檢測自動化技術(shù)中機(jī)械制造應(yīng)用

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摘要：本文分析自動檢測系統(tǒng)的組成和數(shù)學(xué)模型，探討檢測自動化技術(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：檢測自動化技術(shù);機(jī)械制造系統(tǒng);數(shù)學(xué)模型

引言

隨著我國機(jī)械制造行業(yè)的不斷發(fā)展，市場對產(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)的檢測技術(shù)檢測機(jī)械產(chǎn)品。檢測自動化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械制造系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對機(jī)械產(chǎn)品更加全面、精準(zhǔn)的檢測，從而確保機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。

1自動檢測系統(tǒng)的組成及其數(shù)學(xué)模型

1.1系統(tǒng)組成

自動檢測系統(tǒng)由多個部分組成，包括自動信號處理電路、功能各異的各種傳感器、對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換的裝置、檢測結(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)和測算軟件。由于系統(tǒng)中設(shè)置的各類檢測裝置和設(shè)備具有很高的分辨率、線性度和靈敏度，所以檢測自動化技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械制造系統(tǒng)中，能夠通過檢測設(shè)備對相關(guān)信號進(jìn)行檢測，然后對檢測到的信號進(jìn)行分析、處理，進(jìn)而獲得精準(zhǔn)的檢測結(jié)果。

1.2系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型

傳感器是自動化檢測系統(tǒng)中最重要的部分，主要功能是實(shí)現(xiàn)信號的輸入。由于傳感器中的信號會出現(xiàn)波動，加上運(yùn)動慣性的作用，所以數(shù)據(jù)信息在傳感器中的傳輸需要一段時間。這種情況下，傳感器無法即時輸出輸入信號，并對信號的變化情況進(jìn)行實(shí)時追蹤。因此，為在傳感器的輸入量和輸出量之間建立一定聯(lián)系，需要建立自動檢測系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。理想狀態(tài)下，自動檢測系統(tǒng)表現(xiàn)為線性檢測系統(tǒng)，即線性信號的輸出以輸入信號為依據(jù)，這時的輸入信號處于動態(tài)浮動狀態(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，檢測信號在傳感器中的信號輸入和輸出呈現(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，自動檢測系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型具有疊加性，當(dāng)檢測系統(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，輸出量與單個輸入量引起的輸出量之和是相等的。檢測系統(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)模型操作比較簡單，費(fèi)用比較低，能夠?yàn)闄C(jī)械制造企業(yè)節(jié)約檢測成本。

1.3自動檢測技術(shù)的設(shè)計

自動檢測技術(shù)的設(shè)計要能夠符合檢測要求，并在此基礎(chǔ)上提高技術(shù)的性價比，簡化技術(shù)的操作，降低操作成本，便于后續(xù)維修。如果設(shè)計技術(shù)時只考慮其自動化，一味追求高指標(biāo)，會降低檢測技術(shù)的實(shí)用性。所以，檢測技術(shù)的設(shè)計要能夠與機(jī)械的設(shè)計相匹配，才能充分發(fā)揮檢測技術(shù)的作用。自動化系統(tǒng)是通過機(jī)電結(jié)合的方式控制機(jī)械制造系統(tǒng)，所以在處理檢測技術(shù)和機(jī)械技術(shù)的關(guān)系時，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。為確保自動檢測線路運(yùn)行的穩(wěn)定性，需要保證每個電器元件能夠穩(wěn)定運(yùn)行，并符合使用環(huán)境的要求。同時，在對元器件進(jìn)行連接時，應(yīng)根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)連接。如果有的檢測控制電路比較復(fù)雜，且受某些信號的影響，當(dāng)電路在兩種比較穩(wěn)定的狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換時，會導(dǎo)致幾個電器元件的狀態(tài)發(fā)生變化。于是，時序電路就會出現(xiàn)多個不同的輸出狀態(tài)，使電路之間形成競爭。電氣元件在釋放時有所延遲，同樣會引起元件不按邏輯功能輸出，從而出現(xiàn)冒險現(xiàn)象。

2檢測自動化技術(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

自動檢測技術(shù)能滿足自動化系統(tǒng)對機(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)是一種自動化的檢測系統(tǒng)，主要工作是檢測已完成加工的刀具。加工過程中會頻繁使用刀具，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，控制裝置會發(fā)出刀具位移的指令啟動補(bǔ)償裝置。此時，補(bǔ)償裝置會自動判斷工件的尺寸變化情況并對其進(jìn)行補(bǔ)償。

2.2檢測自動化技術(shù)的應(yīng)用

利用檢測自動化技術(shù)檢測機(jī)械制造系統(tǒng)前，主要是通過事后檢測的方式對系統(tǒng)和產(chǎn)品進(jìn)行檢測。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在機(jī)械制造系統(tǒng)中，檢測自動化技術(shù)能夠檢測整個機(jī)械制造過程，并能在現(xiàn)場測量機(jī)械制造產(chǎn)品。檢測自動化技術(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)展推動著數(shù)字化技術(shù)、非接觸式檢測技術(shù)等的發(fā)展，使得機(jī)械制造系統(tǒng)及產(chǎn)品檢測的自動化水平更高。自動檢測系統(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，并在檢測完成各類信息后將檢測結(jié)果傳輸?shù)街虚g裝置；中間裝置會分析接收到的信息，再將分析結(jié)果傳輸?shù)斤@示裝置。

2.3自動檢測裝置的應(yīng)用

可檢測機(jī)械制造系統(tǒng)的裝置有兩種：直接檢測裝置和間接檢測裝置。自動檢測裝置能夠直接檢測機(jī)械制造系統(tǒng)中的各個元件、設(shè)備等，還能隨時監(jiān)測機(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。自動檢測裝置主要由杠桿、光電傳感器、浮動式啟動和氣動噴嘴組成。檢測過程中，自動檢測裝置能夠根據(jù)待測工件的特點(diǎn)，檢測工件的孔尺寸、外圓尺寸和平面等，且能按照事先設(shè)計好的檢測計劃進(jìn)行檢測。如果工件尺寸在預(yù)先設(shè)定的尺寸范圍內(nèi)，浮標(biāo)就會自動將光電控制器燈泡中的射光切斷，并將輸出信號傳遞到光電傳感器中，然后控制砂輪退出工件。根據(jù)測量對象表面的不同，可將直接測量裝置分為孔型、外圓型和平面型測量裝置。間接檢測裝置是通過檢測機(jī)床控制程序間接檢測工件的尺寸。例如，在工件研磨工序中，需要利用相應(yīng)的間接測量裝置監(jiān)督控制工件尺寸。

3結(jié)語

綜上所述，檢測自動化技術(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)、自動化檢測技術(shù)和自動檢測裝置，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)