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金屬材料尺寸檢（jiǎn）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）生產加工（gōng）需求，以金屬材料（liào）尺（chǐ）寸檢驗的基本方法為切入點，對金屬（shǔ）材料尺寸檢驗的三種（zhǒng）基本方法以及光柵尺測量技術（shù）、攝像機測量技術、光電編碼器測量技術等現代測量技術在金屬材料尺寸檢驗中（zhōng）的應用（yòng）進（jìn）行（háng）了研究。

關鍵詞：金屬材料；尺寸檢驗；測（cè）量技術

尺寸是反（fǎn）映金屬材料品（pǐn）質的重要方麵，如何（hé）在（zài）保證金屬材料產量的同時，高質高效完成金屬材料的尺寸檢驗工作，是擺在企業麵前的重要研究課（kè）題。傳統的人工檢驗方式效率慢（màn）、精度低、勞動量大，難以滿足金屬材料規模化生產需求（qiú），而金屬材料尺寸檢驗新技術的出現，有效解決了上（shàng）述問題，保障了金屬材料加工生產活動的正（zhèng）常（cháng）進行。

1 、金屬材（cái）料尺寸檢驗的基本方法（fǎ）

1.1 規格（gé）尺寸檢（jiǎn）驗（yàn）

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（gōng）件的連（lián）接尺（chǐ）寸是否統一的（de）公稱直徑。以焊接鋼管為例，可根據其厚度分為薄壁鋼管、普通鋼管及加厚鋼管，這些鋼（gāng）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（nèi）徑的一個名義尺寸。所以，在進行金屬（shǔ）材（cái）料尺寸檢驗時，必須利用公稱方法（fǎ）正確有序地進行測量，並嚴（yán）格控（kòng）製每一步檢驗誤差，確保檢（jiǎn）驗數據真實可信。

1.2 全尺寸檢驗

是針對設計記錄上標示的產品尺寸所進行的測量（liàng），主要依據就是設計圖（tú）紙上所明示（shì）的標準。該檢驗項目需要質保部、技術部、檢驗員等共（gòng）同（tóng）實施。質保部要以產品圖為基礎，將待檢驗項目按一定順序匯總至全尺寸檢驗報告中，然後由技術部找出未注明尺寸公差的地方並給出合理的公差，最（zuì）後由檢驗員進行具體檢驗，檢驗結果全（quán）部填寫到檢驗報告的“供方測量結果”這一（yī）欄目中。此外（wài），還應當按照客戶（hù）給出的工程材料與性能標準，對所有產品實施全尺寸檢驗或功能性驗（yàn）證，並將所得結果交由客戶評審。若控製計劃中有針對（duì）產品檢驗頻率的具體規定，則必須依據計劃中（zhōng）給出的（de）頻率進行檢驗，反之，就每年對全部產品實施一次檢驗。在客戶提出要求的情況下，應將尺寸報告交給客戶進行審（shěn）查。

1.3 尺寸偏差（chà）檢驗

在金屬材料的實（shí）際加工過程中，多多少少總會產生一定的尺（chǐ）寸偏差，因此在製圖時需要結合成（chéng）本、工藝等實際情況，在不影響材料結構性能與使（shǐ）用功能的前提下確定一個合理的公差。若尺寸檢（jiǎn）驗結果超出偏差允許範圍，就會對結構性能、使用功能、工件組裝等產生一定的影響，此時應當提出相應的技（jì）術解決方案，經監理機構認可後再行處理並進行（háng）二次檢驗。

2、現代（dài）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（chǐ）是根（gēn）據光柵的光學原理製成的一種長（zhǎng）度測量裝置。在數控機床閉環伺服係統中一般安裝有光（guāng）柵尺位移傳感器（qì）來檢測工件的（de）直線位移或角位移。光柵尺在測量時輸出的是數字脈衝信號，其特點是檢測範圍大、精確高、響應迅速（sù）。在工件曲率半徑（jìng）的高精度測量中，采用光柵尺測量技術能夠有效提高抗（kàng）環（huán）境（jìng）幹擾（rǎo）能力和現場檢測精度，滿足軸（zhóu）的線位移、轉速或轉角的監控需求，具有精（jīng）確度高的優點，但光柵尺的造價高昂且（qiě）不易維護（hù），同時測量結（jié）果會受到空氣中灰塵或環境振動的影響。

2.2 攝像機測量技術

這一（yī）技術主要適用於鋼管等零件（jiàn）的（de）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（guān），並在輥（gǔn）道另一段安裝光源和攝像機，當工件隨輥道輸送至測量區域時（shí），根據某一處光電開關通過攝像（xiàng）機攝取圖像在（zài）屏幕上的位置（zhì）就可以確定工件的長度（dù）。其優點是可以進行在線丈（zhàng）量，即時讀取長度數據，但其也有明顯的缺（quē）點。比如，在不（bú）安裝（zhuāng）特設光源（yuán）的情況（kuàng）下，測量結（jié）果很容易受到環境光的幹擾；但在使（shǐ）用特（tè）設光源後，可能會因為亮度較高，反射較強（qiáng），會有一定幾率（lǜ）出現讀數不準的問題。

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（jī）械位移信號轉換為脈衝（chōng）信號或數字（zì）信號，以此達到長度測（cè）量的目的。例如，在測量螺旋管長度時，鋼（gāng）管在油缸帶動（dòng）下在輥（gǔn）道上運動，在輥道另一側設（shè）置若幹等間距（jù）的光電開關，當管件一端（duān）觸動光電開關（guān）時，可通過記錄的編碼器讀數換（huàn）算出油缸的行（háng）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（dào）的數字信號（hào）發送至工控機，工控機對數據進行分析處理後，向運動控製器發出相應的控製信號，從而達到對傳送單元及（jí）分選單元進行（háng）控製的目的。

3 、金屬材料尺（chǐ）寸（cùn）檢驗質量的控製

首先（xiān），金（jīn）屬材料尺寸檢驗時，檢驗環境會對檢（jiǎn）驗人（rén）員的操作（zuò）、檢驗結果造成影響，嚴重時還會影響產品的使用。因此（cǐ），在檢驗時應嚴格控製檢（jiǎn）驗室的溫濕度甚至光照，盡量杜絕環境因素（sù）對（duì）檢驗結果的影響（xiǎng）。其次（cì），在金屬材料尺寸檢驗中，有部分（fèn）測（cè）試是由工具完成的，如果（guǒ）忽略工具性（xìng）能問題，完全（quán）相信工具測試結果，不進進行足夠核對和修正，就會導致檢（jiǎn）驗結果存在一定誤差，甚至將尺寸不合格的檢驗為合格（gé），因此要求檢驗人員嚴格執行各項檢驗規範，做好（hǎo）核對，確保（bǎo）檢驗結果的（de）精確性、客觀性。最後，金屬材料在檢驗（yàn）並投入使用後，如果檢驗結果有問題，則可能導致產品（pǐn）質量不過關，引起不必要的問題，因此，還應當（dāng）加強對材料應用後的追（zhuī）蹤，及時接受反饋並針對性做（zuò）出調（diào）整。

總之，金屬材料作為人類社（shè）會發展的重要物質基礎，對（duì）各行各業（yè）都有著十分廣泛的影響。上麵對金屬材料尺寸檢驗的基本方法進行了論述，並對光柵尺測量技術、攝像機測量技術、光電編碼器測量（liàng）技術（shù）等新型尺寸檢（jiǎn）驗技術的優缺做了探討，旨在做好金屬材料尺寸檢驗的質量控製，以滿足加工企業對加工產（chǎn）品的高精度需求。

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