浅析测控技术在机械制造业中的应用

冯玉

（西华大学，四川成都610039）

摘要：测控技术在机械加工制造过程中扮演着不可替代的角色。尤其是现代的制造技术比如激光切割等高精度加工技术，需要在加工过程中时时刻刻的测量和控制。本文主要介绍机械制造的发展现状以及测控技术在机械制造中的应用。

关键词：测控技术；机械制造；应用

一、我国机械制造业的基本概念

机械制造业指从事各种动力机械、起重运输机械、农业机械、冶金矿山机械、化工机械、纺织机械、机床、工具、仪器、仪表及其他机械设备等生产的行业。机械制造业为整个国民经济提供技术装备，其发展水平是国家工业化程度的主要标志之一，是国家重要的支柱产业。先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术，应以企业的生产和发展的实际需要及具体条件为导向。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产，才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。我国发展机械自动化技术，应结合实际，注重实用，即对国民经济产生实际效益。那种盲目搞自动化、自动线的做法，全年生产任务只需1~2个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正，对国民经济不产生显著促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益,而不单纯的是速度。

二、我国机械制造业的发展现状

我国作为一个发展中国家,考虑一切生产技术问题时的前提必须是适用。我国消化吸收国外柔性制造系统(Pseudo-FMS),是要确保必要的生产柔性的前提下,优化人机界面,不过分追求自动化,尽可能建立较为完善的信息系统,充分发展计算机管理的效益。系统中先进的自动化装备和普通设备并存,系统的某些环节允许人工干预。这是一个典型的结合国情、实施适用先进方针的自动化技术解决方案。我国目前在消化吸收、融会贯通国际上有用的自动化技术理论的基础上,要努力做到从我国机械制造业的实际情况出发,发展创新,形成有国情特征的发展自动化技术理论和学说,进行围绕计算机技术的柔性自动化技术的开发研究,以适用为前提,急需什么就解决什么,取得实践经验再推广应用。近年来，随着原材料、人力及融资成本的快速增长，内部人才培养机制的欠缺，早已让中国制造业的低成本优势不复存在。2012年5月，中国制造业采购经理指数(PMI)为50.4%，比上月回落2.9个百分点，这份来自国家统计局的数据再次证实了一个严峻的客观事实——中国的制造业企业生产增速明显减缓，中国的机械制造业危机重重。作为机械制造行业分支的机械装备制造，虽然在近几年的市场需求推动下，整体发展保持增长态势，但从行业结构来看，对外，我国的机械装备制造企业总体依然处于中低端，许多高端领域依然被外商占领；对内，机械装备制造行业已经不再是国有大型企业所独占，越来越多的民营企业开始崛起，整个行业的竞争日趋白热化。再加上，产品结构复杂、技术创新能力不足、制品管理、设备管理要求的严苛等诸多的行业特质，也成了阻碍了我国机械装备制造业发展的关键。

三、测控技术在机械制造业中的应用

1.激光切割

利用高功率密度激光束照射被切割材料，使材料很快被加热至汽化温度，蒸发形成孔洞，随着光束对材料的移动，孔洞连续形成宽度很窄的（如0．1mm左右）切缝，完成对材料的切割。在切割过程中，需要运用相应监控尺寸的机构在整个过程中不间断的检测切割之后的材料尺寸是否满足相应的性能要求。而且一些先进智能的测控监控技术能够预测在加工过程中可能出现不符合要求情况的产生并对这种情况进行预防。

2.超精密研磨技术

加工精度以纳米，甚至最终以原子单位(原子晶格距离为0.1～0.2纳米)为目标时，切削加工方法已不能适应，需要借助特种加工的方法，即应用化学能、电化学能、热能或电能等，使这些能量超越原子间的结合能，从而去除工件表面的部分原子间的附着、结合或晶格变形，以达到超精密加工的目的。属于这类加工的有机械化学抛光、离子溅射和离子注入、电子束曝射、激光束加工、金属蒸镀和分子束外延等。这些方法的特点是对表面层物质去除或添加的量可以作极细微的控制。但是要获得超精密的加工精度，仍有赖于精密的加工设备和精确的控制系统，并采用超精密掩膜作中介物。例如超大规模集成电路的制版就是采用电子束对掩膜上的光致抗蚀剂（见光刻）进行曝射，使光致抗蚀剂的原子在电子撞击下直接聚合(或分解)，再用显影剂把聚合过的或未聚合过的部分溶解掉，制成掩膜。电子束曝射制版需要采用工作台定位精度高达±0.01微米的超精密加工设备。

3.纳米技术

纳米技术(nanotechnology），也称毫微技术，是研究结构尺寸在1纳米至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。1981年扫描隧道显微镜发明后，诞生了一门以1到100纳米长度为研究分子世界，它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。因此，纳米技术其实就是一种控制和监管单个原子、分子尺寸的技术。

参考文献

[1]机械工业仪器仪表综合技术经济研究所获得“智能制造测控装备数据字典系统”软件著作权[J].仪器仪表标准化与计量,2017(02):11.

[2]曲兴华.在线制造质量测控技术的研究[D].天津大学,2003.

作者简介：冯玉，研究方向：测控技术与仪器。