测量技术在机械制造与大型机械安装中的应用

王江曼

（贵州电子信息职业技术学院，贵州 凯里 556000）

机械制造产业已逐渐向现代化、精细化模式转变，其中各类零部件产品的生产与制造也越来越严格，测量技术的成本支出在制造中的比重也在随之不断提高，如今很多高精密性零部件制造体系中，其成本可高达30%左右，在机械制造产业中越发重要。大型机械安装同样尤为重视测量技术的合理应用，大量紧密零部件如果未经精确测量，很难保证整体安装的精密性，进而造成大型机械无法正常运行；实际安装中一般多会以测量技术完成精确放样，对其中各类问题严格要求，确保关键部位零部件位置准确，由此可见，测量技术在机械制造及安装应用等领域中均具有重要的应用价值。

1 测量技术在机械制造中的应用

1.1 离线测量技术

作为当下应用仍最为广泛的测量技术，其本身具有测量结果稳定的独特优势，而且很多零部件加工环节中并不用或无法采取在线测量技术，离线测量就此更具发展潜力，是目前多项零部件加工中的重要组成部分。离线测量技术在技术革新发展下已经取得显著优化升级，以智能自动化设备大大减少人工交互频率，降低测量难度的同时也使测量精确性得以提升，完成加工环节之后将零部件固定在测量夹具中，通过专业测量设备对零部件加工性状加以测量，传统测量中所使用的卡尺等设备已被高精度、高自动化测量设备所取代[1]，在机械制造中更具应用价值，具体有如下几类常用技术：

（1）三坐标测量机。这类测量设备应用原理比较简单，以坐标为基础而对零部件几何参数加以测量，虽然不用测出具体参数值，但能通过对零部件各结构点上坐标位置的测量，将零部件置于虚拟空间模型中，以此对比检测出零部件的形变误差，所以单从测量零部件符合标准与否，该类测量设备更具应用优势，不仅测量效率高，而且准确性也相对更强，例如在汽车零部件生产中，外扩尺寸测量就常会使用该类设备。

（2）激光干涉仪。不同于三坐标测量机，该类设备主要以激光为测量媒介而非数字信号，主要以迈克耳逊干涉系统以及各类配合使用的折射镜、反射镜等设备，对零部件外部几何参数如长度、角度、垂直度等各个方面加以测量，具有很强的精密性，同时在测量速度上也占有一定的优势，在机械制造中同样具有广阔的应用范围，比如数控机床在使用中出现各种误差问题，使用激光干涉仪能对其中螺距误差准确测量并补偿，不但能保证机床能正常运行，而且可有效提高其位置精度。

（3）手持式扫描仪。同样作为激光测量技术应用下的参数采集设备，其所运用的是激光测距原理，相比于激光干涉仪而言，这类测量设备更具高精度性，以高频激光脉冲的应用，能够对零部件结构的几何参数展开如空间位置、纹理等多类信息内容的测量，再加上其本身易携带、测量操作简便以及自动化定位等多类优势，在如今很多行业中应用越来越广泛，比如在汽车生产制造汇总，零部件的之质量检测及修复工作就常使用到该类测量设备。

（4）工业摄影测量系统。这类测量系统是专用于机械制造产业的智能处理软件，通过目标量测以及系统处理而得出目标参数内容。该系统在测量中，会先从零部件不同角度对其展开各类图像的拍摄，将多幅图像导入系统中后，能以智能程序完成后方交会操作，对零部件中各处结构节点三维坐标加以控制，以此得出所测零部件三维几何的标准性[2]；该测量系统就整体而言，主要应用在大型机械组件的加工生产中，如轮船、飞机等，构建整体组件的外结构三维变量系统，能对其组件结构动态变化状况展开全面探究，准确把控组件的标准性。

1.2 在线测量技术

离线测量技术虽在不断优化升级，但部分高精度要求的零部件生产中更需加强生产过程中的管理，如果将其制造环节与测量环节分开，将会对零部件制造效率及制造精度造成严重影响，所以在线测量技术的应用更不能忽视，在零部件生产加工的同时也能对其精确度加以测量，以此提高机械制造效率。在线测量技术在实际应用中也有很多技术要点需要加以明确，因为加工制造环境相对而言更加复杂，过程中更容易存在各种问题，亟需对此严加要求。

机械加工在线测量技术如今多集中在几何参数的测量上，比如零部件的平面度、同轴度等等，能在过程中对零部件几何参数严加要求，一旦出现异常数据变化，就会立刻警示工作人员，以对加工设备数据加以调整，保证零部件加工质量；这些测量项目如今多集中在车削、磨削、铣削等环节中，相对而言测量环境比较复杂，在线测量设备所用传感器在选用时应从充分考虑设备的抗干扰能力，尤其是在温度方面，如果测量精度为其所干扰将很难保证测量有效性，因此要及早对测量环境加以明确，如果存在测量环境恶劣的情况，需对传感器参数加以控制，并最好选用测量速度快的类型，比如电子式传感器，虽然测量范围小，但其稳定性最好，在测量环境不佳时可选用该类设备，再如超声波传感器，虽然测量范围广，但容易受环境影响，所以需在传感器选用时综合考虑测量环境，以保证测量质量[3]。

2 测量技术在大型机械安装中的应用

大型机械组件中涉及内容较多，而且包括很多精细化零部件，必须严格测量技术才能保证机械安装的科学合理，测量技术具体应用可如下两方面：

（1）水准仪的合理应用。水准仪在大型机械安装中应用比较广泛，比较多见的就是设备倾斜测量工作，很多零部件的安装面并非水平，所以需要对倾斜面加以控制，具体可使用水准仪布置在安装倾斜面三个方向，由此三个方位分别进行测量，即能准确计算零部件安装倾斜面的准确性；再者，水准仪还多应用在零部件的基础数据测量上，如标高操作中就可使用水准仪，配合水平仪等对所安装零部件或组件设备标高加以明确，具体测量时明确安装设备上的两点后，连接直线，随后再进行测量，并对测量数据多次检验，修正细小偏差，以保证测量数据的准确性。

（2）测量控制网的布设同样是大型机械安装中的重要组成部分，在其中起到必要的测量基准作用，特别一些采取分段、分区机械安装模式的大型机械，更需注重控制网的准确性，能在机械安装的不同阶段都予以测量基准供应；测量控制网中会使用精度在2μm 的电子经纬仪和精度达到0.1μm 的电子水准仪，通过这两件测量设备的应用能起到良好的测量基准应用效果，不过在实际布设时应对设备进行校验，使设备如内外角、透镜误差等均能满足质量控制网应用的标准精度[4]。

3 结 语

总之，机械产品生产应用中尤为重视精密度，很多机械设备运行中的故障问题发生多是因为零部件精密度不足导致，造成严重的生产破坏与安全问题，所以更需重视测量技术在机械产品生产应用中的价值发挥，合理选用各类测量技术，制定规范合理的测量方案，确保各零部件设计、制造及安装中的高精确性，以此减少应用风险问题；目前测量技术均发挥着有效测量效果，但还存在不少精度不足、应用不规范等问题，需进一步加强测量技术的优化，尤其是大型机械安装中，更需构建全过程测量管理体系，确保零部件安装有效完成。