西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 李鵬偉

本文主要研究了機(jī)械制造系統(tǒng)中檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，據(jù)此可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，便于采取改進(jìn)措施，使其質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)需求。在實(shí)際檢測(cè)過程中，需調(diào)整好檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)行參數(shù)，整合自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使檢測(cè)效率得到提高，以確保機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。

機(jī)械行業(yè)是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要?jiǎng)恿χ?，隨著制造技術(shù)逐漸成熟，機(jī)械制造流程中的性能檢測(cè)通常是占生產(chǎn)成本最多因素之一。因此，檢測(cè)系統(tǒng)在自動(dòng)化機(jī)械制造中占比較大，檢測(cè)技術(shù)在自動(dòng)化機(jī)械制造當(dāng)中的應(yīng)用是研究的重點(diǎn)之一。計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及有效推動(dòng)了企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中（例如產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、加工及管理過程）應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，可使機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造效率得到有效提高，從而降低企業(yè)生產(chǎn)成本，更好的滿足企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展需求，也是實(shí)現(xiàn)科技發(fā)展的必然要求。目前，自動(dòng)化機(jī)械制造企業(yè)已經(jīng)打破了傳統(tǒng)的制造理念，大多機(jī)械設(shè)備都能夠?qū)崿F(xiàn)在線測(cè)量，采用非接觸、數(shù)字化測(cè)試技術(shù)，避免人為的誤差因素，使檢測(cè)結(jié)果更加精準(zhǔn)，有效控制機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)的質(zhì)量。

1 檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械制造中的作用

檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械行業(yè)中的運(yùn)用，重點(diǎn)要與各種物理理論相結(jié)合，以科學(xué)的方法以及檢測(cè)手段對(duì)機(jī)械制造系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)與維護(hù)，借助檢測(cè)儀器來提高機(jī)械檢測(cè)的可靠性。

1.1 實(shí)現(xiàn)檢測(cè)自動(dòng)化

隨著科技的進(jìn)步，機(jī)械制造行業(yè)得到長(zhǎng)足進(jìn)步，機(jī)械制造系統(tǒng)的生產(chǎn)與檢測(cè)逐漸向自動(dòng)化方向發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品的檢測(cè)精度會(huì)直接影響機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量，因此,需要對(duì)機(jī)械制造產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，滿足社會(huì)生產(chǎn)與發(fā)展的實(shí)際需求。在檢測(cè)機(jī)械制造系統(tǒng)的過程中，需以具體的檢測(cè)對(duì)象為依據(jù)在不同類型的檢測(cè)設(shè)備上合理設(shè)置檢測(cè)參數(shù)，完成設(shè)備運(yùn)行狀況信息（機(jī)械存在的缺陷等）及設(shè)備相關(guān)的各種參數(shù)（如加工時(shí)所需具備的條件）的獲取。

1.2 提高檢測(cè)質(zhì)量和精度

計(jì)算機(jī)技術(shù)因具備便利和高效等優(yōu)勢(shì)，得以在機(jī)械制造系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，其檢測(cè)范圍有限，通常只對(duì)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，隨著計(jì)算機(jī)等技術(shù)被應(yīng)用到檢測(cè)中，可對(duì)機(jī)械制造的全過程進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)和控制，檢測(cè)結(jié)果更具科學(xué)性和實(shí)用性。加工設(shè)備精度對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生較大的影響，許多機(jī)械制造企業(yè)會(huì)不斷加大研發(fā)力度，提升檢測(cè)效率，進(jìn)一步提高了機(jī)械設(shè)備的精度與質(zhì)量。通過檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)來改善機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)誤差，并提供相關(guān)誤差參數(shù)，以此為依據(jù)來對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，提升機(jī)械產(chǎn)品的加工質(zhì)量及機(jī)械制造企業(yè)的生產(chǎn)效率。

2 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

2.1 檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械制造當(dāng)中的要求

機(jī)械制造的檢測(cè)結(jié)果和要求能否滿足實(shí)際需要，取決于所設(shè)計(jì)的儀器和設(shè)備，包括設(shè)定范圍、穩(wěn)定性、分辨率、線性度、靈敏度和回歸的誤差等。在檢測(cè)過程中，檢測(cè)系統(tǒng)所能夠測(cè)量的范圍，包括最大和最小下限，以及評(píng)估過程中系統(tǒng)所測(cè)量的最大輸入量；靈敏度S=lim（Δy/Δx）=dy/dx，在串接系統(tǒng)中各個(gè)分靈敏度的乘積構(gòu)成總靈敏度；分辨率表示全程最大的變化量和滿程量的比例；在檢測(cè)當(dāng)中，線性度指曲線和標(biāo)準(zhǔn)曲線間的誤差；在檢測(cè)過程中，回歸誤差指以輸入量的大小變化為依據(jù)，需把握好輸入/輸出量的差值變化；穩(wěn)定性表示根據(jù)特定條件檢測(cè)信號(hào)所出現(xiàn)的穩(wěn)定變化程度。

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要為：自動(dòng)信號(hào)處理電路、檢測(cè)數(shù)據(jù)的輸出系統(tǒng)、自動(dòng)顯示記錄裝置、傳感器、敏感元件、中間轉(zhuǎn)換裝置及測(cè)算軟件等。裝置和設(shè)備具備較高的靈敏度和分辨率，同時(shí)具備線性度特點(diǎn)。自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)在檢測(cè)機(jī)械制造產(chǎn)品時(shí)，為進(jìn)一步提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，根據(jù)實(shí)際情況充分利用系統(tǒng)中的每個(gè)設(shè)備，在完成相關(guān)各項(xiàng)信號(hào)檢測(cè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行收集并整理，并與自然信息對(duì)應(yīng)起來，從不同的角度（定量、定性）完成對(duì)相關(guān)信息的分析。自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)用到的主要裝置包括中間裝置、顯示裝置和傳感器等，其中，在整個(gè)檢測(cè)過程中傳感器起到關(guān)鍵作用，需確保傳感器具備高符合性，主要負(fù)責(zé)完成對(duì)不同信息的檢測(cè)過程。分析信息過程在中間裝置來完成，最終在顯示裝置顯示分析結(jié)果。

