机械制造自动化技术检测过程自动化PPT格式课件下载.pptx

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l对对加加工工中中的的工工件件进进行行检检测测，并并根根据据检检测测结结果果通通过过控控制制系系统统对对加加工工过过程程进进行行控控制制，这这种种方方式式能能防防止止废废品品的的产产生生，检测过程是检测过程是主动的主动的；

l如如果果进进一一步步对对测测得得的的加加工工过过程程参参数数进进行行优优化化，并并校校正正机机床床系系统统，就能实现自适应控制。

就能实现自适应控制。

6检测方法直接测量与间接测量接触测量和非接触测量在线测量和离线测量直接测量：

直接测量：

测量时，直接从测量器具上读出被测几测量时，直接从测量器具上读出被测几何量的大小值何量的大小值，测量过程迅速，应用广泛。

，测量过程迅速，应用广泛。

间接测量间接测量：

被测几何量无法直接测量时，首先测出与被测几何量无法直接测量时，首先测出与被测几何量有关的其他几何量，然后，通过一定的被测几何量有关的其他几何量，然后，通过一定的数学关系式进行计算来求得被测几何量的尺寸值数学关系式进行计算来求得被测几何量的尺寸值。

谁的测量误差大？

7l接触式检验。

接触式检验。

测量器具的测量头直接与被测对象的测量器具的测量头直接与被测对象的表面接触，表面接触，工件被测参数的变化，直接反映在量杆工件被测参数的变化，直接反映在量杆的移动量上。

的移动量上。

l非接触式检验。

非接触式检验。

测量器具的测量头不与被测对象表测量器具的测量头不与被测对象表面接触面接触，而是借助电磁感应、气压，光束或放射性而是借助电磁感应、气压，光束或放射性同位素的射线等的作用，以反映被测参数的变化同位素的射线等的作用，以反映被测参数的变化。

这种测量方式，这种测量方式，没有因为测头与被测对象接触发生没有因为测头与被测对象接触发生磨损而产生的误差磨损而产生的误差，故在现代制造系统中，具有明，故在现代制造系统中，具有明显的显的优越性优越性。

8l在线测量在线测量：

在在加工过程加工过程或或加工系统运行过程加工系统运行过程中对被中对被测对象进行检测。

通常还得对测得数据进行分析处测对象进行检测。

通常还得对测得数据进行分析处理，再反馈控制系统调整加工过程理，再反馈控制系统调整加工过程，可实现自动化可实现自动化测量。

测量。

l离线测量：

离线测量：

在被测对象加工后脱离加工系统在进行在被测对象加工后脱离加工系统在进行检测。

检测。

需人工干预需人工干预将测量结果输入控制系统，以调将测量结果输入控制系统，以调整后续加工过程。

整后续加工过程。

9直接测量间接测量接触式测量非接触式测量在线测量离线测量直接测量误差小非接触测量精度高在线监测可实现自动检测与监控10检测装置检测对象不同，检测要素不同，检测手段不同，检测装置也不同针对产品产品的检测针对加工设备加工设备的检测尺寸（精度）、形状（精度）、表面粗糙度等测谁的信息？

谁的哪方面的信息？

谁去测？

刀具磨损量、温升、振动、变形等人工检测自动检测人人工工检检测测：

是是人人操操作作检检测测工工具具，收收集集分分析析数数据据信信息息（离离线线检检测测），为为产产品品质质量量控控制提供依据制提供依据；

但产品结构越来越复杂、产品周期要求越来越短，人工检测在检测精度但产品结构越来越复杂、产品周期要求越来越短，人工检测在检测精度及效率方面已不能满足现代化生产要求。

及效率方面已不能满足现代化生产要求。

自自动动检检测测：

是是借借助助于于各各种种自自动动化化检检测测装装置置和和检检测测技技术术（可可在在线线监监测测），自自动地灵敏地反映被测工件及设备的参数，为动地灵敏地反映被测工件及设备的参数，为控制系统提供必要的数据信息控制系统提供必要的数据信息。

11检测装置自动检测装置的检测范围l从从制制品品（零零件件、部部件件和和产产品品）的的尺尺寸寸、形形状状、缺缺陷陷等等的的静静态检测态检测，到，到成品成品生产过程各阶段上的质量控制生产过程各阶段上的质量控制；

l从从对对各各种种工工艺艺过过程程及及其其设设备备的的调调节节与与控控制制，到到实实现现最最佳佳条条件的自动生产件的自动生产，其中每一方面都离不开自动检测技术。

，其中每一方面都离不开自动检测技术。

自动化检测的优点：

检测时间短并可与加工时间重合，使生产率进一步提高；

排除检测中人为的观测误差和操作水平的影响；

迅速及时地提供产品质量信息和有价值的数据，以便对加工系统中工艺参数及时进行调整，为加工过程的实时控制提供了条件。

12检测装置自动检测装置l用于工件的尺寸、形状检测用的定尺寸检测装置：

用于工件的尺寸、形状检测用的定尺寸检测装置：

三三坐坐标标测测量量机机、激激光光测测径径仪仪以以及及气气动动测测微微仪仪、电电动动测微仪和采用电涡流方式的检测装置；

测微仪和采用电涡流方式的检测装置；

l用于工件表面粗糙度检测：

用于工件表面粗糙度检测：

表面轮廓仪；

l用用于于刀刀具具磨磨损损或或破破损损监监测测的的：

噪噪声声频频谱谱、红红外外发发射射、探针测量等测量装置；

探针测量等测量装置；

l它它们们的的主主要要作作用用就就在在于于全全面面地地、快快速速地地获获得得有有关关产产品质量的信息和数据。

品质量的信息和数据。

13自动检测的类型1产品精度检测（被动检测）产品精度检测（被动检测）产品精度检测是在工件加工完成后，按验收的技术产品精度检测是在工件加工完成后，按验收的技术条件进行验收和分组（条件进行验收和分组（1分为合格品与废品；

