数字化测量技术在机械生产制造中的应用实践

2021-04-03王旭晖

中国设备工程 2021年18期

关键词：机械误差数字化

王旭晖

（沈阳职业技术学院，辽宁沈阳 110045）

在一个国家的发展过程中，机械制造行业是重要支撑点。我国的机械制造业已经发展多年，逐渐形成了自有的发展体系，成为我国科技发展崛起的重要标志。但我国机械制造行业的国际竞争力依旧十分有限，相关技术研究过程有待完善。

数字化测量技术是机械制造工业中不可缺少的重要部分，能够有效指导机械零部件加工程序，降低误差概率，避免产品质量受到影响。

1 机械生产制造中数字化测量技术概述

总的来说，数字化测量技术和机械生产之间的联系十分紧密，是整个工业生产的核心。而且数字化测量技术容易对制造精确度和效率产生影响，相关工作人员需要对其提高关注度。

1.1 机械生产制造中的测量技术概述

在整个机械制造领域中，常见的数字化测量技术有测量、传感和设备仪器，通过对机械生产中几何量获取完成测量。换句话说，数字化测量主要是以物理为基础，实际应用到的测量目标参数很多，不同测量对象涉及的测量要求也存在差异。在传感器应用上，主要是将物理和化学效应结合在一起，并将其作为基础利用仪器，真正做到信号变换操作，最终将测量物体转变成人们理解的信号。整体来看，数字化测量技术的应用范围较广，而且不断变化，相关工作人员应做到该项技术的合理应用，保证机械生产制造处于有序发展状态。

1.2 机械生产制造中测量技术的基本理论

从一个国家的制造行业发展中能够看出，测量技术能够成为其重要的衡量指标，对其各项内容均会产生深远影响。尤其是在互联网时代下，数字化测量技术的应用范围越来越广，同时从静态理论逐渐朝着动态理论方向发展。

（1）静态理论。实际数字化测量技术的应用，静态理论在精度方面容易受到各种误差因素影响，如随机误差、系统误差、粗大误差等，其中，随机误差和系统误差能够呈现出一定的发展规律，粗大误差极容易跳出规律限制。另外，从误差分解角度来看，十分依赖工作人员所使用的测量措施，只有应用合理的测量手段，误差出现概率才能大幅下降。上述内容是静态测量理论所具备的测量精度特色，测量理论的重点集中在静态目标测量上。

（2）动态理论。站在数字化测量技术应用角度来说，动态理论内容能够呈现出更好的精度控制作用，尤其是对全系统动态测量，意义十分明显。在动态理论作用下，可以让相关测量人员做好内部误差以及外部影响因素的判断，并针对该问题进行处理。与此同时，动态测量还包括误差分解溯源理论，以及对误差造成精度损失的判断，该理论适合在动态目标测量管理中得到应用。

1.3 机械生产制造中测量技术的作用

受科学技术和社会经济进步的影响，传统手工劳动方式已经很难满足现阶段发展需求，这也使得更多大规模机械生产出现，让传统手工生产模式得到充分优化，提升了整体生产制造效率。如果能够将该测量技术应用到机械生产制造中，不仅能够对生产线进行精准检测，还能做到工艺技术的充分改良，保证生产制造精度大幅提升。除此之外，在多种数字化技术的影响下，测量参数范围得到了扩充，实现了测量技术的不断更新和优化，只有这样，才能更好地满足后续工作需求。

2 传统测量技术在机械生产制造中存在的问题

2.1 创新能力不足

在我国，自主创新品牌数量有限，进一步增加了我国与发达国建的差距，进而导致测量技术研究工作很难深入开展。实际机械制造行业发展过程中，部分管理者对于测量技术的地位和作用认知不明确，没有投入足够的资金，大大降低了研究深入程度，产品创新性明显不足，自主创新和原创品牌很难实现。

2.2 高端仪器设备不足

现阶段，我国国内的高端测量仪器设备应用，均会受到主流行业的排斥，虽然价格较低，但容易受到质量以及技术手段等因素影响，所收缩的利润有限。再加上企业在开发方面投资数额有限，不利于国内自主品牌的发展和进步，最终引发明显的恶性循环，导致我国测量技术和水平无法真正提升。

