許鵬飛

（共享智能裝備有限公司，寧夏 銀川 750021）

在我國(guó)現(xiàn)代制造行業(yè)中，常常利用數(shù)控機(jī)床的加工和測(cè)量功能對(duì)具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)精度要求高的大型工件進(jìn)行加工生產(chǎn)，使零件的生產(chǎn)加工滿足預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。相對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床技術(shù)，如今現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床在線測(cè)量技術(shù)擁有更為開(kāi)放的包容性，能夠有效擴(kuò)展且具有良好的兼容性能，將數(shù)控機(jī)床和測(cè)量技術(shù)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更好的工件加工效果；同時(shí)，能對(duì)工件的加工過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)在線測(cè)量，對(duì)加工零件多次測(cè)量，優(yōu)化加工生產(chǎn)過(guò)程，有效提高生產(chǎn)工件的加工效率并滿足產(chǎn)品的精度要求。

1 數(shù)控機(jī)床在線測(cè)量技術(shù)

1.1 運(yùn)用數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)的過(guò)程

測(cè)頭系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床的檢測(cè)時(shí)，會(huì)對(duì)整個(gè)測(cè)量準(zhǔn)確性造成影響。當(dāng)前觸發(fā)式測(cè)頭是測(cè)量與加工各工件時(shí)最常用的一種測(cè)頭，通過(guò)提供觸發(fā)信號(hào)并傳輸?shù)较嚓P(guān)數(shù)控系統(tǒng)中取得特定的坐標(biāo)。在發(fā)出指令時(shí)，需要中斷相關(guān)程序。當(dāng)空間與測(cè)頭接觸后，將中斷請(qǐng)求發(fā)送給數(shù)控機(jī)床，機(jī)床系統(tǒng)利用定位系統(tǒng)自收到中斷信號(hào)后鎖定坐標(biāo)值，這樣測(cè)量步驟就此全部完成。數(shù)控機(jī)床檢測(cè)系統(tǒng)與其他系統(tǒng)相比，測(cè)頭操作更加簡(jiǎn)單、方便，精度也相對(duì)較高，這也是數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)中廣泛應(yīng)用測(cè)頭的主要原因。

1.2 規(guī)劃?rùn)z測(cè)途徑

運(yùn)用數(shù)控機(jī)床在線測(cè)量時(shí)，測(cè)量工作主要利用采樣來(lái)開(kāi)展，但要想實(shí)現(xiàn)整個(gè)在線檢測(cè)系統(tǒng)的采樣工作確是難上加難，為了保證測(cè)量結(jié)果符合實(shí)際情況，就要提升檢測(cè)準(zhǔn)確性，需要適當(dāng)增加檢測(cè)點(diǎn)的數(shù)量。但是，測(cè)量效率在運(yùn)用此方法后只能保持在最低范圍，因此，亟需探索出一條可行又高效的檢測(cè)途徑。在保證測(cè)量準(zhǔn)確性的前提下，檢測(cè)途徑應(yīng)采取一些可行的措施，以此找到一個(gè)最短、準(zhǔn)確性較高的測(cè)量途徑，全面提升測(cè)量的整體效率。

1.3 詳細(xì)分析在線檢測(cè)時(shí)所產(chǎn)生的誤差

使用數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)時(shí)，真實(shí)組織間與最終檢測(cè)測(cè)量存在一些偏差，導(dǎo)致這種現(xiàn)象的主要原因就是易受諸多因素影響，所以需要補(bǔ)償測(cè)量結(jié)果，最大程度降低真實(shí)情況與自動(dòng)化結(jié)果間的偏差。首先，應(yīng)對(duì)誤差產(chǎn)生的原因開(kāi)展深入分析。一般來(lái)說(shuō)，測(cè)頭半徑就是導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)誤差的重要因素，因此，應(yīng)在數(shù)據(jù)處理時(shí)補(bǔ)償測(cè)頭半徑，以此來(lái)降低檢測(cè)結(jié)果誤差值。但是由于數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)時(shí)，測(cè)量環(huán)境更復(fù)雜，所以為了保證最終的測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性，降低測(cè)量誤差，可采取誤差補(bǔ)償或多次參與平均值的方式來(lái)達(dá)到目的。

