械制造生產線中，測量技術也發揮著至關重要的促進作用，對制造效率、質量有著極為重要的影響。

一、測量技術在機械制造中的內涵

測量技術和現代機械制造有著密切關系，測量技術是現代機械制造的“眼睛”。目前，測量技術已經不再是機械生產線中的輔助生產設備，而是成為了生產制造系統的重要組成部分，在許多機械制造生產線中，測量系統的構建成本已經達到了總構建成本的30%，該現象表明，現代機械制造越來越依靠測量技術[1]。大量實踐也證明，只有測量技術和生產技術相互結合，才能夠讓機械生產水平產生質的飛躍。

二、測量技術在我國機械制造中的發展現狀

近年來，隨著社會經濟高速發展，我國國際化程度不斷深化，機械生產技術也發生了極大的變化，我國機械生產學科發生了嶄新變革，如微機電系統、模糊計算、專家系統、極端制造、生物制造等等新型技術、理念、工藝被逐步應用在機械制造生產線中，并逐步走向成熟，而與此同時，新的測量問題也在不斷出現，測量在機械制造生產線中的重要性日益凸顯，這對測量技術發展來說既是嚴峻的挑戰，同時也是新的機遇[2]。

測量技術在機械制造領域的應用、發展，也取得了諸多成果：第一，利用靶標特殊幾何結構，將不同位置的幾何量值作為測量條件，可構建一個完善的現場測量校對方法，實現大范圍的空間校對，實現傳感元件的校準以及測量系統的校準，減少測量中的誤差，提升測量精確性;第二，利用直角棱鏡、小分束角渥拉斯頓棱鏡可構建共光路自適應系統，可有效應對空氣擾動等問題，從而提升測量結果精準性、穩定性，實現同軸穩定測量;第三，利用橫向塞曼激光器，構建正絞線偏振光，應對熱漂移等問題，可有效提高測量穩定性等[3]。

三、測量技術在機械制造生產線中的應用現狀

（一）數字測量技術的應用

隨著數字技術的快速發展，目前數字測量技術已經實現了和機械制造的相互融合，許多公司開始生產數字化測量產品，數字化測量工具，以期實現機械設備數字化定位。在實踐中，數字測量技術在齒輪部件生產中，測量精度可達到2μm，呈現出極高的應用價值以及生產效益。

（二）傳感器技術的應用

隨著社會高新技術的不斷發展，測量技術在機械生產中也呈現出了極高的準確性、可靠性。如壓電傳感器技術，目前在市場上已經有了成熟可靠的電式三向車削測力儀、壓電三向磨削測力儀[4]。在機械生產制造過程中，這些設備有效提高了生產線工作效率以及機械制造精度，且能夠提升機械產品的制造的安全性、穩定性。另外，應用了壓電效應的石英傳感器，在扭矩測量、測力中也得到了實際應用。

（三）納米位移測量技術的應用

納米位移測量技術的應用，讓高精度機械生產測量需求得到了滿足，這可讓機械生產實現納米精度生產，從而有效提升生產精度。這也是機械制造領域目前精度最高的生產測量技術，該技術主要是利用激光信號的雙頻率條紋來實現對被測目標的測量。

在機械生產中，研究人員還利用納米測量技術來對位移量進行測量，并實現了在微觀環境下的生產制造。但是，納米測量技術的應用仍舊不夠成熟，技術應用要求、成本較高，在實際生產中存在諸多問題，還需要長時間進一步研究、檢驗[5]。

（四）激光器測量技術的應用

激光側臉該技術主要應用在機械零件鉆孔、切割定位測量上，該技術主要是利用激光的輻射刺激擴大原理，來獲取被測目標的數據。相對來說，激光測量儀器呈現出較高的測量精度、測量效果，可規避諸多機械制造誤差，從而讓機械生產效率得到有效提升，這也是目前應用的最為廣泛、精度最高的測量技術。

四、測量技術在機械制造生產線中的應用實例

在自動化機械制造生產線中，LabVIEW機器視覺檢測已經得到了較為廣泛的應用，下文主要對該測量技術進行闡述。

（一）系統控制原理

首先，定位功能，可測量半成品的空間位置，獲取半成品的空間坐標、軸向偏轉角度，并將測量數據反饋至控制系統;其次，可檢測光源板裝配，根據光源板檢測，來測量半成品是否安裝到位，是否存在漏焊、外觀損傷、芯片錯焊等問題，整個測量系統在機械制造生產線中的運作機理為：通過測量措施，將被測目標轉換為直觀的圖像數據信號，然后通過圖像采集卡，將數據輸入至計算機，并利用LabVIEW所編制的程序，根據顏色、像素、亮度等信息，將其轉變為數字信號，系統負責對這些數據信號進行運算，然后得出被測目標的具體特征，將數據和預設標準進行比對，判斷目標是否滿足預設要求，最后再根據判斷結果來控制生產線設備動作，將控制信號傳輸至PLC控制模塊，并由視覺控制模塊直接控制生產機械設備。

（二）數據處理機理

該測量方式主要是利用幾何匹配算法來實現對整個部件偏轉角度的測量，具體過程是先通過選擇測量參考點以及基準位置參考點，將參考點作為基準進行測量，當被測目標軸心偏轉角度大于0°時，就將相關測量數據以16進制格式上傳至系統。整個控制系統采用測量+信息處理+PLC控制單元，可實現自動化生產、直觀測量反饋的有效協同，可有效提高機械生產智能化水平，提高機械制造生產線的制造精度以及效率。

結束語：

綜上所述，測量技術在機械制造生產線中的應用，是我國機械生產水平提升的必然成果，雖然目前我國測量技術研究、應用已經取得了階段性成果，但是諸多測量技術仍舊不夠完善，故需加強對測量技術的研究，才能進一步提高機械生產制造水平。

參考文獻：

[1]趙晶晶， 王明路. 檢測技術在自動化機械制造系統中的應用探討[J]. 中國設備工程， 2018.

[2]王志偉. 機械制造領域中測量技術的應用[J]. 自動化應用，?2017（3）：106-107.

[3]莫爵賢， 王宇， 吳智恒， et al. 有關機械制造領域的測量技術分析[J]. 科技創新與應用， 2017（19）：40-41.

[4]郭建芬， 秦貞明， 徐井利， et al. 基于工件三維模型的三坐標測量技術[J]. 機械制造， 2018（10）：101-104.

[5]易勇帆. 基于STM32數控系統研究及在激光切割機中的應用[D].