測量技術在機械制造與大型機械安裝中的應用

王江曼

（貴州電子信息職業技術學院，貴州 凱里 556000）

機械制造產業已逐漸向現代化、精細化模式轉變，其中各類零部件產品的生產與制造也越來越嚴格，測量技術的成本支出在制造中的比重也在隨之不斷提高，如今很多高精密性零部件制造體系中，其成本可高達30%左右，在機械制造產業中越發重要。大型機械安裝同樣尤為重視測量技術的合理應用，大量緊密零部件如果未經精確測量，很難保證整體安裝的精密性，進而造成大型機械無法正常運行；實際安裝中一般多會以測量技術完成精確放樣，對其中各類問題嚴格要求，確保關鍵部位零部件位置準確，由此可見，測量技術在機械制造及安裝應用等領域中均具有重要的應用價值。

1 測量技術在機械制造中的應用

1.1 離線測量技術

作為當下應用仍最為廣泛的測量技術，其本身具有測量結果穩定的獨特優勢，而且很多零部件加工環節中并不用或無法采取在線測量技術，離線測量就此更具發展潛力，是目前多項零部件加工中的重要組成部分。離線測量技術在技術革新發展下已經取得顯著優化升級，以智能自動化設備大大減少人工交互頻率，降低測量難度的同時也使測量精確性得以提升，完成加工環節之后將零部件固定在測量夾具中，通過專業測量設備對零部件加工性狀加以測量，傳統測量中所使用的卡尺等設備已被高精度、高自動化測量設備所取代[1]，在機械制造中更具應用價值，具體有如下幾類常用技術：

（1）三坐標測量機。這類測量設備應用原理比較簡單，以坐標為基礎而對零部件幾何參數加以測量，雖然不用測出具體參數值，但能通過對零部件各結構點上坐標位置的測量，將零部件置于虛擬空間模型中，以此對比檢測出零部件的形變誤差，所以單從測量零部件符合標準與否，該類測量設備更具應用優勢，不僅測量效率高，而且準確性也相對更強，例如在汽車零部件生產中，外擴尺寸測量就常會使用該類設備。

（2）激光干涉儀。不同于三坐標測量機，該類設備主要以激光為測量媒介而非數字信號，主要以邁克耳遜干涉系統以及各類配合使用的折射鏡、反射鏡等設備，對零部件外部幾何參數如長度、角度、垂直度等各個方面加以測量，具有很強的精密性，同時在測量速度上也占有一定的優勢，在機械制造中同樣具有廣闊的應用范圍，比如數控機床在使用中出現各種誤差問題，使用激光干涉儀能對其中螺距誤差準確測量并補償，不但能保證機床能正常運行，而且可有效提高其位置精度。

（3）手持式掃描儀。同樣作為激光測量技術應用下的參數采集設備，其所運用的是激光測距原理，相比于激光干涉儀而言，這類測量設備更具高精度性，以高頻激光脈沖的應用，能夠對零部件結構的幾何參數展開如空間位置、紋理等多類信息內容的測量，再加上其本身易攜帶、測量操作簡便以及自動化定位等多類優勢，在如今很多行業中應用越來越廣泛，比如在汽車生產制造匯總，零部件的之質量檢測及修復工作就常使用到該類測量設備。

（4）工業攝影測量系統。這類測量系統是專用于機械制造產業的智能處理軟件，通過目標量測以及系統處理而得出目標參數內容。該系統在測量中，會先從零部件不同角度對其展開各類圖像的拍攝，將多幅圖像導入系統中后，能以智能程序完成后方交會操作，對零部件中各處結構節點三維坐標加以控制，以此得出所測零部件三維幾何的標準性[2]；該測量系統就整體而言，主要應用在大型機械組件的加工生產中，如輪船、飛機等，構建整體組件的外結構三維變量系統，能對其組件結構動態變化狀況展開全面探究，準確把控組件的標準性。

1.2 在線測量技術

離線測量技術雖在不斷優化升級，但部分高精度要求的零部件生產中更需加強生產過程中的管理，如果將其制造環節與測量環節分開，將會對零部件制造效率及制造精度造成嚴重影響，所以在線測量技術的應用更不能忽視，在零部件生產加工的同時也能對其精確度加以測量，以此提高機械制造效率。在線測量技術在實際應用中也有很多技術要點需要加以明確，因為加工制造環境相對而言更加復雜，過程中更容易存在各種問題，亟需對此嚴加要求。

機械加工在線測量技術如今多集中在幾何參數的測量上，比如零部件的平面度、同軸度等等，能在過程中對零部件幾何參數嚴加要求，一旦出現異常數據變化，就會立刻警示工作人員，以對加工設備數據加以調整，保證零部件加工質量；這些測量項目如今多集中在車削、磨削、銑削等環節中，相對而言測量環境比較復雜，在線測量設備所用傳感器在選用時應從充分考慮設備的抗干擾能力，尤其是在溫度方面，如果測量精度為其所干擾將很難保證測量有效性，因此要及早對測量環境加以明確，如果存在測量環境惡劣的情況，需對傳感器參數加以控制，并最好選用測量速度快的類型，比如電子式傳感器，雖然測量范圍小，但其穩定性最好，在測量環境不佳時可選用該類設備，再如超聲波傳感器，雖然測量范圍廣，但容易受環境影響，所以需在傳感器選用時綜合考慮測量環境，以保證測量質量[3]。

2 測量技術在大型機械安裝中的應用

大型機械組件中涉及內容較多，而且包括很多精細化零部件，必須嚴格測量技術才能保證機械安裝的科學合理，測量技術具體應用可如下兩方面：

（1）水準儀的合理應用。水準儀在大型機械安裝中應用比較廣泛，比較多見的就是設備傾斜測量工作，很多零部件的安裝面并非水平，所以需要對傾斜面加以控制，具體可使用水準儀布置在安裝傾斜面三個方向，由此三個方位分別進行測量，即能準確計算零部件安裝傾斜面的準確性；再者，水準儀還多應用在零部件的基礎數據測量上，如標高操作中就可使用水準儀，配合水平儀等對所安裝零部件或組件設備標高加以明確，具體測量時明確安裝設備上的兩點后，連接直線，隨后再進行測量，并對測量數據多次檢驗，修正細小偏差，以保證測量數據的準確性。

（2）測量控制網的布設同樣是大型機械安裝中的重要組成部分，在其中起到必要的測量基準作用，特別一些采取分段、分區機械安裝模式的大型機械，更需注重控制網的準確性，能在機械安裝的不同階段都予以測量基準供應；測量控制網中會使用精度在2μm 的電子經緯儀和精度達到0.1μm 的電子水準儀，通過這兩件測量設備的應用能起到良好的測量基準應用效果，不過在實際布設時應對設備進行校驗，使設備如內外角、透鏡誤差等均能滿足質量控制網應用的標準精度[4]。

3 結 語

總之，機械產品生產應用中尤為重視精密度，很多機械設備運行中的故障問題發生多是因為零部件精密度不足導致，造成嚴重的生產破壞與安全問題，所以更需重視測量技術在機械產品生產應用中的價值發揮，合理選用各類測量技術，制定規范合理的測量方案，確保各零部件設計、制造及安裝中的高精確性，以此減少應用風險問題；目前測量技術均發揮著有效測量效果，但還存在不少精度不足、應用不規范等問題，需進一步加強測量技術的優化，尤其是大型機械安裝中，更需構建全過程測量管理體系，確保零部件安裝有效完成。