2 在數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)過(guò)程中面臨的問(wèn)題

2.1 數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展受限

首先，我國(guó)有關(guān)在線檢測(cè)技術(shù)的科學(xué)技術(shù)水平并不能合理地支持這項(xiàng)技術(shù)的普及，其次，數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)技術(shù)的提高需要大量的資金儲(chǔ)備，對(duì)企業(yè)和國(guó)家的經(jīng)濟(jì)條件提出較高的要求，不僅需要花費(fèi)大量的資金購(gòu)買數(shù)控機(jī)床，還需要繼續(xù)投入資金用于采購(gòu)機(jī)床使用過(guò)程中的附件。這些原因都會(huì)阻礙數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。此外，對(duì)于在線檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，需要考慮實(shí)際工作的生產(chǎn)技術(shù)要求，編制符合企業(yè)內(nèi)部要求、實(shí)現(xiàn)檢測(cè)目的、相對(duì)復(fù)雜的程序，用于執(zhí)行在線檢測(cè)工作，降低生產(chǎn)加工誤差。所以，系統(tǒng)編程過(guò)程出現(xiàn)的各種問(wèn)題也會(huì)極大影響實(shí)際檢測(cè)效果。一些生產(chǎn)工廠或企業(yè)可能由于技術(shù)水平有限，無(wú)法編制出符合實(shí)際操作要求的數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)系統(tǒng)，大大地降低這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際使用成效。

2.2 數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)過(guò)程對(duì)外界環(huán)境要求較高

在數(shù)控機(jī)床檢測(cè)設(shè)備的使用過(guò)程中，對(duì)儀器設(shè)備所處的外界環(huán)境也有著較高的要求。儀器設(shè)備外界環(huán)境的不適宜亦或者工作環(huán)境條件的干擾同樣會(huì)增大檢測(cè)結(jié)果誤差，降低結(jié)果的實(shí)際測(cè)量精度，最終降低檢測(cè)效果，使得數(shù)控機(jī)床擁有較為精準(zhǔn)的檢測(cè)能力，卻不能起到應(yīng)有的效果。

2.3 數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)過(guò)程出現(xiàn)誤差

在數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)過(guò)程中，有多種因素會(huì)影響實(shí)際檢測(cè)效果。數(shù)控機(jī)床的測(cè)量過(guò)程主要依靠機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)工件進(jìn)行測(cè)量，但是，由于各級(jí)機(jī)械傳動(dòng)軸在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一定的磨損和結(jié)構(gòu)變形，降低工件加工精度，影響數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)效果。此外，測(cè)頭的半徑也會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響。這時(shí)，為了降低誤差對(duì)結(jié)果的影響，需要詳細(xì)研究分析誤差產(chǎn)生的原因以及具體的解決辦法，比如，補(bǔ)償測(cè)頭半徑。

2.4 操作人員的技術(shù)水平有待提高

最后，雖然已有一些企業(yè)購(gòu)買了一定數(shù)量的數(shù)控機(jī)床，但是由于操作人員的技術(shù)水平有限，不能有效發(fā)揮應(yīng)有的檢測(cè)效果。數(shù)控機(jī)床儀器設(shè)備的操作人員由于固有的思維或者傳統(tǒng)的操作方式，仍然習(xí)慣于傳統(tǒng)技術(shù)操作步驟，這就導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床雖然有著較高的檢測(cè)能力，但是，同時(shí)也因?yàn)椴僮魅藛T在該檢測(cè)技術(shù)使用過(guò)程中，出現(xiàn)操作問(wèn)題，降低工件的測(cè)量質(zhì)量。

3 數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向

3.1 通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)改進(jìn)數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)技術(shù)

