檢測技術(shù)在機(jī)械制造系統(tǒng)中的應(yīng)用

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摘要:現(xiàn)代生產(chǎn)制造要求下，市場對產(chǎn)品質(zhì)量以及工藝精度要求較高。為此，提升機(jī)械制造檢測自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)械生產(chǎn)系統(tǒng)性能可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的把關(guān)。檢測技術(shù)成本占整體生產(chǎn)、設(shè)備成本的比重較大，但是一旦實(shí)現(xiàn)先進(jìn)制造檢測技術(shù)的應(yīng)用升級(jí)后，深入強(qiáng)化機(jī)械制造系統(tǒng)中檢測自動(dòng)化技術(shù)，提升生產(chǎn)加工的成本效益、產(chǎn)品質(zhì)量把控，同時(shí)有助于提升生產(chǎn)程序標(biāo)準(zhǔn)化，升級(jí)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙重功能。本課題主旨就檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、檢測技術(shù)數(shù)學(xué)建模等角度分析自動(dòng)化制造系統(tǒng)的在線監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)狀和問題，提出改善檢測設(shè)備于自動(dòng)化制造系統(tǒng)而言的重要意義和對應(yīng)措施。

關(guān)鍵詞:檢測技術(shù);自動(dòng)化;制造系統(tǒng)

0前言

幾年來，機(jī)械設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)的高速蓬勃發(fā)展下，產(chǎn)品質(zhì)量、制造業(yè)領(lǐng)域加工精益要求越來越高，因此對檢測機(jī)械設(shè)施的檢測儀器要求有所提高，機(jī)械設(shè)施的傳感器技術(shù)、信息技術(shù)設(shè)備研究領(lǐng)域范疇內(nèi)的研究成本以及研究力度得到深入。隨著國外不斷涌現(xiàn)高科技、精密度的檢測設(shè)備外，新型的檢測儀器也不斷涌現(xiàn)，高度自動(dòng)化檢測儀器在機(jī)械制造行業(yè)中成為主流。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用和集成技術(shù)的發(fā)展下，檢測設(shè)施功能也越來越完備。反觀，國內(nèi)的機(jī)械設(shè)備技術(shù)發(fā)展有待提升，沒有自主研發(fā)的高科技、精密度高的檢測設(shè)備，只能依靠進(jìn)口先進(jìn)檢測設(shè)備。檢測技術(shù)的進(jìn)步有助于更好實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造系統(tǒng)的自動(dòng)化生產(chǎn)、生產(chǎn)效率升級(jí)、產(chǎn)品質(zhì)量保證等功能。機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展在國內(nèi)市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著舉足輕重的地位。為此，維護(hù)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的長遠(yuǎn)健康發(fā)展深入強(qiáng)化機(jī)械制造系統(tǒng)中檢測自動(dòng)化技術(shù)，提升生產(chǎn)加工的成本效益、產(chǎn)品質(zhì)量把控，同時(shí)有助于提升生產(chǎn)程序標(biāo)準(zhǔn)化，升級(jí)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙重功能。機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步發(fā)展需要依靠檢測自動(dòng)化技術(shù)的同步優(yōu)化、創(chuàng)新。在現(xiàn)代科技領(lǐng)域的發(fā)展水平下，目前檢測自動(dòng)化技術(shù)為機(jī)械設(shè)備提供了程序編制、自動(dòng)化檢測的功能，大大減少了人工成本，提升制造業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)效率。為此，在機(jī)械制造系統(tǒng)中對檢測自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用研究是十分重要的。