分为合格品与废品；

2合格合格品分组）。

品分组）。

这种检验只能发现废品，不能预防废品这种检验只能发现废品，不能预防废品的产生的产生。

2工艺过程精度检测（主动检测）工艺过程精度检测（主动检测）检测对象一般是加工设备和生产工艺过程。

检测对象一般是加工设备和生产工艺过程。

目的：

预防废品的产生，从工艺上保证所需的精度预防废品的产生，从工艺上保证所需的精度。

14二、工件尺寸的自动测量工工件件尺尺寸寸精精度度是是直直接接反反映映产产品品质质量量的的指指标标，因因此此在在许许多多自自动动化化制制造造中中都都采采用用自自动动测测量量工工件件的的方方法来保证产品质量和系统的正常运行法来保证产品质量和系统的正常运行。

u检测方法检测方法检检测测方方法法按按其其在在制制造造系系统统中中所所处处的的位位置置可可以以分分为：

为：

1.离线检测离线检测2.在线检测在线检测151.离线检测离线检测在在自自动动化化制制造造系系统统生生产产线线以以外外进进行行检检测测（其其检检测测手手段段可可以以是是人人工工或或自自动动），其其检检测测周周期期长长，难难以以及及时时反馈质量信息。

反馈质量信息。

2.在线检测在线检测分为分为工序间检测工序间检测与与最终工序检测最终工序检测。

工工序序间间检检测测可可实实现现加加工工精精度度的的在在线线检检测测及及实实时时补补偿偿。

（可可在在后后续续加加工工工工序序中中进进行行补补偿偿，以以保保证证此此产产品品的的尺尺寸精度）。

寸精度）。

最最终终工工序序检检测测对对已已加加工工完完成成的的产产品品进进行行检检测测，找找出出误误差差产产生生的的原原因因，调调整整加加工工过过程程。

（以以保保证证下下一一个个产产品品的尺寸精度）的尺寸精度）16p工件尺寸、形状工件尺寸、形状的在线测量是机械加工中很重要的功能。

的在线测量是机械加工中很重要的功能。

工件的工件的尺寸和形状误差分为：

随机误差和系统误差。

随机误差：

随机误差是由很多暂时未知的微小因素未知的微小因素所构成，这些因素在测量过程中相互交错、随机变化，以不可预知方式综合地影响测量结果。

就个体而言是不确定的，但对其总体（大量个体的总和）服从一定的统计规律服从一定的统计规律，因此可以用统计方法分析其对测量结果的影响。

（每一次测量中，随机误差的大小和方向不每一次测量中，随机误差的大小和方向不定定）随机误差是测量结果与在重复性条件下，对同一被测量进行无随机误差是测量结果与在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。

限多次测量所得结果的平均值之差。

17系统误差：

系统误差：

系统误差的产生一般与测量仪器或装置本身测量仪器或装置本身的准确度有关；

与测量者本身的状况及测量时的外界条件测量者本身的状况及测量时的外界条件有关。

系统误差是在重复性条件下，对同一被测量进行无穷多次测量所得同一被测量进行无穷多次测量所得结果的平均值与被测量真值之差结果的平均值与被测量真值之差。

（在相同测量条件下、重复测量所得测量结果总是偏大或偏小且误差数值一定或按一定规律变化）自动检测过程中，应检测哪种误差？

自动检测过程中，应检测哪种误差？

系统误差系统误差系统误差包括哪些？

系统误差包括哪些？

18影响加工尺寸的因素影响加工尺寸的因素一般说来有以下几种原因：

一般说来有以下几种原因：

1、切削热引起切削热引起刀具的伸长刀具的伸长，使得，使得加工加工尺寸与理论尺寸有差别尺寸与理论尺寸有差别；

2、切、切削热引起削热引起工件的膨胀工件的膨胀；

3、机床主轴、工件和刀具系统在机床主轴、工件和刀具系统在受切受切削力和切削热作用下削力和切削热作用下的的动态变形动态变形；

4、刀具磨损刀具磨损对加工精度的影响对加工精度的影响。

5、机床导轨的几何精度。

、机床导轨的几何精度。

实实时时在在线线测测量量19u磨床的专用自动检测装置磨床的专用自动检测装置图中机床、执行机构与测量装置构成一个闭环系统。

在机床加工工件的同时，自动测量头对工件进行测量，将测得的工件尺寸变化量经信号转换放大器，转换成相应的电信号并经过放大后返回机床控制系统，控制机床的执行机构，从而控制加工过程（如刀具补偿、停车等）。

图6-4磨削加工中自动测量原理方框图20u三坐标测量机三坐标测量机三坐标测量机（三坐标测量机（CoordinateMeasuringMachining，简称，简称CMM）又称计算机数控三坐标测量机，是一种新型高效的）又称计算机数控三坐标测量机，是一种新型高效的精精密测量仪器密测量仪器。

现代现代CMM不仅能不仅能在计算机控制下完成各种复杂在计算机控制下完成各种复杂测量（工件尺寸误差、复杂轮廓形状误差）测量（工件尺寸误差、复杂轮廓形状误差），而且可以，而且可以通过与通过与数控机床交换信息，实现对加工的控制。

数控机床交换信息，实现对加工的控制。

图6-6悬臂式三坐标测量机的示意结构组成工作台、三维测量头、坐标位移测量装置和计算机数控装置等组成。

21u三坐标测量机三坐标测量机使用加工前测量和加工后测量两种加工前