數(shù)控機(jī)床在線測(cè)量系統(tǒng)主要由機(jī)床系統(tǒng)、測(cè)頭系統(tǒng)以及測(cè)量系統(tǒng)這幾個(gè)部分構(gòu)成，為了提高數(shù)控機(jī)床在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的檢測(cè)能力以及檢測(cè)精度，可以充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)完善數(shù)控機(jī)床在線測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)處理能力。這樣不僅可以通過(guò)統(tǒng)一規(guī)范測(cè)量過(guò)程，降低人為因素帶來(lái)的干擾，而且可以通過(guò)應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)改進(jìn)和完善數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)技術(shù)，使數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)更完美，檢測(cè)過(guò)程的具體操作步驟更規(guī)范，生產(chǎn)流程更科學(xué)合理，生產(chǎn)出符合精度要求、生產(chǎn)規(guī)范的產(chǎn)品。將計(jì)算機(jī)技術(shù)合理應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)過(guò)程，編制高效的在線檢測(cè)程序，將其應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)較優(yōu)的測(cè)量效果。

3.2 完善在線檢測(cè)技術(shù)

由于目前我國(guó)數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)系統(tǒng)功能較為簡(jiǎn)單且單一，與此同時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)編制和制造過(guò)程，需要投入大量的人力和物力，付出和收獲不一定成正比，具有較低的性價(jià)比。但是，隨著技術(shù)的發(fā)展，工廠制造行業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床在線監(jiān)測(cè)技術(shù)提出了更大的需求，技術(shù)的完善和改進(jìn)可以幫助企業(yè)獲得更高的市場(chǎng)份額。因此，企業(yè)和工廠需要不斷地完善已有的數(shù)控系統(tǒng)和開(kāi)發(fā)新的數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)功能，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)加工和設(shè)計(jì)時(shí)間，同時(shí)，降低人工消耗和物力損耗，使在線檢測(cè)技術(shù)獲得更高的性價(jià)比。相對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)控加工系統(tǒng)，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)系統(tǒng)由硬件和軟件兩個(gè)主要部分組成，硬件系統(tǒng)部分包括測(cè)頭和數(shù)控機(jī)床，軟件系統(tǒng)操控?cái)?shù)控在線測(cè)量編程系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)的使用，調(diào)動(dòng)系統(tǒng)自身的宏程序，也可以通過(guò)直接接收數(shù)控系統(tǒng)所發(fā)出的指令，生成檢測(cè)流程后，實(shí)際數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)體系中，實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量的目的。

3.3 向仿真化方向優(yōu)化數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)技術(shù)

通過(guò)將計(jì)算機(jī)技術(shù)及其他先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)過(guò)程，優(yōu)化整個(gè)生產(chǎn)加工和檢測(cè)過(guò)程朝著智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展，利用整個(gè)數(shù)控檢測(cè)系統(tǒng)，完成生產(chǎn)流程過(guò)程中工件裝配、生產(chǎn)以及質(zhì)量控制等各個(gè)環(huán)節(jié)，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間以及產(chǎn)品研發(fā)工期，縮減投入產(chǎn)品生產(chǎn)加工、產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)的人工耗費(fèi)以及資金。同時(shí)，生產(chǎn)工廠和企業(yè)可以驅(qū)使數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)技術(shù)朝著仿真化、虛擬化方向發(fā)展，擴(kuò)大數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)技術(shù)的使用范疇，提高技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用可行性，并通過(guò)這一技術(shù)研發(fā)過(guò)程完善數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景以及優(yōu)化檢測(cè)技術(shù)的理論知識(shí)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程和測(cè)量過(guò)程中應(yīng)用數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)技術(shù)，大大地縮短產(chǎn)品生產(chǎn)加工的時(shí)間，降低產(chǎn)品的殘次率，同時(shí)，降低人工的工作量，使產(chǎn)品的工作效率提高到更高。充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的性能，進(jìn)一步提高產(chǎn)品加工精度，同時(shí)，規(guī)劃出最短的測(cè)量路徑，使得在線測(cè)量過(guò)程快速進(jìn)行，擴(kuò)大數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍。綜上所知，數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)技術(shù)具有工作效率高、測(cè)量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，目前，在越來(lái)越多大型工件加工過(guò)程中應(yīng)用。通過(guò)復(fù)合材料、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等大型工件生產(chǎn)加工流程的在線測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，保障生產(chǎn)的工件符合質(zhì)量要求，降低產(chǎn)品生產(chǎn)的殘次率，提高產(chǎn)品加工的效率和精確度。