檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)中機(jī)械制造應(yīng)用

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摘要：本文分析自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的組成和數(shù)學(xué)模型，探討檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械制造系統(tǒng)中的應(yīng)用，希望能夠促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù);機(jī)械制造系統(tǒng);數(shù)學(xué)模型

引言

隨著我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高。這就要求機(jī)械制造行業(yè)要采用更加先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)機(jī)械產(chǎn)品。檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品更加全面、精準(zhǔn)的檢測(cè)，從而確保機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。

1自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的組成及其數(shù)學(xué)模型

1.1系統(tǒng)組成

自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)由多個(gè)部分組成，包括自動(dòng)信號(hào)處理電路、功能各異的各種傳感器、對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換的裝置、檢測(cè)結(jié)果記錄和顯示裝置等。這些裝置主要由三部分組成：敏感元件，輸出系統(tǒng)和測(cè)算軟件。由于系統(tǒng)中設(shè)置的各類檢測(cè)裝置和設(shè)備具有很高的分辨率、線性度和靈敏度，所以檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械制造系統(tǒng)中，能夠通過檢測(cè)設(shè)備對(duì)相關(guān)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，然后對(duì)檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行分析、處理，進(jìn)而獲得精準(zhǔn)的檢測(cè)結(jié)果。

1.2系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型

傳感器是自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)中最重要的部分，主要功能是實(shí)現(xiàn)信號(hào)的輸入。由于傳感器中的信號(hào)會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，加上運(yùn)動(dòng)慣性的作用，所以數(shù)據(jù)信息在傳感器中的傳輸需要一段時(shí)間。這種情況下，傳感器無法即時(shí)輸出輸入信號(hào)，并對(duì)信號(hào)的變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤。因此，為在傳感器的輸入量和輸出量之間建立一定聯(lián)系，需要建立自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。理想狀態(tài)下，自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)表現(xiàn)為線性檢測(cè)系統(tǒng)，即線性信號(hào)的輸出以輸入信號(hào)為依據(jù)，這時(shí)的輸入信號(hào)處于動(dòng)態(tài)浮動(dòng)狀態(tài)，能更加準(zhǔn)確地分析數(shù)學(xué)模型。但是，從實(shí)際情況看，由于受到各種因素的影響，檢測(cè)信號(hào)在傳感器中的信號(hào)輸入和輸出呈現(xiàn)的是非線性系統(tǒng)。因此，需要在既定范疇中分析數(shù)學(xué)模型。此外，自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型具有疊加性，當(dāng)檢測(cè)系統(tǒng)中的輸入量之間發(fā)生相互作用并在相互作用下共同獲取輸出量時(shí)，輸出量與單個(gè)輸入量引起的輸出量之和是相等的。檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型能夠校正、分析和處理數(shù)據(jù)，從而避免信息分析過程中出現(xiàn)的誤差。數(shù)學(xué)模型操作比較簡(jiǎn)單，費(fèi)用比較低，能夠?yàn)闄C(jī)械制造企業(yè)節(jié)約檢測(cè)成本。

1.3自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的設(shè)計(jì)

自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的設(shè)計(jì)要能夠符合檢測(cè)要求，并在此基礎(chǔ)上提高技術(shù)的性價(jià)比，簡(jiǎn)化技術(shù)的操作，降低操作成本，便于后續(xù)維修。如果設(shè)計(jì)技術(shù)時(shí)只考慮其自動(dòng)化，一味追求高指標(biāo)，會(huì)降低檢測(cè)技術(shù)的實(shí)用性。所以，檢測(cè)技術(shù)的設(shè)計(jì)要能夠與機(jī)械的設(shè)計(jì)相匹配，才能充分發(fā)揮檢測(cè)技術(shù)的作用。自動(dòng)化系統(tǒng)是通過機(jī)電結(jié)合的方式控制機(jī)械制造系統(tǒng)，所以在處理檢測(cè)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)的關(guān)系時(shí)，要綜合考慮機(jī)械產(chǎn)品的制造成本、生產(chǎn)工藝要求和使用維修等因素。為確保自動(dòng)檢測(cè)線路運(yùn)行的穩(wěn)定性，需要保證每個(gè)電器元件能夠穩(wěn)定運(yùn)行，并符合使用環(huán)境的要求。同時(shí)，在對(duì)元器件進(jìn)行連接時(shí)，應(yīng)根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)連接。如果有的檢測(cè)控制電路比較復(fù)雜，且受某些信號(hào)的影響，當(dāng)電路在兩種比較穩(wěn)定的狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換時(shí)，會(huì)導(dǎo)致幾個(gè)電器元件的狀態(tài)發(fā)生變化。于是，時(shí)序電路就會(huì)出現(xiàn)多個(gè)不同的輸出狀態(tài)，使電路之間形成競(jìng)爭(zhēng)。電氣元件在釋放時(shí)有所延遲，同樣會(huì)引起元件不按邏輯功能輸出，從而出現(xiàn)冒險(xiǎn)現(xiàn)象。

