金屬材料尺寸檢驗(yàn)相關(guān)技術(shù)研究
2020-4-5 來源： 萬向一二三股份公司 作者：豐旭富
摘要：為了提高金屬材料尺寸檢驗(yàn)水平，更好地滿足企業(yè)生產(chǎn)加工需求，以金屬材料尺寸檢驗(yàn)的基本方法為切入點(diǎn)，對(duì)金屬材料尺寸檢驗(yàn)的三種基本方法以及光柵尺測(cè)量技術(shù)、攝像機(jī)測(cè)量技術(shù)、光電編碼器測(cè)量技術(shù)等現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)在金屬材料尺寸檢驗(yàn)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。
關(guān)鍵詞：金屬材料；尺寸檢驗(yàn)；測(cè)量技術(shù)
尺寸是反映金屬材料品質(zhì)的重要方面，如何在保證金屬材料產(chǎn)量的同時(shí)，高質(zhì)高效完成金屬材料的尺寸檢驗(yàn)工作，是擺在企業(yè)面前的重要研究課題。傳統(tǒng)的人工檢驗(yàn)方式效率慢、精度低、勞動(dòng)量大，難以滿足金屬材料規(guī)模化生產(chǎn)需求，而金屬材料尺寸檢驗(yàn)新技術(shù)的出現(xiàn)，有效解決了上述問題，保障了金屬材料加工生產(chǎn)活動(dòng)的正常進(jìn)行。
1 、金屬材料尺寸檢驗(yàn)的基本方法
1.1 規(guī)格尺寸檢驗(yàn)
即對(duì)金屬材料主要部位的公稱尺寸進(jìn)行檢驗(yàn)，其重要內(nèi)容之一就是直接決定著金屬管件等工件的連接尺寸是否統(tǒng)一的公稱直徑。以焊接鋼管為例，可根據(jù)其厚度分為薄壁鋼管、普通鋼管及加厚鋼管，這些鋼管的公稱直徑既不是指外徑，也不是指內(nèi)徑，而是近似普通鋼管內(nèi)徑的一個(gè)名義尺寸。所以，在進(jìn)行金屬材料尺寸檢驗(yàn)時(shí)，必須利用公稱方法正確有序地進(jìn)行測(cè)量，并嚴(yán)格控制每一步檢驗(yàn)誤差，確保檢驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)可信。
1.2 全尺寸檢驗(yàn)
是針對(duì)設(shè)計(jì)記錄上標(biāo)示的產(chǎn)品尺寸所進(jìn)行的測(cè)量，主要依據(jù)就是設(shè)計(jì)圖紙上所明示的標(biāo)準(zhǔn)。該檢驗(yàn)項(xiàng)目需要質(zhì)保部、技術(shù)部、檢驗(yàn)員等共同實(shí)施。質(zhì)保部要以產(chǎn)品圖為基礎(chǔ)，將待檢驗(yàn)項(xiàng)目按一定順序匯總至全尺寸檢驗(yàn)報(bào)告中，然后由技術(shù)部找出未注明尺寸公差的地方并給出合理的公差，最后由檢驗(yàn)員進(jìn)行具體檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果全部填寫到檢驗(yàn)報(bào)告的“供方測(cè)量結(jié)果”這一欄目中。此外，還應(yīng)當(dāng)按照客戶給出的工程材料與性能標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)所有產(chǎn)品實(shí)施全尺寸檢驗(yàn)或功能性驗(yàn)證，并將所得結(jié)果交由客戶評(píng)審。若控制計(jì)劃中有針對(duì)產(chǎn)品檢驗(yàn)頻率的具體規(guī)定，則必須依據(jù)計(jì)劃中給出的頻率進(jìn)行檢驗(yàn)，反之，就每年對(duì)全部產(chǎn)品實(shí)施一次檢驗(yàn)。在客戶提出要求的情況下，應(yīng)將尺寸報(bào)告交給客戶進(jìn)行審查。
1.3 尺寸偏差檢驗(yàn)
在金屬材料的實(shí)際加工過程中，多多少少總會(huì)產(chǎn)生一定的尺寸偏差，因此在制圖時(shí)需要結(jié)合成本、工藝等實(shí)際情況，在不影響材料結(jié)構(gòu)性能與使用功能的前提下確定一個(gè)合理的公差。若尺寸檢驗(yàn)結(jié)果超出偏差允許范圍，就會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)性能、使用功能、工件組裝等產(chǎn)生一定的影響，此時(shí)應(yīng)當(dāng)提出相應(yīng)的技術(shù)解決方案，經(jīng)監(jiān)理機(jī)構(gòu)認(rèn)可后再行處理并進(jìn)行二次檢驗(yàn)。
2、 現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)在金屬材料尺寸檢驗(yàn)中的應(yīng)用
2.1 光柵尺測(cè)量技術(shù)
