机械加工精密测量技术分析

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【摘要】精密检测技术在机械加工制造领域的应用，对提高机械加工质量具有重要作用。本文通过对机械加工中常用的一些精密测量技术介绍，目的在于更好地发挥精密测量技术在机械加工中的应用价值，为机械加工提质增效服务。

【关键词】精密测量技术；机械加工；机器视觉检测；三坐标测量

精密检测技术在机械加工制造领域中的运用，可以极大地提高机械加工质量，尤其是微型零部件、异性零部件的生产加工中，精密检测技术给予了很多加工制造指导。机械加工制造生产过程复杂，虽然制定了严格的生产加工工艺标准，在批量生产加工，若生产加工出现问题，未能及时测量发现，就会影响整个加工制造进度和质量，而且产生次品和废品。结合当前对机械加工制造要求，加大对精密测量技术推广应用力度，及时检测机械加工制造中关于精度、质量等方面的问题，便能确保机械加工制造质量。

1精密检测技术介绍

精密测量技术是一门集光学、电子、传感器、图像、制造及计算机技术为一体的综合性交叉学科，涉及广泛的学科领域，它的发展需要众多相关学科的支持。在现代工业制造技术和科学研究中，测量仪器具有精密化、集成化、智能化的发展趋势。三坐标测量机（CMM）是适应上述发展趋势的典型代表，它几乎可以对生产中的所有三维复杂零件尺寸、形状和相互位置进行高准确度测量。发展高速坐标测量机是现代工业生产的要求。同时，作为今后的重点发展目标，各国在微/纳米测量技术领域开展了广泛的应用研究。精密检测技术在机械加工制造中的应用，不管是制造的外形尺寸，还是零部件位置度参数，都必须经过精密测量，验证加工精度是否设计精度要求，在机械加工制造规定范围之内，所以利用精密测量技术实现机械加工制造的精准测量[1]。精密测量技术是科学技术发展的产物，尤其是智能技术的应用，以精密检测为核心，综合计算机技术与智能技术，以计算机软件为载体，合理融入光学、声学、传感技术，打造更加精准的测量技术体系，增强精密测量逻辑性[2]。现代化发展与技术创新，通过先进传感技术与其他技术的混合处理，及时完成检测工作，保证机械加工制造精准性[3]。

2机械加工制造中精密测量技术应用现状分析

表1为机械加工制造中精密测量技术应用现状的分析总结，从中可以发现，虽然精密测量技术为机械加工制造提供了很多方便，但是在实际应用中依然存在成本过高、精密测量设备核心技术研究能力不足等问题，基于此需提高对精密测量技术的重视，加大精密测量技术研究力度，不断改善与革新精密测量技术，从而发挥精密测量技术应用价值最大化。

3机械加工制造中精密检测技术应用类型

介绍图1为机械加工制造精密测量技术分类介绍，结合其中内容积极对精密测量技术进行探讨。

3.1传感器检测技术

精密测量技术中传感器检测技术的应用，适应机械加工制造一体化发展模式，根据其中的不同运行模块，针对性地管理与调控。传感器搭配机械加工制造中的调控电路，积极对机电一体化系统运行进行模块检测，统计系统运行参数，分析机械加工处理中的物理性能，综合数据展开相关动作分析，及时输出检测结果。分析检测结果中的多种特征，适当对机电一体化系统中的电压与调配调整，待其他环节相位处理完毕，根据时间变化以及机械加工中的物理参数生成动态曲线，由此将机电仪一体化中的系统运行与功能性变化更直观地呈现出来，随即完成传感器检测[4]。提高在传感器对数据收集的高效性，并保证机电仪一体化系统运行安全，保证机械加工制造质量。传感器检测技术及时对系统工作质量进行检测，综合物理信息参数，科学调整机械加工制造参数。根据机械加工制造系统需要选择适合的传感器类型，激发起多重实用特点，通过数据采集与分析，调整机电传输类型[5]。常用传感器主要包括接触传感器、压力传感器、非接触传感器。传感器检测技术的应用，为机械加工制造提供更多方便。比如：零件表面粗糙度测量、轮廓度测量、三坐标测针与零件表面接触测量等，都使用了先进的、精密的传感器检测技术。