1機(jī)械制造系統(tǒng)中自動(dòng)檢測技術(shù)的功能

1.1自動(dòng)檢測系統(tǒng)組成

自動(dòng)檢測系統(tǒng)由多個(gè)子系統(tǒng)所共同構(gòu)成。具體子系統(tǒng)包括:信號(hào)反饋、處理系統(tǒng)，輸出單元、自我診斷系統(tǒng)、自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)、信號(hào)處理等。自動(dòng)檢測系統(tǒng)的功能模塊則包括輸出單元以及電子測量電路以及敏感元件。這三大功能模塊間相互協(xié)調(diào)配置，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造系統(tǒng)的檢測工作。檢測功能是基于不同信息間的對應(yīng)關(guān)系下的不同表現(xiàn)形式的信號(hào)進(jìn)行定性、定量的關(guān)系確認(rèn)，最后經(jīng)過信息采集、傳遞、儲(chǔ)存以及顯示的設(shè)備及手段。所以檢測自動(dòng)化系統(tǒng)下的各類模塊、子系統(tǒng)影響檢測治理問題，所說的那家企業(yè)的檢測質(zhì)量有效降低。為了維護(hù)檢測自動(dòng)化系統(tǒng)的功能狀態(tài)發(fā)揮最佳效果，則要求國內(nèi)明晰自動(dòng)化檢測在對生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量的影響;除外還要配備專門技術(shù)人員負(fù)責(zé)檢測結(jié)果的監(jiān)控管理，實(shí)現(xiàn)最低成本上高效的檢測系統(tǒng)性能，發(fā)揮數(shù)據(jù)信息的系統(tǒng)檢測功能，從而全程指引機(jī)械生產(chǎn)過程。

1.2檢測系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

自動(dòng)化檢測系統(tǒng)中的關(guān)鍵零部件則是傳感器。傳感器負(fù)責(zé)輸入信號(hào)。但是傳感器內(nèi)信號(hào)的波動(dòng)開展能量傳遞以及運(yùn)動(dòng)慣性會(huì)造成一定的反映時(shí)間，從而傳感輸出不能實(shí)現(xiàn)即時(shí)輸入?yún)?shù)完全追蹤變化。為此，建立數(shù)學(xué)模型分析檢測系統(tǒng)傳感器輸入量和輸出量兩者關(guān)系。檢測系統(tǒng)的理想狀態(tài)是線性檢測系統(tǒng)，既可以根據(jù)輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)浮動(dòng)時(shí)作出線性信號(hào)輸出。檢測系統(tǒng)滿足線性系統(tǒng)式方能開展下步準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型的分析和研究。但是，實(shí)際上檢測對象的在傳感器中的信號(hào)輸入和信號(hào)輸出受客觀因素影響呈現(xiàn)非線性系統(tǒng)，通常在某個(gè)既定范疇內(nèi)，為此為了開展數(shù)學(xué)建模分析，假設(shè)檢測系統(tǒng)的傳感器內(nèi)部信號(hào)輸入和輸出用系數(shù)線性微分方程表達(dá)為以下:以上數(shù)學(xué)模型的系統(tǒng)階次是由上述微分方程的輸出量最高微分階次決定的。基于此數(shù)學(xué)模型的視角得出機(jī)械制造系統(tǒng)中檢測系統(tǒng)具備下述兩大特征:(1)疊加性。檢測系統(tǒng)中相互作用的各個(gè)輸入量共同得出的輸出量，等于不同輸入量獨(dú)立引起的輸出量的和。(2)頻率保持性。線性系統(tǒng)中輸入既定頻率信號(hào)則輸出的幅值y(t)、對應(yīng)相位都可能存在不同值，但是輸出信號(hào)和輸入信號(hào)的頻率一致。

2檢測自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1檢測技術(shù)

在日新月異的科技技術(shù)發(fā)展下，機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)對于產(chǎn)品制造觀念不斷更新、進(jìn)步。檢測技術(shù)和手段也從以往單純的人工產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)到系統(tǒng)化得自動(dòng)化檢測系統(tǒng)在線檢測的轉(zhuǎn)變。機(jī)械設(shè)備檢測技術(shù)融入了多項(xiàng)新晉信息技術(shù)譬如傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等等。通過以上現(xiàn)代科技技術(shù)的應(yīng)用，使得機(jī)械制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了即時(shí)、全面、自動(dòng)化的在線檢測，大大提升了產(chǎn)品質(zhì)量和減少人工成本。而且隨著機(jī)械制造系統(tǒng)的性能認(rèn)知逐步深入下，選用有效手段可以規(guī)避機(jī)械制造生產(chǎn)活動(dòng)中的損壞，延長機(jī)械設(shè)備的使用生命周期。

