摘要:科技水平的不断发展促进了测量技术的快速进步。测量技术在机械制造中的应用使得机械制造水平提高。本文将对其具体应用进行分析。
关键词:测量技术;理论;机械制造;问题;应用
1前言
测量技术本身属于机械制造的一个至关重要构成部分,这方面是对于机械制造研究以及机械科学研究有着直接影响的关键所在。
2测量理论的研究与发展
测量理论主要是误差理论,根据被测量目标的特点,可以分为静态测量精度理论和动态测量精度理论。
2.1静态测量精度理论
静态测量精度理论主要有以下特点:
(1)系统误差,它遵循确定性规律;
(2)随机误差,它遵循随机分布规律;
(3)粗大误差,它既不遵循必然规律也不遵循随机规律;
(4)测量不确定度,测量过程中不仅要给出测量值,而且要给出对测量值的测量不确定度的评定;
(5)测量误差的分解,可以有针对性地采取措施,减小测量误差。
2.2动态测量精度理论
动态测量相比静态测量精度理论,起步较晚,难度较大,其理论体系尚不完善。在这方面的研究主要有:
(1)全系统动态测量精度理论。该理论综合考虑动态测量系统内部各组成结构单元的误差和系统内外各干扰因素对测量结果精度的影响,尽可能将传统的对动态测量系统黑箱处理方案白化或灰化,建立各单元的误差传递函数,并根据系统总的传输关系建立动态测量系统总的误差模型,由此得到能反映实际情况的全系统动态测量精度。
(2)动态测量误差分离与补偿技术。目前国内外的研究重点是复杂测量系统多因素误差补偿和动态实时误差补偿的理论与应用问题,并取得了一定的成果。
(3)动态测量误差分解与溯源理论。该理论从误差产生的源头来控制误差,以便采取有效的措施来提高动态测量系统的精度。
(4)动态测量精度损失诊断技术。该技术是实现测量仪器或产品精度优化设计的依据。与现代动态测量精度理论相比,静态测量精度理论以静态目标为测量对象,误差源较少,故以统计理论为主;而动态测量精度理论以动态目标为测量对象,误差源较多,故多种理论并重。
3我国机械制造业中测量技术研究存在的问题
我国在机械制造技术上的发展时间较晚,无论是测量仪器还是测量技术,和国外相比较存在着较大的差距,而这方面的情况也限制了我国的生产体系的发展,导致一些问题开始出现:
3.1原创技术少,创新能力不足
当前世界上已有的主流测量技术和测量仪器当中,我国自主创新的原创技术非常少。这种状况总成了我国与其他发达国家在机械制造领域上的差距非常大,同时也影响了测量技术的开发研究能力的提高。我国机械制造行业对测量技术在其发展过程中的地位和作用认识还不够充分、在测量技术上投入的资金不足,致使研究力度不够高、研究工作急功近利、更多的智能沿袭别人更新换代以后的技术,很少能开发出自主创新的原创技术。
3.2高端测量仪器设备的空缺
目前,国内品牌的高端测量仪器设备的应用被主流行业排斥。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆高端精密仪器设备的高回报率的基础是技术含量,技术含量高才能有高利润,而利润高的同时又能保证研究开发的充足资金,从而形成良性循环。而国内制造的仪器设备,虽然价格低廉,但由于技术手段不成熟,造成利润低微,同时影响了开发研究的投入少得可怜,这一现状成为影响我国测量技术提高和测量仪器高端的严重问题。
3.3技术资源没有得到有效利用
在很多发达国家,测量技术产业的发展方向和趋势是紧跟市场的,他们的研发方向都是针对应用对象的需求或者问题的解决而进行的,但是目前我国测量技术的研发力量只是集中在科研单位和各大高校,研发方向和技术革新方向与机械制造领域的应用需要严重脱节,造成了技术资源无法得到有效利用,机械制造领域测量技术需求无法满足的现状。