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刀具控制系統(tǒng)的應(yīng)用

自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)能滿足自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)機(jī)械制造生產(chǎn)工藝和電氣控制系統(tǒng)的要求。刀具控制系統(tǒng)是一種自動(dòng)化的檢測(cè)系統(tǒng)，主要工作是檢測(cè)已完成加工的刀具。加工過程中會(huì)頻繁使用刀具，難免使刀具出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，且在尺寸上發(fā)生一定的變化。當(dāng)變化范圍超出預(yù)先設(shè)定的數(shù)字時(shí)，控制裝置會(huì)發(fā)出刀具位移的指令啟動(dòng)補(bǔ)償裝置。此時(shí)，補(bǔ)償裝置會(huì)自動(dòng)判斷工件的尺寸變化情況并對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。

2.2檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

利用檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)檢測(cè)機(jī)械制造系統(tǒng)前，主要是通過事后檢測(cè)的方式對(duì)系統(tǒng)和產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在機(jī)械制造系統(tǒng)中，檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)能夠檢測(cè)整個(gè)機(jī)械制造過程，并能在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量機(jī)械制造產(chǎn)品。檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)還能在一定程度上影響機(jī)械制造系統(tǒng)的生產(chǎn)過程，使檢測(cè)環(huán)境能夠與生產(chǎn)環(huán)境保持協(xié)調(diào)。此外，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)著數(shù)字化技術(shù)、非接觸式檢測(cè)技術(shù)等的發(fā)展，使得機(jī)械制造系統(tǒng)及產(chǎn)品檢測(cè)的自動(dòng)化水平更高。自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的主體由三部分構(gòu)成，包括傳感器、中間裝置和顯示裝置。其中，發(fā)揮關(guān)鍵作用的是傳感器，其能夠傳遞各類信息，并在檢測(cè)完成各類信息后將檢測(cè)結(jié)果傳輸?shù)街虚g裝置；中間裝置會(huì)分析接收到的信息，再將分析結(jié)果傳輸?shù)斤@示裝置。

2.3自動(dòng)檢測(cè)裝置的應(yīng)用

可檢測(cè)機(jī)械制造系統(tǒng)的裝置有兩種：直接檢測(cè)裝置和間接檢測(cè)裝置。自動(dòng)檢測(cè)裝置能夠直接檢測(cè)機(jī)械制造系統(tǒng)中的各個(gè)元件、設(shè)備等，還能隨時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)械制造系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，并控制系統(tǒng)的運(yùn)行，以確保機(jī)械制造系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行。自動(dòng)檢測(cè)裝置主要由杠桿、光電傳感器、浮動(dòng)式啟動(dòng)和氣動(dòng)噴嘴組成。檢測(cè)過程中，自動(dòng)檢測(cè)裝置能夠根據(jù)待測(cè)工件的特點(diǎn)，檢測(cè)工件的孔尺寸、外圓尺寸和平面等，且能按照事先設(shè)計(jì)好的檢測(cè)計(jì)劃進(jìn)行檢測(cè)。如果工件尺寸在預(yù)先設(shè)定的尺寸范圍內(nèi)，浮標(biāo)就會(huì)自動(dòng)將光電控制器燈泡中的射光切斷，并將輸出信號(hào)傳遞到光電傳感器中，然后控制砂輪退出工件。根據(jù)測(cè)量對(duì)象表面的不同，可將直接測(cè)量裝置分為孔型、外圓型和平面型測(cè)量裝置。間接檢測(cè)裝置是通過檢測(cè)機(jī)床控制程序間接檢測(cè)工件的尺寸。例如，在工件研磨工序中，需要利用相應(yīng)的間接測(cè)量裝置監(jiān)督控制工件尺寸。

3結(jié)語

綜上所述，檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造系統(tǒng)，能夠提升產(chǎn)品的精密度，改善機(jī)械制造產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)合理運(yùn)用刀具控制系統(tǒng)、自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)和自動(dòng)檢測(cè)裝置，以確保機(jī)械制造系統(tǒng)穩(wěn)定的運(yùn)行。

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作者:覃嘉恒 單位:南通開放大學(xué)