金屬材料尺寸檢驗相關技術研究
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的基本方法為切入點，對金屬材料尺寸檢驗的三種基本方法以及光柵尺測量技術、攝像機測量技術、光電編碼器測量技術等現(xiàn)代測量技術在金屬材料尺寸檢驗中的應用進行了研究。
關鍵詞：金屬材料；尺寸檢驗；測量技術
尺寸是反映金屬材料品質的重要方面，如何在保證金屬材料產(chǎn)量的同時，高質高效完成金屬材料的尺寸檢驗工作，是擺在企業(yè)面前的重要研究課題。傳統(tǒng)的人工檢驗方式效率慢、精度低、勞動量大，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新技術的出現(xiàn)，有效解決了上述問題，保障了金屬材料加工生產(chǎn)活動的正常進行。
1 、金屬材料尺寸檢驗的基本方法
1.1 規(guī)格尺寸檢驗
即對金屬材料主要部位的公稱尺寸進行檢驗，其重要內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，也不是指內徑，而是近似普通鋼管內徑的一個名義尺寸。所以，在進行金屬材料尺寸檢驗時，必須利用公稱方法正確有序地進行測量，并嚴格控制每一步檢驗誤差，確保檢驗數(shù)據(jù)真實可信。
1.2 全尺寸檢驗
是針對設計記錄上標示的產(chǎn)品尺寸所進行的測量，主要依據(jù)就是設計圖紙上所明示的標準。該檢驗項目需要質保部、技術部、檢驗員等共同實施。質保部要以產(chǎn)品圖為基礎，將待檢驗項目按一定順序匯總至全尺寸檢驗報告中，然后由技術部找出未注明尺寸公差的地方并給出合理的公差，最后由檢驗員進行具體檢驗，檢驗結果全部填寫到檢驗報告的“供方測量結果”這一欄目中。此外，還應當按照客戶給出的工程材料與性能標準，對所有產(chǎn)品實施全尺寸檢驗或功能性驗證，并將所得結果交由客戶評審。若控制計劃中有針對產(chǎn)品檢驗頻率的具體規(guī)定，則必須依據(jù)計劃中給出的頻率進行檢驗，反之，就每年對全部產(chǎn)品實施一次檢驗。在客戶提出要求的情況下，應將尺寸報告交給客戶進行審查。
1.3 尺寸偏差檢驗
在金屬材料的實際加工過程中，多多少少總會產(chǎn)生一定的尺寸偏差，因此在制圖時需要結合成本、工藝等實際情況，在不影響材料結構性能與使用功能的前提下確定一個合理的公差。若尺寸檢驗結果超出偏差允許范圍，就會對結構性能、使用功能、工件組裝等產(chǎn)生一定的影響，此時應當提出相應的技術解決方案，經(jīng)監(jiān)理機構認可后再行處理并進行二次檢驗。
2、 現(xiàn)代測量技術在金屬材料尺寸檢驗中的應用
2.1 光柵尺測量技術
光柵尺是根據(jù)光柵的光學原理制成的一種長度測量裝置。在數(shù)控機床閉環(huán)伺服系統(tǒng)中一般安裝有光柵尺位移傳感器來檢測工件的直線位移或角位移。光柵尺在測量時輸出的是數(shù)字脈沖信號，其特點是檢測范圍大、精確高、響應迅速。在工件曲率半徑的高精度測量中，采用光柵尺測量技術能夠有效提高抗環(huán)境干擾能力和現(xiàn)場檢測精度，滿足軸的線位移、轉速或轉角的監(jiān)控需求，具有精確度高的優(yōu)點，但光柵尺的造價高昂且不易維護，同時測量結果會受到空氣中灰塵或環(huán)境振動的影響。
2.2 攝像機測量技術
這一技術主要適用于鋼管等零件的長度測量，即在零件輸送輥道的某一段上等間距設置一定數(shù)量的光電開關，并在輥道另一段安裝光源和攝像機，當工件隨輥道輸送至測量區(qū)域時，根據(jù)某一處光電開關通過攝像機攝取圖像在屏幕上的位置就可以確定工件的長度。其優(yōu)點是可以進行在線丈量，即時讀取長度數(shù)據(jù)，但其也有明顯的缺點。比如，在不安裝特設光源的情況下，測量結果很容易受到環(huán)境光的干擾；但在使用特設光源后，可能會因為亮度較高，反射較強，會有一定幾率出現(xiàn)讀數(shù)不準的問題。
2.3 光電編碼器測量技術
光電編碼器可利用光電轉換裝置將輸出軸上的機械位移信號轉換為脈沖信號或數(shù)字信號，以此達到長度測量的目的。例如，在測量螺旋管長度時，鋼管在油缸帶動下在輥道上運動，在輥道另一側設置若干等間距的光電開關，當管件一端觸動光電開關時，可通過記錄的編碼器讀數(shù)換算出油缸的行程，進而推算出鋼管的長度。在實際測量過程中，采集卡將采集到的數(shù)字信號發(fā)送至工控機，工控機對數(shù)據(jù)進行分析處理后，向運動控制器發(fā)出相應的控制信號，從而達到對傳送單元及分選單元進行控制的目的。
3 、金屬材料尺寸檢驗質量的控制
首先，金屬材料尺寸檢驗時，檢驗環(huán)境會對檢驗人員的操作、檢驗結果造成影響，嚴重時還會影響產(chǎn)品的使用。因此，在檢驗時應嚴格控制檢驗室的溫濕度甚至光照，盡量杜絕環(huán)境因素對檢驗結果的影響。其次，在金屬材料尺寸檢驗中，有部分測試是由工具完成的，如果忽略工具性能問題，完全相信工具測試結果，不進進行足夠核對和修正，就會導致檢驗結果存在一定誤差，甚至將尺寸不合格的檢驗為合格，因此要求檢驗人員嚴格執(zhí)行各項檢驗規(guī)范，做好核對，確保檢驗結果的精確性、客觀性。最后，金屬材料在檢驗并投入使用后，如果檢驗結果有問題，則可能導致產(chǎn)品質量不過關，引起不必要的問題，因此，還應當加強對材料應用后的追蹤，及時接受反饋并針對性做出調整。
總之，金屬材料作為人類社會發(fā)展的重要物質基礎，對各行各業(yè)都有著十分廣泛的影響。上面對金屬材料尺寸檢驗的基本方法進行了論述，并對光柵尺測量技術、攝像機測量技術、光電編碼器測量技術等新型尺寸檢驗技術的優(yōu)缺做了探討，旨在做好金屬材料尺寸檢驗的質量控制，以滿足加工企業(yè)對加工產(chǎn)品的高精度需求。
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