测量技术在机械制造生产线中的应用探讨

吕?亮

【摘要】本文从测量技术在机械制造中的内涵出发，对测量技术在我国机械制造中的发展现状以及应用现状进行了探讨，然后结合案例阐述了测量技术的实际应用，望为相关从业者提供有效参考。

【关键词】机械制造 生产技术 生产线 应用

“测量是科学的起点”，在现代高新技术的推动下，人们开始对现实物质世界进行测量、分析，从而让各项生产制造措施能够达到最佳效果，并逐步构成了诸多重要的生产制作技术，测量也成为了现代科学技术的重要分支之一。在机械制造生产线中，测量技术也发挥着至关重要的促进作用，对制造效率、质量有着极为重要的影响。

一、测量技术在机械制造中的内涵

测量技术和现代机械制造有着密切关系，测量技术是现代机械制造的“眼睛”。目前，测量技术已经不再是机械生产线中的辅助生产设备，而是成为了生产制造系统的重要组成部分，在许多机械制造生产线中，测量系统的构建成本已经达到了总构建成本的30%，该现象表明，现代機械制造越来越依靠测量技术[1]。大量实践也证明，只有测量技术和生产技术相互结合，才能够让机械生产水平产生质的飞跃。

二、测量技术在我国机械制造中的发展现状

近年来，随着社会经济高速发展，我国国际化程度不断深化，机械生产技术也发生了极大的变化，我国机械生产学科发生了崭新变革，如微机电系统、模糊计算、专家系统、极端制造、生物制造等等新型技术、理念、工艺被逐步应用在机械制造生产线中，并逐步走向成熟，而与此同时，新的测量问题也在不断出现，测量在机械制造生产线中的重要性日益凸显，这对测量技术发展来说既是严峻的挑战，同时也是新的机遇[2]。

测量技术在机械制造领域的应用、发展，也取得了诸多成果：第一，利用靶标特殊几何结构，将不同位置的几何量值作为测量条件，可构建一个完善的现场测量校对方法，实现大范围的空间校对，实现传感元件的校准以及测量系统的校准，减少测量中的误差，提升测量精确性;第二，利用直角棱镜、小分束角渥拉斯顿棱镜可构建共光路自适应系统，可有效应对空气扰动等问题，从而提升测量结果精准性、稳定性，实现同轴稳定测量;第三，利用横向塞曼激光器，构建正绞线偏振光，应对热漂移等问题，可有效提高测量稳定性等[3]。

三、测量技术在机械制造生产线中的应用现状

（一）数字测量技术的应用

随着数字技术的快速发展，目前数字测量技术已经实现了和机械制造的相互融合，许多公司开始生产数字化测量产品，数字化测量工具，以期实现机械设备数字化定位。在实践中，数字测量技术在齿轮部件生产中，测量精度可达到2μm，呈现出极高的应用价值以及生产效益。

（二）传感器技术的应用

随着社会高新技术的不断发展，测量技术在机械生产中也呈现出了极高的准确性、可靠性。如压电传感器技术，目前在市场上已经有了成熟可靠的电式三向车削测力仪、压电三向磨削测力仪[4]。在机械生产制造过程中，这些设备有效提高了生产线工作效率以及机械制造精度，且能够提升机械产品的制造的安全性、稳定性。另外，应用了压电效应的石英传感器，在扭矩测量、测力中也得到了实际应用。

（三）纳米位移测量技术的应用

纳米位移测量技术的应用，让高精度机械生产测量需求得到了满足，这可让机械生产实现纳米精度生产，从而有效提升生产精度。这也是机械制造领域目前精度最高的生产测量技术，该技术主要是利用激光信号的双频率条纹来实现对被测目标的测量。

在机械生产中，研究人员还利用纳米测量技术来对位移量进行测量，并实现了在微观环境下的生产制造。但是，纳米测量技术的应用仍旧不够成熟，技术应用要求、成本较高，在实际生产中存在诸多问题，还需要长时间进一步研究、检验[5]。

（四）激光器测量技术的应用

激光侧脸该技术主要应用在机械零件钻孔、切割定位测量上，该技术主要是利用激光的辐射刺激扩大原理，来获取被测目标的数据。相对来说，激光测量仪器呈现出较高的测量精度、测量效果，可规避诸多机械制造误差，从而让机械生产效率得到有效提升，这也是目前应用的最为广泛、精度最高的测量技术。

四、测量技术在机械制造生产线中的应用实例

在自动化机械制造生产线中，LabVIEW机器视觉检测已经得到了较为广泛的应用，下文主要对该测量技术进行阐述。

（一）系统控制原理

首先，定位功能，可测量半成品的空间位置，获取半成品的空间坐标、轴向偏转角度，并将测量数据反馈至控制系统;其次，可检测光源板装配，根据光源板检测，来测量半成品是否安装到位，是否存在漏焊、外观损伤、芯片错焊等问题，整个测量系统在机械制造生产线中的运作机理为：通过测量措施，将被测目标转换为直观的图像数据信号，然后通过图像采集卡，将数据输入至计算机，并利用LabVIEW所编制的程序，根据颜色、像素、亮度等信息，将其转变为数字信号，系统负责对这些数据信号进行运算，然后得出被测目标的具体特征，将数据和预设标准进行比对，判断目标是否满足预设要求，最后再根据判断结果来控制生产线设备动作，将控制信号传输至PLC控制模块，并由视觉控制模块直接控制生产机械设备。

（二）数据处理机理

该测量方式主要是利用几何匹配算法来实现对整个部件偏转角度的测量，具体过程是先通过选择测量参考点以及基准位置参考点，将参考点作为基准进行测量，当被测目标轴心偏转角度大于0°时，就将相关测量数据以16进制格式上传至系统。整个控制系统采用测量+信息处理+PLC控制单元，可实现自动化生产、直观测量反馈的有效协同，可有效提高机械生产智能化水平，提高机械制造生产线的制造精度以及效率。

结束语：

综上所述，测量技术在机械制造生产线中的应用，是我国机械生产水平提升的必然成果，虽然目前我国测量技术研究、应用已经取得了阶段性成果，但是诸多测量技术仍旧不够完善，故需加强对测量技术的研究，才能进一步提高机械生产制造水平。

参考文献：

[1]赵晶晶， 王明路. 检测技术在自动化机械制造系统中的应用探讨[J]. 中国设备工程， 2018.

[2]王志伟. 机械制造领域中测量技术的应用[J]. 自动化应用， 2017（3）：106-107.

[3]莫爵贤， 王宇， 吴智恒， et al. 有关机械制造领域的测量技术分析[J]. 科技创新与应用， 2017（19）：40-41.

[4]郭建芬， 秦贞明， 徐井利， et al. 基于工件三维模型的三坐标测量技术[J]. 机械制造， 2018（10）：101-104.

[5]易勇帆. 基于STM32数控系统研究及在激光切割机中的应用[D].