2.3 檢測(cè)模型

利用模型可將檢測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)化成幾個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行分析，檢測(cè)的原理在檢測(cè)系統(tǒng)中處于動(dòng)態(tài)變化的狀態(tài)，傳遞性函數(shù)（主要負(fù)責(zé)檢測(cè)系統(tǒng)中所出現(xiàn)的波動(dòng)率的特點(diǎn)）、階躍的響應(yīng)（系統(tǒng)檢測(cè)過程中表現(xiàn)出的階級(jí)式的信號(hào)反應(yīng)）、正弦的響應(yīng)（在檢測(cè)當(dāng)中系統(tǒng)所出現(xiàn)的頻率波動(dòng)）、無失真條件檢測(cè)（檢測(cè)無失真時(shí)，包括諧波失真和非線性失真的總和）等是這些變化呈現(xiàn)出函數(shù)的幾種表現(xiàn)形式；以這些波動(dòng)為依據(jù)，可在電腦上完成相應(yīng)圖像的調(diào)整和重新規(guī)劃，根據(jù)正弦的波動(dòng)規(guī)律可求出頻率中的某些特性和相頻特點(diǎn)；運(yùn)用傳感器來實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化技術(shù)檢測(cè)，在輸入情況變化較快的情況下，運(yùn)動(dòng)慣性及能量傳遞都需要花費(fèi)一定時(shí)間。為了對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)性能掌握的更加全面，需分析傳感器的輸入/輸出信號(hào)的變化情況，檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)的分析過程由專門的數(shù)學(xué)模型完成。以傳感器為檢測(cè)系統(tǒng)的核心，當(dāng)傳感器的輸入信號(hào)隨時(shí)間變化較快時(shí)，傳感器輸出無法追隨輸入量變化。數(shù)學(xué)模型的建立主要以線性系統(tǒng)為主，重點(diǎn)在于對(duì)線性系統(tǒng)進(jìn)行處理與分析，忽略非線性因素導(dǎo)致的誤差，通過用常系數(shù)線性微分方程來表明輸入量與輸出量之間的關(guān)系。

數(shù)學(xué)模型構(gòu)建如下：

實(shí)際應(yīng)用檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下，對(duì)其進(jìn)行非線性校正的難度較大，因此需忽略在實(shí)際研究中不太重要的因素；再結(jié)合線性微方程，描述出檢測(cè)系統(tǒng)的輸入量和輸出量，系統(tǒng)的階次（在數(shù)學(xué)模型中）取決于輸出量最高微分階次。

3 應(yīng)用分析

3.1 測(cè)量裝置的應(yīng)用

在機(jī)械制造系統(tǒng)中，測(cè)量裝置應(yīng)用具體分為：（1）直接測(cè)量裝置。機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過程中的尺寸變化主要由其進(jìn)行檢測(cè)，直接測(cè)量裝置（根據(jù)測(cè)量表面情況的不同）可分為斷續(xù)表面測(cè)量裝置、圓測(cè)量裝置、孔測(cè)量裝置、平面測(cè)量裝置四種；（2）間接測(cè)量裝置。機(jī)械制造系統(tǒng)中刀具的運(yùn)行情況主要由其負(fù)責(zé)控制，通常是根據(jù)生產(chǎn)要求，事先設(shè)定好的一些輔助裝置（或在生產(chǎn)前就編寫好的程序），間接檢測(cè)裝置中能夠檢測(cè)設(shè)備的尺寸（通過設(shè)計(jì)的接板機(jī)、帶鋸機(jī)等專門裝置）。

3.2 動(dòng)態(tài)檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)

傳統(tǒng)的機(jī)械制造中通常是在事后進(jìn)行檢測(cè)，此種方式極大的降低了檢測(cè)的有效性。自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)械制造的動(dòng)態(tài)變化過程，為使項(xiàng)目檢測(cè)更加科學(xué)合理，提高各種機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，可將數(shù)碼柔性坐標(biāo)測(cè)試技術(shù)應(yīng)用到具體項(xiàng)目的建立過程中；機(jī)械制造系統(tǒng)工作時(shí)，可通過自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)了解具體的運(yùn)行情況，能夠有效避免安全事故。在實(shí)際檢測(cè)項(xiàng)目的建立過程中，結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)際測(cè)試要求，通過對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體分析，通過直接測(cè)試裝置完成對(duì)機(jī)械加工工件定量的分析過程。

結(jié)語：對(duì)機(jī)械加工產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)是機(jī)械制造系統(tǒng)中重要環(huán)節(jié)之一，在機(jī)械制造系統(tǒng)中應(yīng)用檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)，可高效的完成對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的動(dòng)態(tài)檢測(cè)，提高加工工件檢測(cè)結(jié)果的科學(xué)性，在節(jié)約人工成本的基礎(chǔ)上確保機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和精度。本文主要研究了檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)機(jī)械制造系統(tǒng)中的應(yīng)用，據(jù)此可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的質(zhì)量問題，從而及時(shí)采取改進(jìn)措施，使其質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)需求。在實(shí)際檢測(cè)過程中，對(duì)檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)行參數(shù)需做好調(diào)整，整合自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)使檢測(cè)效率得到進(jìn)一步提高，以確保機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，促進(jìn)機(jī)械制造企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。