機械制造與大型機械安裝中測量技術的應用

范俊敏

（廣東順德固德威精密機械有限公司，廣東佛山 528300）

0 引言

測量技術對機械制造與大型機械安裝影響較大，現階段相關測量技術的應用研究相對較少，需采用行之有效的措施對其進行分析研究，如在線測量技術應用、離線測量技術應用、測量控制網的安裝、大型機械的安裝等。

1 測量技術概況

隨著我國機械加工及裝備制造產業迅猛發展，為科學、精準地對制造、安裝進行測量，測量技術的投入與應用隨之興起。測量技術是指通過相關儀器及設備，采用電子感應原理，將測量工作精度化、標準化，并將誤差值降至最低乃至消除誤差。測量技術不是單一片面的簡單流程，而是更為科學、高效的精密設計。當下測量技術應用較為廣泛，主要涉及機械制造和大型機械安裝。大型機械的工作過程中，對零件、組件進行精確測量是十分關鍵的工作，測量技術主要包括在線測量技術、離線測量技術等，只有認真分析每項測量技術的差異和優缺點，才能為高效率的工作打下基礎。

2 機械制造中測量技術應用

機械制造以機械加工為主，機械加工是機械制造的重要前提，控制產品及零件合格率也以機械加工為主。受操作人員和設備等多方面因素影響，機械加工出的產品或零件往往不符合設計要求，需要借助測量技術解決該問題。測量技術應用的標準在于對測量結果的精度化體現，即測量精度決定于規范范圍。

2.1 在線測量技術應用

在線測量技術是當下較為先進的測量方案，通過在線測量技術可以實現加工與測量同步，比傳統加工測量方式的效率高出很多。在線測量技術的優點也在于測量零件類型的廣泛性，不再局限于某種特定類型，對零件的具體形狀要求不高，能夠實現在生產線上進行測量，非常適合機械加工。

大型工件生產中，產品精度檢驗如果不合格，拆裝后重新裝夾將十分困難，而且工件測量也是一件非常困難的工作。往往機床標示出的精度非常高，機床檢驗也合格，可最終的加工誤差卻總會超差0.05 mm 以上。這些問題多數是刀具沒有安裝好、對刀不準確、刀柄不正，甚至操作人員當天的操作不仔細等。這些問題可以借助機床的在線測量技術完美解決，并對誤差自動進行補償。

在線測量技術中的測量傳感器質量及穩定性相對較高，可以充分滿足測量需求。同時，測量傳統器具有較強的抗干擾能力，可對外界干擾進行有效規避，達到測量精度高、測量速度快等要求。在線測量技術對不同參數具有一定的包容性，可對諸多不同參數的零件進行精確測量，測量結果不會受周邊環境與零件材料變化的影響。

2.2 離線測量技術應用

雖然在線測量技術在機械制造中廣泛應用，但有其一定的局限性，往往因零件材料與特殊需求所限不能采用在線測量技術，仍需依賴離線測量技術[1]。離線測量技術區別于“在線”測量，主要是通過人工方式進行，一般工具包括夾具、卡尺、千分表等。由于離線測量主要以人工操作為主，相較在線測量的測量精度偏低，對測量人員要求也相對較高，一旦操作不當就會造成人為原因的測量錯誤。

隨著測量技術不斷創新，更為科學高效的離線測量技術已經出現，即激光測量技術。這種高精度測量方式已經逐漸在國內機械制造領域投入應用且效果顯著，即實現全自動測量模式。常見的離線激光測量技術包括手持激光掃描儀、激光干涉儀、三坐標測量機等。

激光干涉儀主要測量零件長度尺寸，利用光線測量出零件長度，結合反光鏡、折射鏡等對目標的平面度、平行度、垂直度及相關角度進行參數明確。其中手持激光掃描儀最為高效便捷，操作也相對簡單，采用三維激光對目標進行測量。激光測量的優勢在于精度提升，通過激光脈沖的反射將目標零件形位、尺寸、距離等進行參數明確。主要特點為攜帶方便、精度較高、分辨率高等，同時在價格方面也較為低廉，經濟實惠。

3 大型機械安裝中測量技術應用

3.1 測量控制網的安裝

大型機械設備在各行業中都廣泛應用，而安裝過程與流程環節相對嚴格。大型機械設備通常由較多精密零件組成，零件與零件之間的合理銜接、拼合組裝對整個設備運行影響頗大。大型機械設備安裝不是單一片面的簡單流程，而是需要進行科學分區、合理分段[2]。從質量及效率方面考慮，在進行安裝前一定要設置控制網，保證安裝精度、測量精度必須一致，即二者的互相關聯直接影響安裝效率。測量控制網可從點、線、面進行立體化設置，提升測量指標的可靠性。

控制網安裝前的測量工作不容忽視，主要采用電子經緯儀等進行測量：①明確設備安裝位置；②控制設備標準高度；③遵循客觀規律，參照客戶需求及現場情況斟酌而定；④按生產線中心方位合理設定，將其測量誤差降至最低；⑤完成機械設備安裝后，以該基準點對其設備遮蓋部分進行最后復測，有利于確保實際值與方案限定值相符[3]。

3.2 大型機械的安裝

大型機械設備安裝過程中，測量技術應用主要涉及機械設備高度位置管控和具體安裝位置管控，測量控制網正能解決上述問題。建立測量控制網之后方可開展測量工作，包括中心標板基點設計、測量基準線設計與相關高程控制點位置設計等[4]。

大型機械設備在進行安裝前一定要認真分析，根據客戶實際需求與現場實際環境而定，例如，大型機械設備在安裝過程中需要兩條或以上高程點、基準線時，可以對其二者標準進行統一構建。以生產線中線為標準明確安裝基點，進行合理設定，可以控制測量誤差范圍，提升安裝精度。不同大型機械設備所需的安裝精度存在差異化，只有明確了安裝精度才能選擇測量方法與測量儀器[5]。實際測量過程多采用輔助經緯儀、水平儀，也有采用水準儀輔助鋼尺進行標高、水平測量工作。

4 提升測量精度的措施

4.1 提升測量技術人員綜合素質

測量技術的實質核心是人，儀器設備應用依附于人的主導地位。因此，從提升測量精度角度出發，需要對測量技術人員進行綜合素質提升：①開展崗前培訓與技術考核，包括各種測量儀器掌握、各種測量方法應用、各種案例分析、各種安全保障等；②開展技術大比武，通過選拔等方式提升測量人員核心素養；③選擇性進行人才招用，讓技術能力突出者進入工作崗位[6]。

4.2 創新測量技術與相關設備

技術創新在于技術突破，目前我國測量技術已突飛猛進，在機械制造及安裝領域也具有一席之地。提升測量精度需應用更先進的技術，如激光測量技術、感應測量技術、虛擬測量技術、人工智能測量技術等，這些技術的應用與突破將提升測量精度。

4.3 提升管理模式與規范操作

在機械制造與大型機械安裝過程中，測量精度準確性與現場管理和操作流程緊密相關，應從全面嚴格管控入手，規避可能存在的風險隱患。例如，在機械安裝流程、機械安裝準備、機械安裝保障等工作中，明確位置、高度，依賴測量數據，不能肆意操作。任何技術的順利實施都離不開規范操作，按照具體流程與標準方法，循序漸進地應用新技術，獲得更精準的信息[7]。

5 結論

機械制造與大型機械安裝中測量技術應用，主要包括在線測量技術應用、離線測量技術應用、測量控制網的安裝、大型機械的安裝等，從多方面、多角度闡明機械制造與大型機械安裝中的測量技術應用，為下一步工作開展奠定堅實基礎。