精密检测技术在机械制造领域中实践范文

摘要：本文针对常用精密检测技术分类展开分析，内容包括传感器检测技术、三坐标测量技术、机器视觉检测技术、激光检测技术，结合精密检测技术的应用流程，通过研究精密检测技术在机械加工过程、零件几何测量、机械在线检测中的具体应用，其目的在于充分发挥精密检测技术应用价值，提升机械加工成品质量。

关键词：机械加工制造；精密检测技术；三坐标测量技术；传感器检测技术

从目前的使用情况来看，测量领域中的精密检测技术现在已经被广泛应用在机械加工制造行业，为行业经济的稳定发展奠定了良好基础。通过梳理精密检测技术在机械加工制造活动中的具体应用，不仅可以积累有价值的数据信息，为技术体系的完善提供参考，而且可以优化机械加工制造环境，对于促进社会和谐发展也有着积极意义。

1常用精密检测技术分类

1.1传感器检测技术

在机械加工制造过程中，传感器检测技术属于常用技术类型。传感器主要由敏感元件、传感元件、测量电路等部分组成，其中敏感元件属于传感器工作时的核心元件，常用材料为石英，其检测原理在于，利用石英晶片正压电效应、反向电压效引起的频率波动，来校核零件生产过程中是否存在异常。相比其他检测技术，该技术的抗干扰性较强，能够适应大多数检测环境，同时工作效率较高、灵敏度较高，能够在短时间内完成检测任务。另外，传感器在与计算机进行对接后，能够快速完成数据传递，具备操作简单、使用方便等应用优势，在很多领域中都有应用。

1.2三坐标测量技术

在机械加工制造过程中，也会使用到三坐标测量技术，该技术的工作原理在于，借助测量仪器，在所划定的六面体空间中，对于目标机械零件的圆周分度、零件尺寸等参数进行检测，随后将测绘得到的数据录入计算机中，借助三维软件建立三维模型，期间也会对多种元素进行拟合处理，从而得到直观性更强的应用模型，对于模型中参数准确性、偏差情况进行校核，及时作出调试，等待其满足要求后保存现有数据信息，为后续零部件质量检测提供便利。从目前的使用情况来看，三坐标测量技术经常应用在机械生产加工、生产检验等环节，具备检测准确性高、工作效率高等应用优势。

1.3机器视觉检测技术

开展机械加工制造活动时，也会使用机器视觉检测技术，此类检测技术的工作原理在于，借助视觉摄像器对于机械加工制造过程中的图像信息进行采集，随后在计算机中对采集影像信息进行判断。在此过程中，会将影像图片的像素分布情况、像素亮度、像素色彩比例等内容，与标准数据值进行比对，如果其参数均在允许误差的范围内，那么该零件的生产质量满足既定要求，反之则属于不合格品。此类技术在使用中，可以更加直观地查看产品的各项参数，更高效地完成质量评价，在机械加工生产环节、质检环节中都有着良好应用。

1.4激光检测技术

除上述提到的几类检测技术外，进行机械加工制造时，激光检测技术也有着非常良好的应用。该检测技术的应用原理在于，借助激光散射、衍射、干涉等特性，对零件的完整性进行检测，如果零件中存在裂缝、缺失等问题，那么，该部位反馈出的信息也会存在差异，利用计算机对于这些信息进行采集整理，以确定零件破损位置。相比其他检测技术，激光检测技术属于无接触型检测技术，在确保检测效率的同时，也可以确保待检零件的完整性，属于常用的无损检测技术。需要注意的是，为了确保采集数据的完整性，在应用前需要对零件尺寸参数进行整理，以此为基础来拟定恰当的激光检测方案，提高检测结果的准确性。

2精密检测技术的应用流程

2.1数据信息测量

在精密检测技术应用过程中，首要任务便是进行数据信息采集，此过程的注意事项如下：（1）合理布设测量点，机械零件的复杂度较高，为确保采集数据的完整性，需要根据零件形状控制测量点密度，如圆孔、弯折位置需适当提高测量点密度，而且还需避开复杂部位投影平面区，确保采集数据的完整性。（2）利用传感器技术采集测量点数据，测量点在检测前会做好相应的编号工作，传感器会将数据与编号进行匹配，避免漏测问题。（3）所有采集的数据也会在处理前进行一次预处理，剔除重复、错误数据，及时补测漏检位置，为后续数据整理活动的推进奠定基础。

