立式注塑机的出现与发展，使人们的生活变得更加五彩缤纷。而立式注塑机机筒，是立式注塑机的重要配件。立式注塑机机筒是否磨损，直接影响立式注塑机的工作寿命。但对于立式注塑机机筒内径磨损量的在线测量，却还没受到用户及生产商的重视。尤其是对于“∞”形状机筒内径的测量，目前这方面的资料比较少。

        本文结合某公司提供的“∞”形状立式注塑机机筒，采用高精度非接触感应式测量方法，进行了相关的研究。

1    测量系统简介

        测量系统包括：被测工件、电涡流传感器、测量电路、数据采集、计算机分析处理系统。根据被测对象的测量精度和测量范围要求，选用24V稳压直流电源，电涡流传感器及其所配置的前置器，选用NIUSB-6009数据采集卡，结合LabVIEW软件平台进行测量数据处理的编程，并实现了测量系统所要求的所有功能。

2    测量条件及要求

        测量对象为“∞”形状立式注塑机机筒内径，其内径尺寸大小不一，整体长度不一，内孔Φ68mm，材料为铁基合金。

2.1    测量条件

        为了保证测量过程的稳定性和重复精度，要求测量对象进行必要的前置处理，满足如下条件：

        （1）双螺杆挤出机的内孔表面，在线工作状态机筒需要做必要的清理，附着的杂质厚度＜3mm。

        （2）机筒内孔内壁的材料为铁基合金。

        （3）机筒内孔的磨损程度在各个工作段呈不均匀分布。

2.2    测量要求

        （1）机筒内孔直径范围Φ52～120mm；

        （2）机筒内孔长度范围150～500mm；

        （3）整体可测量长度范围500～2000mm；

        （4）测量精度要求0.05mm；

        （5）数据处理。输出连续测量点的直径测量值，及直径分布曲线。

3    测量原理及方法分析

        研究的目的是要实现机筒使用者的生产现场测量。生产环境与生产工艺的不确定性，会导致机筒内壁粘附的杂质也不统一，但其都有一个共性：即杂质均无导电性。因此，结合电涡流传感器工作原理，我们采用电涡流位移传感器。因为被测对象尺寸大小不一，长度不一，内壁粘附杂质厚度不一。因此，为使测量仪器得到更有效的利用和延长其使用寿命，我们采用感应式非接触测量方法进行测量。

        其测量输出电压信号与测量位移在测量范围内成线性关系，该Φ68mm机筒的位移与电压的线性函数关系式为

                    y=0.75x+0.75

        其中，

        y为测量位移；

        x为输出电压，

        还可得出该线性函数的斜率k、截距b的值。

        根据测量系统配置，结合上述传感器的标定值，针对Φ68mm“∞”型机筒，采用LabVIEW8.5软件进行了程序编写，得出数据采集原理程序图可以看出：

        （1）使用LabVIEW软件中的DAQ助手即可获得采集的数据；

        （2）当前检测结果，可以采用数值的text文本方式或是电子表格的格式输出；

        （3）当输出信号超出所要求的磨损量时，适时发出报警信号；

        （4）可以将整个测量过程的数据，以波形的形式输出。

4    测量数据处理与分析

        针对Φ68mm“∞”型机筒，用一个电涡流位移传感器进行了相关的测量实验。

        为了实验方便，利用实验室现有小型铣床，来代替实现控制安装传感器的机架部分。用铣床的工作台固定安装传感器的梁，用工作台的横向运动来实现传感器的直线运动。为避免梁发生较大的变形，选用长为330mm的梁。考虑到小铣床工作台横向运动的量程，选用了长为200mm的Φ68mm“∞”型机筒，进行了初步实验。

        因为梁尺寸较小，因此发生的变形量比较小，与测量机筒的测量量程相比，其变形误差可以忽略不计。铣床工作台的平面度精度，可以满足实验要求；轴向进给进度，也能满足实验运动速度。

        总言之，在机构方面，关于直线度、同轴度、平面度等方面，我们所选用的小型铣床都能满足未来测量实验要求。根据数据采集程序，进行了初步的相关实验，得到了相关的测量数据。

        从数据输出的波形，可以明显看出：

        （1）测量数据的变化范围7.3775～7.395mm，测量精度可以达到0.0175mm，明显满足0.05mm的测量精度要求。

        （2）能得到每个实时测量的数据，并能直观地观察到每个位置所对应的位移量，即每个点的位置，利用这些数据，通过相关算法处理，与标准参数进行比较，可以转换为机筒直径的变化量，进而得到整个机筒的磨损量，从而判断出磨损程度。再根据决策原则，向使用者提出何时需要更换机筒决策建议。

        （3）依据测量数据，还可以得到该零件的表面特征参数，例如粗糙度、波度方面的一些参数。

        综上所述，该测量方法可以满足机筒内孔磨损量的测量要求，所获得的测量数据，经不同的处理，还可以用于评定机筒内孔的其他特征。例如机筒的圆柱度误差，机筒内表面的波度，“∞”形机筒两孔中心线的平行度误差，同时还能用于检测新机筒是否合格的品质检测过程等等。

5    结束语

        通过对立式注塑机机筒内径磨损的测量方法及测量原理的分析，使用LabView软件采集测量的数据，并对其实验测试数据进行处理和分析。结果证实，该测量方法是可行的，能满足公司对测量精度和测量效率的要求。