2.3 技术资源不能充分利用

纵观整个测量技术的应用过程，主要以追求市场变化为主，具体研发方向应该是以应用对象的需求为根本。但从我国现阶段测量技术发展中能够看出，大多数研发重点集中在科研单位和高校，研发革新与市场之间存在明显脱节现象，很难将各类技术资源利用效果展示出来，受此影响，测量技术应用无法满足机械生产制造要求，更不利于机械制造企业的稳定发展。

3 数字化测量技术在机械生产制造中的应用

近年来，我国社会经济和科学技术处于不断发展状态，为机械制造生产行业发展创造了更多有利条件，还能促使数字化测量技术和仪器设备的广泛应用，为我国整体社会经济发展创造了有利条件。

3.1 纳米位移测量技术的应用

在纳米位移技术应用过程中，能够将纳米位移测量和运动技术问题彻底解决。纳米位移技术现阶段已经成为机械制造领域中的前沿科技，在应用时，主要是借助双频激光合成波长，保证对条文虚细分进行合理干涉，最终得到超高精度的测量结果。从实际纳米位移测量技术应用中也能够看出，可以让机械制造领域在极短时间内得到更好的创新和提升，最终为制造行业带来更大发展空间，降低测量问题的出现概率。

3.2 新型石英传感器的应用

通过新型石英传感器的应用，能够让机械制造过程中的复杂力学量得到完整性测量，提升测量精度。该项技术在使用时，主要是利用压电扭转效应，实现单体转矩测量以及无定心削转矩测量。为了更好地维护测量精准度，工作人员还可以开展机械试件钻孔测试操作，该项测量任务执行时，并不需要对测量中心进行固定，让整个测量过程更加简洁，降低工作人员的工作压力。

3.3 激光器测量技术的应用

该类技术在研究过程中，主要是以我国自主研发的正交偏振激光器为基础，确保机械制造中的精密程度，整个操作过程也比较简单，也正是在这些特性帮助下，测量技术和测量仪器应用效果可以得到大幅提升。

3.4 空间现场测量和校准技术应用

该项技术已经在我国机械制造行业中得到了充分应用，同时也为其提供了巨大帮助。空间现场测量和校准技术能够降低非线性误差问题出现，同时实现对装置基准尺寸的准确测量，这对于提升传感器测量精确度具备积极意义，尤其是在大空间的机械制造生产领域中，价值能够得到充分发挥。

3.5 大型超精密仪器技术应用

在大型超精密仪器技术帮助下，能够提升回转设备的精度、刚度和稳定性。该类测量技术在应用时，主要是将两种复合回转理论作为基础，借助该种方式让直线运动基准装置得到全面开发，避免直线运动的各种性能综合性受到影响。除此之外，大型超精密仪器技术还能提升测量分辨率，保证我国数字化测量技术得到更多发展机会。

3.6 离线测量技术的应用

首先，是三坐标测量机应用，该类测量属于坐标测量内容，通过数字测量设备应用，测量零件上特点收集坐标数据，明确零件的具体变形误差情况。其次，是激光干涉仪应用，通过干涉方式测量零件长度，该类设备的精密度较高，通过迈克尔逊干涉系数完成测量任务，并配合反射镜、折射镜测量零件角度等参数。相比之下，激光干涉仪本身稳定性较高，在应用时，不仅能够提升激光切割机精准度，还能补偿激光切割机误差，强化零件精准度和质量。

4 数字化测量技术在机械生产制造中的发展趋势

很多大型机械设备应用和制造，使得人们的需求逐步提升，尤其是在测量空间要求方面，实际测量参数范围也开始逐步扩充，相关工作人员有必要对该类测量技术进行深入研究，保证其朝着纳米级方向发展，强化其实用性。在未来数字化测量技术发展之中，除了强化可靠性和抗干扰能力外，还要做到快速、便捷发展，带动更多高端测量技术发展，最终将各种测量问题解决。在极限制造上，同样也可以应用数字化测量技术，带动超大尺寸以及更高密度测量状态，满足机械制造数字化要求。