4测量技术在机械制造专业中的主要应用
近年随着社会经济的发展和科学技术的突飞猛进,我国机械制造行业中的测量仪器、技术都得到广泛应用,为国民经济的发展贡献了巨大力量。
4.1机械制造过程中新型石英传感器及其测量技术在复杂力学量中的应用,使得复杂力学量的测量结果更加精准和可靠。如压电生物测力平台、电式三向车削测力仪及压电三向磨削测力仪等压电传感器和测力仪的使用,不仅提高了机械制造的整体水平,还确保了产品质量与生产安全。另外,依据压电石英的转效应,而发明的无定心钻削转矩测力仪和石英单体转矩传感器,使用时其不必对准中心,所以可对机械试件上的任意点钻孔进行测试,并且实际操作十分方便,使用范围也很广泛。
4.2纳米位移测量技术在机械制造过程中的应用,能够有效地解决高精度、大范围的纳米位移测量和微运动技术问题。,纳米位移测量技术在机械制造行业中已成为最前沿的测量技术,该技术主要利用双频激光合成波长来干涉条纹虚细区分,来实现超精度的位移测量;并且基于这一原理还实现了大范围(毫米量程)的高精度(纳米级)的位移测量。纳米位移测量技术的应用,实现了机械制造行业的一次巨大飞跃。
4.3激光器测量技术在机械制造过程中的应用,使得机械制造行业的精密度大大提高。其中以正交偏振激光器为基础,相继开发研究的很多测量仪器,不但测量的精确度高,而且操作过程也简单方便。例如以正交偏振激光器为基础研究开发的用于位移测量的“激光器纳米测尺”,不管它的量程、线性度还是精度都有了很大程度的提高,现在该位移测量技术正被应用和推广于各大机械制造过程中。
5生产线测量技术的发展趋势
目前大多数检查工序是在计量室或车间检查站手工进行,而现代化大生产是自动化生产线,检查工序要求在生产过程中进行。当前一些新的生产工程理论促使测量工序从计量室转移到生产现场,质量保证责任从计量人员转移到生产班组工人。针对产品越来越复杂,生产效率越来越高,公差越来越严的趋势,计量测试必须在尽量短的时间内正确进行量值采集和处理。
5.1重视单项尺寸测量,避免在线综合检查。综合检查往往使用仪器复杂,仪器的快速性、可靠性很难保证。而对产品的关键尺寸,多工位分散测量可使仪器简单、快速、可靠地采集到各单个量值。
5.2统计过程检查。在生产线上,测量节拍很难跟上加工节拍,零部件的检查难度很大。实际上,零件的形位公差一般靠夹具和机床来保证,在夹具和机床一次调试后,相当长时间内可保证加工精度,所以可用统计过程检查。这就要求测量器具信息采集和处理自动化。目前质量管理数据网络已在生产中应用。测量器具有总线系统并与计算机联网,能做到测量程序从中央计算机输送到测量仪器中,同时将测量器具的信息馈送到中央计算机。
5.3采用新型传感器和模块化的系统设计。测量器具部件和组件应高度统一和标准化,并具有较强的适应性,操作简单到点击一下按钮就能完成作业。指示器要求集中、简洁,尽量做到调整误差、偏差等都通过惟一的指示器显示出来。
6结束语
总之,测量技术将越来越先进,越来越准确,在机械制造中所发挥的作用也越来越大,促进机械制造行业的持续发展。
参考文献
[1]裘祖荣,石照耀,李岩.机械制造领域测量技术的发展研究[J].机械工程学报,2016(14):15
[2]费业泰,蒋敏兰,刘芳芳.动态测量精度理论研究进展与未来[J].中国机械工程,2015(18):22
论文作者:孟庆玉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/26
标签:测量论文; 技术论文; 机械制造论文; 误差论文; 精度论文; 理论论文; 动态论文; 《电力设备》2017年第16期论文;