2.2数据综合处理

完成数据信息采集后，进入数据综合处理环节，目前使用较多的方法为迭代法，其应用流程如下：第一，确定迭代变量，该变量的作用是通过直接或间接的方式，将旧值递推出新值，迭代变量的代表性将直接影响计算结果的精准度。第二，建立迭代关系式，该关系式是用于计算前一数值到下一数值过程的公式，这也是解决机械零件迭代关系的核心，常用的推导方式有顺推和倒推两种。第三，对于迭代过程进行控制，根据机械零件的复杂度，对于迭代次数进行确定，通常情况下迭代次数不低于20次，以提升检测数据处理结果的精准度。第四，迭代后的处理结果，会利用数据库技术进行存储，一般会以时间维度来进行数据分类，并标注相应关键词，以便后续数据查询工作的顺利进行。

2.3绘制三维模型

完成上述所有工作后，进入绘制三维模型的环节，将得到的整理数据录入计算机软件中，根据得到的精准数据来绘制测点分布图、投影平面图、三维模型等，将其和标准模型间碰撞实验，查看未吻合部位数量、偏差情况，为了提升实验结果直观性，会利用不同颜色来标记偏差位置和偏差情况，如果不在允许误差范围内，则判断该零件不满足机械加工质量要求，反之，则表示所生产零件满足要求，可进行下一零件质量检测。

3精密检测技术在机械加工制造领域中的具体应用

3.1机械加工过程

在机械加工时所涉及的物理量（切削力、切削温度、振动等）都会直接影响材料的切削性能，对其进行检测有利于分析研究这些物理量变化带来的影响。而利用石英晶体制成的传感器，对这些需要接触才可测量的物理量具有非常高的灵敏度。如压电式三向车削测力仪、压电式三向铣削测力仪、压电式三向磨削测力仪、无定心钻削测力仪等，被广泛地应用于测量切削过程中复杂的力学数据，以及更高精度的毫秒级瞬态切削力和瞬态切削温度测控系统。这些基于石英传感器设计出来的精密检测仪器使用非常方便，受到国内外大部分用户的青睐。

3.2零件几何测量

从目前的使用情况来看，精密检测技术在零件几何测量中也有着良好应用。在精密机械加工制造中，其加工精度可分为微米级、亚微米级、纳米级等等级，为了校核尺寸完整度，需要匹配更加精准的检测仪器，以提升识别结果的可靠性。目前使用较多的检测仪器有电子扫描显微镜（检测结果精准度为±1nm）、光栅线位移传感器（检测结果精准度为±1nm）、激光干涉仪（检测结果精准度为±0.1nm），在实际应用中可以根据精度要求来选择恰当的检测仪器，以满足相应的检测要求。例如，在航天零件生产中，其属于超精密零件，此时，会利用“激光干涉仪+光栅线位移传感器”组合的方式来监督整个加工过程，从而将零件容错率控制在合理范围，避免误差累积问题。

3.3机械在线检测

除上述提到的应用情况外，精密检测技术在机械在线检测中也有着良好应用。结合以往应用经验，多使用机器视觉精密检测仪器来辅助在线检测活动的推进，利用高精度、高分辨率、高速的摄像器件，对机械零件在加工制造过程中的变换情况进行实时检测。同时，仪器也会和自动化控制系统关联在一起，根据反馈数据动态调整机械零件加工参数，提升零件加工质量。针对大批量生产的机械零件，在利用机器视觉精密检测仪器对其进行检测时，可以根据零件特征在恰当位置放置仪器，起到低能高效完成零件检测的作用。对于大尺寸零件，则会搭配传感器检测技术同步传输检测数据，在确保零件检测效率的同时，提高检测结果的准确性。

4结语

综上所述，我国在精密检测技术和精密检测仪器的研究上取得了大量的成果，也进行了广泛的应用推广。但精密检测仪器高昂的价格，对大部分使用者来说都是比较沉重的负担，在后续发展过程中，在提升精密检测技术工作效率、精准度的同时，也需要降低技术开发成本，从而起到加快技术普及的作用，促进各行业经济的稳定发展。

参考文献：

[1]谷金诚.精密检测技术在机械加工制造领域中的应用分析[J].内燃机与配件,2019(23):212-214.

[2]王喆.精密检测技术在机械加工制造中的应用研究[J].内燃机与配件,2019(07):125-126.

[3]刘扬开,陈裕君.精密检测技术在机械加工制造领域中的应用[J].南方农机,2018,49(04):77.

作者：倪静 单位：中国空空导弹研究院