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摘要:現(xiàn)代生產(chǎn)制造要求下，市場(chǎng)對(duì)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、檢測(cè)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(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀和問(wèn)題，提出改善檢測(cè)設(shè)備于自動(dòng)化制造系統(tǒng)而言的重要意義和對(duì)應(yīng)措施。

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

0前言

幾年來(lái)，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(lái)越高，因此對(duì)檢測(cè)機(jī)械設(shè)施的檢測(cè)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(guó)外不斷涌現(xiàn)高科技、精密度的檢測(cè)設(shè)備外，新型的檢測(cè)儀器也不斷涌現(xiàn)，高度自動(dòng)化檢測(cè)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(cè)設(shè)施功能也越來(lái)越完備。反觀，國(guó)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(cè)設(shè)備，只能依靠進(jìn)口先進(jìn)檢測(cè)設(shè)備。檢測(cè)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(guó)內(nèi)市場(chǎng)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(zhǎng)遠(yuǎn)健康發(fā)展深入強(qiáng)化機(jī)械制造系統(tǒng)中檢測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(duì)檢測(cè)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(cè)技術(shù)的功能

1.1自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)組成

自動(dòng)檢測(cè)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(cè)系統(tǒng)的功能模塊則包括輸出單元以及電子測(cè)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(cè)工作。檢測(cè)功能是基于不同信息間的對(duì)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(guò)信息采集、傳遞、儲(chǔ)存以及顯示的設(shè)備及手段。所以檢測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)下的各類模塊、子系統(tǒng)影響檢測(cè)治理問(wèn)題，所說(shuō)的那家企業(yè)的檢測(cè)質(zhì)量有效降低。為了維護(hù)檢測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)的功能狀態(tài)發(fā)揮最佳效果，則要求國(guó)內(nèi)明晰自動(dòng)化檢測(cè)在對(duì)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(cè)結(jié)果的監(jiān)控管理，實(shí)現(xiàn)最低成本上高效的檢測(cè)系統(tǒng)性能，發(fā)揮數(shù)據(jù)信息的系統(tǒng)檢測(cè)功能，從而全程指引機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程。

1.2檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

自動(dòng)化檢測(cè)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(cè)系統(tǒng)傳感器輸入量和輸出量?jī)烧哧P(guān)系。檢測(cè)系統(tǒng)的理想狀態(tài)是線性檢測(cè)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(cè)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(cè)對(duì)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(cè)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(cè)系統(tǒng)具備下述兩大特征:(1)疊加性。檢測(cè)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(duì)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(cè)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(cè)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(duì)于產(chǎn)品制造觀念不斷更新、進(jìn)步。檢測(cè)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(cè)系統(tǒng)在線檢測(cè)的轉(zhuǎn)變。機(jī)械設(shè)備檢測(cè)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(guò)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(cè)，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(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用生命周期。

2.2檢測(cè)測(cè)量裝置

機(jī)械制造系統(tǒng)檢測(cè)測(cè)量裝置有直接測(cè)量裝置和間接裝置。間接測(cè)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(duì)檢測(cè)設(shè)備的尺寸型號(hào)等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。直接測(cè)量裝置負(fù)責(zé)對(duì)機(jī)械設(shè)施生產(chǎn)過(guò)程的尺寸變化進(jìn)行測(cè)量。(1)直接測(cè)量裝置按照直接測(cè)量裝置的測(cè)量對(duì)象的測(cè)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(cè)量裝置、平面測(cè)量裝置等?；诓煌粶y(cè)表面的特征、形狀測(cè)量裝置組成部件也有不同。外圓磨削動(dòng)測(cè)量?jī)x器的組成部件包括:測(cè)量裝置浮動(dòng)式單觸點(diǎn)測(cè)量裝置、傳感器、浮動(dòng)式氣動(dòng)測(cè)量?jī)x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(cè)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(cè)量裝置間接測(cè)量裝置的測(cè)量對(duì)象主要針對(duì)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(cè)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(cè)控制。具體在研磨過(guò)程中則需要配備間接測(cè)量裝置對(duì)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(duì)已加工的工件外表儲(chǔ)存在機(jī)床內(nèi)的自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。刀具在加工過(guò)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(yǔ)

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(wèn)題。自動(dòng)化的檢測(cè)技術(shù)滿足了機(jī)械制造業(yè)的的廣泛檢測(cè)項(xiàng)目和對(duì)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(cè)技術(shù)缺失的問(wèn)題，并且尋求有效的制造業(yè)檢測(cè)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?？茖W(xué)校工會(huì)