3.2机器视觉检测技术

机器视觉检测技术的应用，改善机械加工生产柔性、提高机械加工自动化，尤其是机械加工制造中遇到的特殊工作环境，人工作业难度较大，需要通过机器视觉的方式完成加工制造。不仅如此，机械加工制造中包括很多大批量生产，人工检测产品质量没有机械视觉检测效率高，更加精准，为机械制造自动化的发展创造有利条件[6]。机械加工制造生产积极应用机器视觉检测技术，加大检测系统优化力度，尤其是图像辨别算法、视觉传感器相互结合，在很大程度上提高机器视觉检测技术的抗干扰能力，并且提高机器视觉检测技术应用效率，整体并没有复杂的组成，对机械加工制造在线生产与检测来讲非常便捷。机器视觉检测技术的应用以检测系统为载体，利用图像摄取装置，选择摄取目标后，及时收集其中的信息，通过转换的方式生成机器视觉检测需要的图像信号，专业处理后生成机械加工制造数字化信息。随即对数字化进行运算，获取目标特征，对机械加工制造现场操作与生产质量等进行判别，及时区分出产品的生产缺陷[7]。比如：显微镜测量系统中使用的测量范围抓取、筛选技术、自动调焦技术，检测零件表面形状误差的光学扫描使用技术、产品表面缺陷自动识别技术等，都采用了机器视觉检测技术，替代了原始的肉眼识别功能，大大解放了劳动力。

3.3三坐标测量技术

三坐标测量技术作为精密检测技术重要组成，包括光机电一体化技术、精密测量以及计算机技术等多种高科技技术，以高科技测量设备为载体，通过高柔性的数字化处理能力，有效对机械加工制造中的操作与质量进行检测，科学控制制造质量，完成检测工作。尤其是机械加工制造中零部件尺寸的检表1精密测量技术现状总结精密测量技术的使用增加机械加工制造成本精密测量设备核心部件缺乏自主研发能力机械加工制造离不开精密测量技术的支持，虽然其应用十分广泛，并为机械加工制造带来很多帮助，但是精密测量技术应用成本始终是机械加工制造关注的焦点。精密测量技术的应用需要专用设备的支持，大部分精密检测设备成本非常高，许多小型制造企业无力负担，这不仅限制了小型制造企业的发展，同时也不利于精密测量技术的应用普及。一些小型企业因为精密测量设备价格放弃使用精密测量技术，这样就增加机械加工生产质量问题出现地风险，导致频繁出现次品和废品，影响企业自身发展信誉度。精密测量技术既要保证检测精度，还要科学调整制造成本，寻找权衡两者的有效办法，是实现长远发展的关键。精密测量设备直接关系到精密测量技术的应用，机械加工制造领域不断拓展，制造产品更加多元化，生产数量明显增加，精密测量设备是保障机械加工制造质量的关键，因此这方面需提高重视。纵观我国精密测量设备制造，虽然掌握精密测量设备制造技术，但是却都是辅助元件，对核心部分严重缺乏自主研发与核心技术能力。大部分精密测量设备的制造均依靠外来进口控制器和软件，这样就会影响到精密测量设备制造的生产，不利于精密检测设备制造发展，同时也会增加机械加工制造企业的应用成本。必须不断提高精密检测设备核心技术研究重视，加大科研力度，不断提高控制器和软件等核心技术研究与应用能力，实现精密测量设备与精密检测技术的不断成熟发展。测、形状的控制以及机械加工制造操作相互位置检测等，都大量使用了三坐标测量。三坐标测量技术的主要设备为三坐标测量机，实际应用中以该设备替代制造中大量使用的检具，迅速获得产品尺寸，检测零部件生产制造中的形位公差，检测精度可以微米。三坐标测量技术的应用，有关节臂式、龙门式、桥式或者水平臂式等类型，测量操作主要包括接触式、非接触式。其应用的基本原理是根据机械加工制造具体情况，在测量空间准备好被测量的零部件，以三个坐标位置对被测零件进行精准测量，测量软件名及时对测量数据进行数学计算，及时对测量元素进行拟合，从而得到精准的形状与各种集合数据。三坐标测量机的应用，能够一次性完成多个测量元素检测，检测效率非常高，并保证形位公差与尺寸等计算的精准性。比如：利用三坐标测量产品表平面度、圆（孔）直径、面（线）角度、轮廓度、位置度等参数，现在使用三坐标，基本采用编程实现自动化测量，测量精度高、测量速度快，极大地指导和推进了机械加工生产制造效率。

4精密测量技术应用推广

根据对精密测量技术的研究可以发现，为机械加工制造带来更多便利，不仅保证了加工制造检测的精准性，同时节省更多人工资源，为机电一体化发展创造更多有利条件。那么在实际应用中，精密测量技术还需要根据机械加工制造的需要适当调整应用模式，将精密测量价值发挥到最大化。