2.2檢測測量裝置

機(jī)械制造系統(tǒng)檢測測量裝置有直接測量裝置和間接裝置。間接測量裝置負(fù)責(zé)按生產(chǎn)要求編制適合的程序并執(zhí)行的裝置，主要對檢測設(shè)備的尺寸型號(hào)等參數(shù)進(jìn)行檢測。直接測量裝置負(fù)責(zé)對機(jī)械設(shè)施生產(chǎn)過程的尺寸變化進(jìn)行測量。(1)直接測量裝置按照直接測量裝置的測量對象的測量表面可分為幾大類裝置，分別是孔型表面裝置、外圓型表面測量裝置、平面測量裝置等。基于不同被測表面的特征、形狀測量裝置組成部件也有不同。外圓磨削動(dòng)測量儀器的組成部件包括:測量裝置浮動(dòng)式單觸點(diǎn)測量裝置、傳感器、浮動(dòng)式氣動(dòng)測量儀以及量頭、晶體導(dǎo)管光電控制器。工作原理是首先將量頭裝置在磨床工作臺(tái)上，其次將工件下母線和測量杠桿端面銜接。另一端面和浮動(dòng)式氣動(dòng)嘴留有間隙。工件符合設(shè)定的尺寸范疇內(nèi)時(shí)，浮標(biāo)切斷光電控制器燈泡的射光向光電傳感器傳遞輸出信號(hào)從而控制砂輪從工件中退出。(2)間接測量裝置間接測量裝置的測量對象主要針對機(jī)械加工活動(dòng)時(shí)的工件尺寸預(yù)先設(shè)定程序檢測裝置實(shí)現(xiàn)機(jī)床控制程序。間接實(shí)現(xiàn)工件尺寸的檢測控制。具體在研磨過程中則需要配備間接測量裝置對工件尺寸進(jìn)行監(jiān)控。

2.3刀具控制系統(tǒng)

刀具控制系統(tǒng)對已加工的工件外表儲(chǔ)存在機(jī)床內(nèi)的自動(dòng)測量系統(tǒng)。刀具在加工過程中因使用頻繁，容易出現(xiàn)磨損，當(dāng)?shù)毒叱叽绱笮∽兓皆O(shè)定的預(yù)先數(shù)字內(nèi)時(shí)，控制裝置向補(bǔ)償裝置發(fā)出刀具位移指令補(bǔ)償工件尺寸變化。實(shí)現(xiàn)刀具控制補(bǔ)償工件尺寸變化的刀具控制系統(tǒng)。

3結(jié)語

總而言之，在信息技術(shù)蓬勃發(fā)展的現(xiàn)代信息時(shí)代下，機(jī)械制造領(lǐng)域中不斷涌現(xiàn)新的各項(xiàng)技術(shù)，用于解決產(chǎn)業(yè)中遇到的各類問題。自動(dòng)化的檢測技術(shù)滿足了機(jī)械制造業(yè)的的廣泛檢測項(xiàng)目和對象的要求。作為機(jī)械設(shè)備制造業(yè)首先需要正視當(dāng)下的檢測技術(shù)缺失的問題，并且尋求有效的制造業(yè)檢測自動(dòng)化技術(shù)優(yōu)化機(jī)械制造系統(tǒng)，突破傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，促進(jìn)生產(chǎn)工藝精密度和成本效益的提高。

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作者:王素瓊 單位:昆明冶金高等專科學(xué)校工會(huì)