光電測量技術(shù)與車床加工研究論文
摘要：我國現(xiàn)代化建設(shè)不斷推進(jìn)，對我國制造業(yè)也提出更高、更多地要求。目前制造業(yè)的發(fā)展向著更加高精度的方向進(jìn)行，這對機(jī)械制造業(yè)的精度測量技術(shù)與機(jī)床加工技術(shù)提出了更高要求。本文主要介紹光電測量技術(shù)在車床加工的應(yīng)用，研究其技術(shù)優(yōu)勢與必要性，對出現(xiàn)的技術(shù)問題進(jìn)行探討，最提出一定建議。
關(guān)鍵詞：光電測量技術(shù)；機(jī)床加工；高精密加工；機(jī)械制造
目前我國機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到一定水平，機(jī)械制造業(yè)的需求也在不斷的提高。而機(jī)床是機(jī)械制造的必要設(shè)備，已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用，在機(jī)床制造中，加工精度對于產(chǎn)品的質(zhì)量有著極為重要的影響。本文主要對精度檢測環(huán)節(jié)重點(diǎn)討論，利用光電測量技術(shù)提高測量校對精度，提高車床制造加工的精度。
1光電測量技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢
1.1傳統(tǒng)技術(shù)的缺陷
數(shù)控車床是一項(xiàng)高精度的自動化機(jī)床設(shè)備，將傳統(tǒng)的人工制造完全由機(jī)器代替運(yùn)行，這設(shè)計的技術(shù)十分廣泛，而這里主要討論測量技術(shù)。傳統(tǒng)的測量技術(shù)一直是建立在原本的肉眼辨別基礎(chǔ)上，無論是利用技術(shù)擴(kuò)大肉眼辨別的精度，還是講測量的尺寸利用技術(shù)投影放大，均是如此。例如顯微裝置與輪廓投影儀，這一類測量方式存在局限性，測量的誤差難以消除，加工要求的提高使得這一類測量方式難以滿足更高的需求，提高成本極高。
1.2光電測量技術(shù)的優(yōu)勢
光電測量技術(shù)主要利用光學(xué)幾何性質(zhì)，將機(jī)床測量坐標(biāo)以光學(xué)標(biāo)記（一般為十字架），將光電信號傳遞到計算機(jī)，通過計算機(jī)處理計算，極大地提高了測量精度。光學(xué)信號的敏感程度遠(yuǎn)高于肉眼，而計算機(jī)進(jìn)行精度校對處理，也極大的提高了精度校對的處理速度。隨著機(jī)械制造自動化水平的不斷提高，對制造業(yè)的加工效率要求也不斷提高，而光電測量技術(shù)，利用光學(xué)傳感器與計算機(jī)儲備提高車床加工精度，同時也可以更進(jìn)一步提高制造業(yè)的生產(chǎn)效率。
2.光電測量技術(shù)在車床加工中的應(yīng)用
2.1設(shè)定準(zhǔn)確的加工坐標(biāo)系
對車床加工而言，在繪制好加工圖紙之后，需要在實(shí)際加工之前校對工件坐標(biāo)系，這一坐標(biāo)系是與機(jī)床自身坐標(biāo)系相對的'一個坐標(biāo)系，直接關(guān)系到加工精度的提高。在傳統(tǒng)操作中，這一環(huán)節(jié)需要人工設(shè)定工件坐標(biāo)系，需要人工試切，首先會對造成一定的材料浪費(fèi)，更重要的是加工精度難以保證，依賴于技術(shù)人員的操作水平；其次，進(jìn)行了一定程度上的改善升級，但是在不改變原理的基礎(chǔ)上難以有較大的提高。而利用光電測量技術(shù)，可以直接避免與工件接觸，避免接觸后出現(xiàn)的位置偏移。并且光電測量技術(shù)可以將坐標(biāo)系測定結(jié)果直接反饋給車床的內(nèi)置計算機(jī)，快速實(shí)現(xiàn)工件坐標(biāo)系設(shè)定，提高工作效率。
2.2反饋補(bǔ)償減少誤差
目前數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)一般為閉環(huán)或者半閉環(huán)，利用光電測量系統(tǒng)對車床的具體加工過程進(jìn)行監(jiān)控校對，將由伺服系統(tǒng)與機(jī)床導(dǎo)軌等其他設(shè)備缺陷造成的加工誤差反饋給計算機(jī)，計算機(jī)再更正進(jìn)給信號，達(dá)到更高的加工精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量。通過光電測量技術(shù)，不僅僅可以高精度的校對進(jìn)給尺寸誤差，而且還通過光電信號轉(zhuǎn)化可以很快反饋給計算機(jī)，得出修正信號。這是目前數(shù)控車床發(fā)展的主要技術(shù)方向，利用傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制系統(tǒng)。
2.3方便數(shù)據(jù)處理
要實(shí)現(xiàn)高精度的加工，光電信號的數(shù)據(jù)處理也至關(guān)重要，要將收到的光電信號數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的處理，便于運(yùn)用于加工中。對此，要建立一個較為完善的數(shù)據(jù)模型，在數(shù)據(jù)處理后可以利用一些繪圖軟件，將測量結(jié)果直接顯示在人機(jī)交互界面，方便技術(shù)人員對應(yīng)設(shè)計材料對于加工工藝與計劃進(jìn)行微調(diào)。這對毛坯生產(chǎn)與后期加工分離的現(xiàn)代機(jī)械加工生產(chǎn)而言意義重大，從而提高的機(jī)械加工的適應(yīng)性與效率。
3.光電測量技術(shù)的問題探究
在實(shí)際的光電測量技術(shù)運(yùn)用中，依舊存在了一些問題，需要研究探討。主要問題有兩個：第一，成本問題，要實(shí)現(xiàn)光電技術(shù)加工需要與之相對應(yīng)的車床設(shè)備，而我國大部分企業(yè)運(yùn)用的生產(chǎn)車床尚不能完全滿足要求，這對光電測量技術(shù)在車床加工的應(yīng)用是極大的限制，因此在未來的技術(shù)改進(jìn)方向主要考慮降低技術(shù)成本與在現(xiàn)有機(jī)床的基礎(chǔ)上進(jìn)行融合改進(jìn)；第二，技術(shù)人員的儲備不足，光電測量設(shè)備的技術(shù)含量較高，對于參與加工的技術(shù)人員要求也在提高，而現(xiàn)有工人的文化水平使得培訓(xùn)難度較大，最終成本也較高。
4.結(jié)束語
我國面對新世界的發(fā)展大潮，要全面建設(shè)現(xiàn)代化國家，在各個方面達(dá)到世界的先進(jìn)水平，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的進(jìn)步需要強(qiáng)大的制造業(yè)為基礎(chǔ)，因此，要高度重視我國機(jī)械制造水平的提高。對新技術(shù)的創(chuàng)新運(yùn)用是一項(xiàng)提高機(jī)械制造生產(chǎn)水平的有效手段，光電測量技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)了一段時間，它對制造業(yè)生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量的提高前景有目共睹，對光電測量技術(shù)在實(shí)際加工中的應(yīng)用研究探討意義重大，是實(shí)現(xiàn)我國現(xiàn)代化工業(yè)的關(guān)鍵點(diǎn)之一。
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作者：徐鶴雷 單位：江蘇省宜興中等專業(yè)學(xué)校
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