4.1传感器检测技术在机械加工制造中的应用

机械加工制造中传感器检测技术的应用，根据机械加工制造中的振动、温度变化与切削力度等，将关注点转移到轴承生产方面，尽可能减少轴承生产受影响情况。根据石英传感器作为检测技术应用载体，轴承生产中及时将物理量加以收集，并在钻削测力仪、三向车削测力仪以及磨削测力仪等位置安装传感器。实时对工作频率数据进行采集，并及时统计分析，将此作为后期检测判断的主要依据。根据机械加工制造中NJ240EM轴承制造为例，整理正常作业中的参数变化，对比收集到的工作频率数据，判断机械加工制造中是否存在异常，尤其是温度、压力、切削力度等方面，若存在影响因素，及时调整生产制造模式，保证最终零部件生产制造质量。

4.2机器视觉检测技术在机械加工制造中的应用

机器视觉检测技术的应用，通过机械加工制造中摄像器件，进一步完善机械加工制造中在线监测与质量检测系统，及时对机械加工制造中零部件的形状与尺寸进行在线检测，并收集相关数据信息，进行数学计算与分析。一般条件下，机械加工制造中机器视觉检测技术的应用，必须融入到机械加工制造的监测体系中，利用科学控制手段，同时对机械加工制造进行检测与管理，如此实现动态监管，及时发现机械加工制造中的问题。实际应用期间，及时统计机械加工制造中零部件参数信息，将其及时录入计算机分析软件中，与设计参数形成对照组，及时进行对照组与实验组对比研究，以计算的数据差值，对加工合理性进行确定。若数据差值在允许误差范围之内，那么机械加工制造符合操作规范，若超出误差允许范围，则需要对加工制造适当调整，避免零部件产品大量返厂。机器视觉检测技术的应用，很大程度上将机械加工制造的生产效率提高，不仅检测操作简单，同时也在很多方面节省了机械加工制造对人力资源的消耗，减少人工成本，保证机械加工制造的经济效益。

4.3三坐标测量技术在机械加工制造中的应用

三坐标测量技术在机械加工制造中的应用，需提前考察机械加工制造的环境，同时还要参考硬件配置条件，符合三坐标测量技术应用标准才能得以应用。三坐标测量技术及时对机械加工制造的环境信息测量分析，具体涉及到温度、湿度变化，还包括压力变化，统计测量数值录入计算机分析软件中，保证周围环境达到三坐标测量机的应用标准条件，随后对机械加工制造展开测量。机械加工制造中的硬件配置主要包括工件装夹以及探针配置，这是搭建三坐标测量平台的基础，同时也是保证三坐标测量机运行、测量精准的前提条件。测头为信息发送装置，从三个方向进行信息读取与统计，分别为X轴、Y轴、Z轴，随后创建空间坐标系，及时将数据信息输入到计算机数据处理软件，准确计算机械加工制造中存在的误差信息。三坐标测量技术的应用帮助机械加工制造节省更多数据分析细节，缩减数据分析时间，保证机械加工制造测量精准度，为机电一体化生产制造提供更多保障条件。

5结束语

综上所述，科学技术发展与机械加工制造精确度提高，对机械加工制造提出更多高标准与要求。精密测量技术在机械加工制造中的运用，是机械加工制造创新的重要表现。近些年我国在精密测量技术方面取得很多突破性研究创新，并开始在机械加工制造中大规模应用。不断改善机械加工制造领域应用精密测量技术的不足，尤其是成本方面的局限，发挥精密测量技术的重要作用。

参考文献

[1]刘扬开，陈裕君.精密检测技术在机械加工制造领域中的应用[J].南方农机，2018，049（004）：77

[2]孙洁琼，李琬秋，孙浩浩.精密检测技术在机械加工制造领域中的应用[J].中国高新区，2019，000（007）：133

[3]王喆.精密检测技术在机械加工制造中的应用研究[J].内燃机与配件，2019，283（07）：125-126

[4]张国龙，李胜军.三维测量技术在机械加工中的应用与发展[J].自动化应用，2018（11）：53-54+71

[5]张翔.自动化机械制造系统中检测技术的应用[J].现代制造技术与装备，2019，000（011）：193，195

[6]马长红.精密检测技术在机械加工制造领域中的应用分析[J].商品与质量，2020，000（002）：186

[7]刘猛，魏鹏亮，琚明，等.精密检测技术在机械加工制造中的应用研究[J].工程技术（文摘版）：00184-00185

作者：曾德强 单位：中国航发贵州黎阳航空动力有限公司