浅析机械加工在线测量技术

杨红良 汲续财

（哈尔滨东安机电制造有限责任公司，黑龙江哈尔滨 150060）

浅析机械加工在线测量技术

杨红良 汲续财

（哈尔滨东安机电制造有限责任公司，黑龙江哈尔滨 150060）

机械加工作为先进制造技术中的基层作业，其基本目标是在节约成本、提高效率的基础上，保证产品质量。在线测量技术作为这一工作中的重要衡量标准，具有十分重要的作用和意义。本文详细阐述了在线测量技术的工作原理，并针对现有的在线测量线路进行分析，探究了在线测量技术的应用流程。

机械加工 在线测量 离线测量 工作原理

在线测量技术是指零件在加工的过程中通过在线测量系统保持零件位置不变，直接进行测量的一项新技术。通常情况下，该技术是通过数控机床开发和集成测量系统来实现，且贯穿于整个机械加工过程，有助于优化机械加工工艺和保证零件质量。目前，随着机械加工技术的发展，传统的测量工具无论是在测量效率还是在测量精度上都存在一定的局限性，制约了机械加工技术的发展。因此，深入对机械加工在线测量技术进行分析势在必行，具有划时代意义。

1 在线测量原理

适用于工程技术的线路板中，电网络由各种元件组成，十分复杂。在将网络中的某一个特定元件参数测量出来（如图1所示），则需要将元件焊下测量，否则其测量结果无法完全准确。例如，在AB亮点中加入电压激励，其响应电流会同时流经61，， ZZZX，形成更为复杂的电流环路，显然在这一情况下采用伏安法对电阻测量无效。

但如果将图1中C点联接D点，则可将电路简化为图2所示，再将图2中的电路如图3进行联接，则能使经过aZ与bZ的电流为零，此时可采用伏安法对其进行测量。在机械加工过程中，最为常用的是磨削和车削过程，主要针对工件直径的在线测量，还包括车削过程中圆柱度、圆度及表面粗糙度的在线监测，其中，在线测量的准确性是一项核心要素，主要取决于测量机构和测量传感器等硬件的准确度，还跟测量方法和数据处理方法有关。由于机械加工是一项十分复杂的过程，加工中冷却液浇筑、机床振动、机械加工中产生的热量，会导致测量零件的加工难度增大。现阶段，已有的测量技术包括在线测量技术和离线测量技术两大类。两者相互比较，后者通常要搬运零件和重复装夹，不具适用性和可操作性，在线测量技术具有较高的生产效率和适用性，测量误差较小，是未来测量技术的主要发展趋势。

图1

图2

2 在线测量线路分析

图3

图4 三线隔离原理示意图

其中， Z01与 Z02分别是电压源内阻和 Z03之和、电流源内阻和Z03之和，而 Z03则是线路残余阻抗。其测量误差公式为：

在测量误差公式中，由于与电路阻抗相比， Z01，Z02普遍较小，因此最后一项可忽略不计，而第一项是单独测量 Zx出现的误差，中间项则是真正的隔离误差，其误差γ＇为：

3 在线测量技术的应用流程

将在线测量技术应用到数控加工流程中，能对其产生较大的影响。随着在线测量技术与数控加工技术的不断发展，数控加工-在线测量的制造流程已经步入成熟阶段，这一制造流程的实际应用较为广泛。在数控加工-在线测量系统中，测量系统与加工系统是同步的。相比离线测量技术，在线测量大大减少了工序测量中的操作步骤，如拆卸、搬运、装夹等，不仅使制造流程得以简化，还促使生产流程形成“扁平化”，有效提高了生产效率。同时，在线测量技术与数控加工技术之间可以相互影响，产生有效的反馈信息。在线测量技术的反馈信息能直接成为制定加工工艺的客观依据，对于优化加工工艺、提升产品质量而言有重要意义。

4 结语

综上所述，在线测量技术在机械加工中的广泛应用，有效提高了机械生产自动化程度，推动机械加工步入了一个新阶段。但从整体情况来看，还存在或多或少的问题和不足，不利于机械加工技术的发展，这就要求技术人员加强对其的研究，不断总结和完善已有的技术，以创新出更具适用性的测量技术，为提高机械加工的生产效率作出重要贡献。

［1］宋殿友.精密PSD微位移在线测量技术的研究与应用［D］.天津大学，2012.

［2］管传富.在线测量技术在数控加工中的应用［J］.装备制造技术，2011（3）：134-136.