检测自动化技术在机械制造系统设计中的应用

西安航空职业技术学院 李鹏伟

本文主要研究了机械制造系统中检测自动化技术的应用，据此可以及时发现质量问题，便于采取改进措施，使其质量满足设计需求。在实际检测过程中，需调整好检测技术的运行参数，整合自动检测技术的优势，使检测效率得到提高，以确保机械产品的质量。

机械行业是推动经济发展的重要动力之一，随着制造技术逐渐成熟，机械制造流程中的性能检测通常是占生产成本最多因素之一。因此，检测系统在自动化机械制造中占比较大，检测技术在自动化机械制造当中的应用是研究的重点之一。计算机技术的普及有效推动了企业生产自动化的实现，在机械设计制造中（例如产品的设计、研发、生产、加工及管理过程）应用计算机技术，可使机械产品的设计制造效率得到有效提高，从而降低企业生产成本，更好的满足企业的可持续发展需求，也是实现科技发展的必然要求。目前，自动化机械制造企业已经打破了传统的制造理念，大多机械设备都能够实现在线测量，采用非接触、数字化测试技术，避免人为的误差因素，使检测结果更加精准，有效控制机械设备生产的质量。

1 检测技术在机械制造中的作用

检测技术在机械行业中的运用，重点要与各种物理理论相结合，以科学的方法以及检测手段对机械制造系统进行检测与维护，借助检测仪器来提高机械检测的可靠性。

1.1 实现检测自动化

随着科技的进步，机械制造行业得到长足进步，机械制造系统的生产与检测逐渐向自动化方向发展，机械产品的检测精度会直接影响机械自动化系统的运转质量，因此,需要对机械制造产品进行严格的检测，满足社会生产与发展的实际需求。在检测机械制造系统的过程中，需以具体的检测对象为依据在不同类型的检测设备上合理设置检测参数，完成设备运行状况信息（机械存在的缺陷等）及设备相关的各种参数（如加工时所需具备的条件）的获取。

1.2 提高检测质量和精度

计算机技术因具备便利和高效等优势，得以在机械制造系统中被广泛应用。传统的检测方法，其检测范围有限，通常只对产品的数据进行检测，随着计算机等技术被应用到检测中，可对机械制造的全过程进行相应的检测和控制，检测结果更具科学性和实用性。加工设备精度对产品的质量会产生较大的影响，许多机械制造企业会不断加大研发力度，提升检测效率，进一步提高了机械设备的精度与质量。通过检测自动化技术来改善机械设备的生产误差，并提供相关误差参数，以此为依据来对机械产品的生产过程进行控制，提升机械产品的加工质量及机械制造企业的生产效率。

2 自动检测系统的结构组成

2.1 检测技术在机械制造当中的要求

机械制造的检测结果和要求能否满足实际需要，取决于所设计的仪器和设备，包括设定范围、稳定性、分辨率、线性度、灵敏度和回归的误差等。在检测过程中，检测系统所能够测量的范围，包括最大和最小下限，以及评估过程中系统所测量的最大输入量；灵敏度S=lim（Δy/Δx）=dy/dx，在串接系统中各个分灵敏度的乘积构成总灵敏度；分辨率表示全程最大的变化量和满程量的比例；在检测当中，线性度指曲线和标准曲线间的误差；在检测过程中，回归误差指以输入量的大小变化为依据，需把握好输入/输出量的差值变化；稳定性表示根据特定条件检测信号所出现的稳定变化程度。

2.2 系统结构

自动检测系统的结构主要为：自动信号处理电路、检测数据的输出系统、自动显示记录装置、传感器、敏感元件、中间转换装置及测算软件等。装置和设备具备较高的灵敏度和分辨率，同时具备线性度特点。自动检测技术在检测机械制造产品时，为进一步提高检测结果的准确性，根据实际情况充分利用系统中的每个设备，在完成相关各项信号检测的基础上进行收集并整理，并与自然信息对应起来，从不同的角度（定量、定性）完成对相关信息的分析。自动检测技术用到的主要装置包括中间装置、显示装置和传感器等，其中，在整个检测过程中传感器起到关键作用，需确保传感器具备高符合性，主要负责完成对不同信息的检测过程。分析信息过程在中间装置来完成，最终在显示装置显示分析结果。

2.3 检测模型

利用模型可将检测系统简化成几个子系统进行分析，检测的原理在检测系统中处于动态变化的状态，传递性函数（主要负责检测系统中所出现的波动率的特点）、阶跃的响应（系统检测过程中表现出的阶级式的信号反应）、正弦的响应（在检测当中系统所出现的频率波动）、无失真条件检测（检测无失真时，包括谐波失真和非线性失真的总和）等是这些变化呈现出函数的几种表现形式；以这些波动为依据，可在电脑上完成相应图像的调整和重新规划，根据正弦的波动规律可求出频率中的某些特性和相频特点；运用传感器来实现机械设备的自动化技术检测，在输入情况变化较快的情况下，运动惯性及能量传递都需要花费一定时间。为了对检测系统性能掌握的更加全面，需分析传感器的输入/输出信号的变化情况，检测自动化技术的分析过程由专门的数学模型完成。以传感器为检测系统的核心，当传感器的输入信号随时间变化较快时，传感器输出无法追随输入量变化。数学模型的建立主要以线性系统为主，重点在于对线性系统进行处理与分析，忽略非线性因素导致的误差，通过用常系数线性微分方程来表明输入量与输出量之间的关系。

数学模型构建如下：

实际应用检测自动化技术时，在机械设备运行状态下，对其进行非线性校正的难度较大，因此需忽略在实际研究中不太重要的因素；再结合线性微方程，描述出检测系统的输入量和输出量，系统的阶次（在数学模型中）取决于输出量最高微分阶次。

3 应用分析

3.1 测量装置的应用

在机械制造系统中，测量装置应用具体分为：（1）直接测量装置。机械设备生产过程中的尺寸变化主要由其进行检测，直接测量装置（根据测量表面情况的不同）可分为断续表面测量装置、圆测量装置、孔测量装置、平面测量装置四种；（2）间接测量装置。机械制造系统中刀具的运行情况主要由其负责控制，通常是根据生产要求，事先设定好的一些辅助装置（或在生产前就编写好的程序），间接检测装置中能够检测设备的尺寸（通过设计的接板机、带锯机等专门装置）。

3.2 动态检测的实现

传统的机械制造中通常是在事后进行检测，此种方式极大的降低了检测的有效性。自动化检测技术的应用，可实时监测机械制造的动态变化过程，为使项目检测更加科学合理，提高各种机械产品的质量，可将数码柔性坐标测试技术应用到具体项目的建立过程中；机械制造系统工作时，可通过自动化检测技术了解具体的运行情况，能够有效避免安全事故。在实际检测项目的建立过程中，结合系统的实际测试要求，通过对设计结构进行整体分析，通过直接测试装置完成对机械加工工件定量的分析过程。

结语：对机械加工产品进行检测是机械制造系统中重要环节之一，在机械制造系统中应用检测自动化技术，可高效的完成对整个生产过程的动态检测，提高加工工件检测结果的科学性，在节约人工成本的基础上确保机械产品的质量和精度。本文主要研究了检测自动化技术机械制造系统中的应用，据此可以及时发现潜在的质量问题，从而及时采取改进措施，使其质量满足设计需求。在实际检测过程中，对检测技术的运行参数需做好调整，整合自动检测技术使检测效率得到进一步提高，以确保机械产品的质量，促进机械制造企业的可持续发展。