光柵尺是根據(jù)光柵的光學(xué)原理制成的一種長度測(cè)量裝置。在數(shù)控機(jī)床閉環(huán)伺服系統(tǒng)中一般安裝有光柵尺位移傳感器來檢測(cè)工件的直線位移或角位移。光柵尺在測(cè)量時(shí)輸出的是數(shù)字脈沖信號(hào)，其特點(diǎn)是檢測(cè)范圍大、精確高、響應(yīng)迅速。在工件曲率半徑的高精度測(cè)量中，采用光柵尺測(cè)量技術(shù)能夠有效提高抗環(huán)境干擾能力和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)精度，滿足軸的線位移、轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)角的監(jiān)控需求，具有精確度高的優(yōu)點(diǎn)，但光柵尺的造價(jià)高昂且不易維護(hù)，同時(shí)測(cè)量結(jié)果會(huì)受到空氣中灰塵或環(huán)境振動(dòng)的影響。
2.2 攝像機(jī)測(cè)量技術(shù)
這一技術(shù)主要適用于鋼管等零件的長度測(cè)量，即在零件輸送輥道的某一段上等間距設(shè)置一定數(shù)量的光電開關(guān)，并在輥道另一段安裝光源和攝像機(jī)，當(dāng)工件隨輥道輸送至測(cè)量區(qū)域時(shí)，根據(jù)某一處光電開關(guān)通過攝像機(jī)攝取圖像在屏幕上的位置就可以確定工件的長度。其優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行在線丈量，即時(shí)讀取長度數(shù)據(jù)，但其也有明顯的缺點(diǎn)。比如，在不安裝特設(shè)光源的情況下，測(cè)量結(jié)果很容易受到環(huán)境光的干擾；但在使用特設(shè)光源后，可能會(huì)因?yàn)榱炼容^高，反射較強(qiáng)，會(huì)有一定幾率出現(xiàn)讀數(shù)不準(zhǔn)的問題。
2.3 光電編碼器測(cè)量技術(shù)
光電編碼器可利用光電轉(zhuǎn)換裝置將輸出軸上的機(jī)械位移信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)或數(shù)字信號(hào)，以此達(dá)到長度測(cè)量的目的。例如，在測(cè)量螺旋管長度時(shí)，鋼管在油缸帶動(dòng)下在輥道上運(yùn)動(dòng)，在輥道另一側(cè)設(shè)置若干等間距的光電開關(guān)，當(dāng)管件一端觸動(dòng)光電開關(guān)時(shí)，可通過記錄的編碼器讀數(shù)換算出油缸的行程，進(jìn)而推算出鋼管的長度。在實(shí)際測(cè)量過程中，采集卡將采集到的數(shù)字信號(hào)發(fā)送至工控機(jī)，工控機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后，向運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，從而達(dá)到對(duì)傳送單元及分選單元進(jìn)行控制的目的。
3 、金屬材料尺寸檢驗(yàn)質(zhì)量的控制
首先，金屬材料尺寸檢驗(yàn)時(shí)，檢驗(yàn)環(huán)境會(huì)對(duì)檢驗(yàn)人員的操作、檢驗(yàn)結(jié)果造成影響，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響產(chǎn)品的使用。因此，在檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制檢驗(yàn)室的溫濕度甚至光照，盡量杜絕環(huán)境因素對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果的影響。其次，在金屬材料尺寸檢驗(yàn)中，有部分測(cè)試是由工具完成的，如果忽略工具性能問題，完全相信工具測(cè)試結(jié)果，不進(jìn)進(jìn)行足夠核對(duì)和修正，就會(huì)導(dǎo)致檢驗(yàn)結(jié)果存在一定誤差，甚至將尺寸不合格的檢驗(yàn)為合格，因此要求檢驗(yàn)人員嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)檢驗(yàn)規(guī)范，做好核對(duì)，確保檢驗(yàn)結(jié)果的精確性、客觀性。最后，金屬材料在檢驗(yàn)并投入使用后，如果檢驗(yàn)結(jié)果有問題，則可能導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)，引起不必要的問題，因此，還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)材料應(yīng)用后的追蹤，及時(shí)接受反饋并針對(duì)性做出調(diào)整。
總之，金屬材料作為人類社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)各行各業(yè)都有著十分廣泛的影響。上面對(duì)金屬材料尺寸檢驗(yàn)的基本方法進(jìn)行了論述，并對(duì)光柵尺測(cè)量技術(shù)、攝像機(jī)測(cè)量技術(shù)、光電編碼器測(cè)量技術(shù)等新型尺寸檢驗(yàn)技術(shù)的優(yōu)缺做了探討，旨在做好金屬材料尺寸檢驗(yàn)的質(zhì)量控制，以滿足加工企業(yè)對(duì)加工產(chǎn)品的高精度需求。
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