一、 应用场景
目标行业： 数控机床制造与精密金属加工（特别是发动机缸体、缸套、液压阀体等内孔精加工领域）。
核心工艺： 数控珩磨（CNC Honing）过程中的“在线气动尺寸测量与闭环控制”。
动作分解：
l 珩磨加工： 珩磨头进入工件内孔，油石膨胀接触孔壁，进行高速旋转与往复切削。
l 实时检测（核心环节）： 气动测头（如 Air jet mandrel）实时检测内孔尺寸的微小变化，并产生与之成比例的气压变化。
l 信号转换与闭环： STOTZ 气电转换器将气压信号高精度线性转换为模拟电信号 → CNC 数控系统读取该电信号 → 系统进行尺寸判断，自动控制进给停止或转入光整加工阶段。
性能指标： 满足微米级（µm）尺寸测量分辨率，具备高频动态测量响应能力，以匹配现代高精度内孔加工的尺寸公差与表面粗糙度要求。
图 1：数控珩磨机床在线气动测量系统应用示意，实现加工过程中的实时尺寸监控。
二、 行业痛点：传统气动测量方案的信号交互瓶颈
在微米级精密珩磨加工中，气动量仪因其非接触、高灵敏度的特性被广泛用于内孔尺寸检测。然而，传统方案在现代自动化产线中面临以下挑战：
1. 信号孤岛，难以闭环： 传统气动量仪输出的是纯气压变化信号，无法直接被现代 CNC 数控系统或 PLC 的模拟量/数字量模块读取，导致测量数据与加工控制脱节，难以实现真正的自动化闭环控制。
2. 气源波动影响精度： 车间压缩空气管网的压力波动会直接干扰气动测量信号的稳定性，导致测量数据漂移，影响加工一致性。
3. 动态响应与磨损问题： 部分早期或机械式转换装置内部存在运动部件，在机床高频动态测量中易产生机械磨损和滞后（Hysteresis），影响长期测量精度。
三、 解决方案 & 元器件
核心元器件：STOTZ P/E 气电转换器 (Pneumatic-electrical transducer)
应用型号：P65A-10-G
针对珩磨机床的严苛工况，STOTZ 提供了一套高可靠性的信号转换解决方案：
- STOTZ 气动测头： 将内孔尺寸的微小变化转化为成比例的气压变化。
- STOTZ P65a-10-G 气电转换器： 接收气压信号，并将其高精度线性转换为模拟电信号（量程 ±25 µm，分辨率达 100 mV/µm）。
- 现代 CNC 控制系统： 接收标准电信号，进行实时尺寸判断与珩磨进给量的闭环控制。
图 2：STOTZ P65a 系列气电转换器，紧凑设计，专为高精度动态测量与机器控制打造。
四、 工作原理：为什么 STOTZ P/E 转换器能实现精准闭环？
STOTZ P/E 转换器通过以下核心机制，彻底解决信号转换与稳定性难题：
1. 线性气压-电压转换： 转换器内部的压力传感器实时检测来自气动测头的气压，并将其转换为与长度变化严格成比例的输出电压信号，完美匹配 CNC 系统的信号输入要求。
2. 双传感器补偿机制，抗气源波动： 内置第二个压力传感器，专门用于持续监控压缩空气供应的压力波动。一旦气源发生波动，系统会自动重新调整输出信号（readjusted accordingly），消除气源不稳定带来的测量误差。
3. 无磨损设计，动态响应快： STOTZ 转换器内部无任何机械运动部件（contain no moving parts），从根本上消除了磨损和机械滞后，确保在珩磨机床高频动态测量中保持长期稳定的高测量精度。
图 3：STOTZ 双压力传感器补偿机制，有效消除车间气源波动对测量精度的影响。
五、 应用价值：为客户带来的核心收益
1. 打通自动化闭环，提升加工良率： 将传统气动测量无缝接入现代 CNC 系统，实现珩磨加工尺寸的实时监控与自动补偿，显著降低人为干预，提升产品尺寸一致性。
2. 卓越的长期稳定性： 无磨损设计与气源波动补偿功能，大幅减少了设备的校准频率和维护停机时间，降低了全生命周期成本 (TCO)。
3. 结构紧凑，易于集成： 小巧的工业设计便于在空间受限的珩磨机床主轴或控制柜内灵活安装，简化了机床的电气与气路系统设计。
六、 行业标杆案例与原厂技术支持
STOTZ 的精密测量技术已在德国及全球高端制造领域得到广泛应用与验证。
l 典型应用行业： 汽车发动机零部件（缸体、缸套、阀体）、液压元件、精密轴承及通用高精度金属切削机床。
l 标杆案例印证： 国内知名数控机床制造商在其高端数控珩磨机床产品中，选用 STOTZ P65A-10-G 气电转换器，成功解决了在线气动测量信号与 CNC 系统的闭环控制难题，提升了设备的整体智能化水平与市场竞争力。
七、 希而科介绍
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希而科贸易（上海）有限公司
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