現(xiàn)代質(zhì)量工程-6質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)(20)講

1、1制造系統(tǒng)與質(zhì)量工程研究所西安交通大學(xué)2七、制造質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)基本組成質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)一般由傳感器，包括放大器和濾波器在內(nèi)的信號(hào)調(diào)理電路，多路模擬開關(guān)，采樣/保持電路，A/D轉(zhuǎn)換器以及控制邏輯電路等組成。3七、制造質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)基本組成傳感器：用來從生產(chǎn)過程中獲取生產(chǎn)線運(yùn)行狀態(tài)和產(chǎn)品質(zhì)量信息信號(hào)調(diào)理電路：傳感器輸出的模擬信號(hào)往往因其幅值小，可能含有不需要的高頻分量或其阻抗不能與后續(xù)電路匹配等原因，需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行必要的處理。信號(hào)調(diào)理電路的功能主要是放大和濾波。多路模擬開關(guān)：在控制信號(hào)的作用下，將來自多個(gè)獨(dú)立模擬信號(hào)源的信號(hào)按指定的順序依次送到采樣/保持電路。采樣/保持電路：用來保

2、持A/D轉(zhuǎn)換器的精度。A/D轉(zhuǎn)換器：將模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)?？刂七壿嬰娐罚河眉苫目刂贫嗦纺M開關(guān)（電路）、采樣/保持電路和A/D轉(zhuǎn)換器。4七、制造質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)分類按實(shí)測(cè)的量是否被測(cè)量可以分為直接測(cè)量：無需對(duì)被測(cè)的量與其他實(shí)測(cè)的量進(jìn)行函數(shù)關(guān)系的輔助計(jì)算，而直接得到被測(cè)量值的測(cè)量。間接測(cè)量：實(shí)測(cè)的量與被測(cè)的量之間有已知函數(shù)關(guān)系，通過計(jì)算而得到被測(cè)量值的測(cè)量。按零件上同時(shí)被測(cè)參數(shù)的多少可分為： 綜合測(cè)量：同時(shí)檢測(cè)零件的幾個(gè)相關(guān)參數(shù)的綜合效應(yīng)或綜合參數(shù)，例如齒輪的嚙合測(cè)量法。單項(xiàng)測(cè)量：每次只測(cè)量一個(gè)單獨(dú)的幾何參數(shù)。例如齒輪的齒厚、螺紋的螺距等。5七、制造質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)分

3、類按被測(cè)工件表面與量?jī)x之間是否接觸可以分為接觸式測(cè)量：測(cè)量頭與工件直接接觸，有一定大小的測(cè)量力。例如三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)逐點(diǎn)接觸式測(cè)量。非接觸測(cè)量：測(cè)量頭不與工件直接接觸，例如光學(xué)投影測(cè)量，氣動(dòng)測(cè)量。按測(cè)量結(jié)果對(duì)工藝過程所起的作用可分為：被動(dòng)測(cè)量：在零件加工后進(jìn)行的測(cè)量。測(cè)量結(jié)果只能判斷零件是否合格。主動(dòng)測(cè)量：在零件加工過程中進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量結(jié)果能及時(shí)顯示出加工是否正常，決定是否可以加工或調(diào)整機(jī)床，故能及時(shí)防止廢品的產(chǎn)生。6七、制造質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)分類按質(zhì)量數(shù)據(jù)檢測(cè)方式可以分為自動(dòng)檢測(cè)是利用計(jì)算機(jī)控制的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)或其他全自動(dòng)檢測(cè)儀器，對(duì)工件或生產(chǎn)線的運(yùn)行進(jìn)行檢測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集及處理

4、，還可以將分析結(jié)果自動(dòng)送到生產(chǎn)設(shè)備的控制裝置半自動(dòng)檢測(cè)，是指檢測(cè)活動(dòng)是手動(dòng)的，而信息的傳送和數(shù)據(jù)的處理卻是自動(dòng)的。手工檢測(cè)，就是利用各種手動(dòng)計(jì)量?jī)x對(duì)工件或產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，或采用“目測(cè)”的方式對(duì)生產(chǎn)線運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。7七、制造質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)常用的檢測(cè)技術(shù)及儀器制造質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)通常是指機(jī)械幾何量的檢測(cè)，其中包括長(zhǎng)度，角度，表面粗糙度，形狀和位置誤差，以及更復(fù)雜的零件，如螺紋，齒輪中的各幾何參數(shù)等，以及材料缺陷，表面硬度，表面紋理形態(tài)的檢測(cè)。機(jī)械幾何量的檢測(cè)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)其它常用的機(jī)械幾何量檢測(cè)儀器除CMM（坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，1u以內(nèi)）外，常用機(jī)械幾何量檢測(cè)儀器還有電感式比較儀、圓度儀、平直度檢查儀、工具顯微鏡

5、、電動(dòng)輪廓儀等8七、制造質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)常用的檢測(cè)技術(shù)及儀器機(jī)械幾何量的檢測(cè)儀器名稱應(yīng)用領(lǐng)域電感式比較儀測(cè)量工件的厚度、內(nèi)徑、外徑、直線度、平面度、平行度、垂直度、跳動(dòng)等圓度儀測(cè)量工件的內(nèi)外圓度誤差、圓柱度、直線度、垂直度等平直度檢查儀 測(cè)量平面度、直線度工具顯微鏡包括大、小工具顯微鏡和萬能工具顯微鏡，測(cè)量?jī)?nèi)外尺寸、螺紋參數(shù)、各種刀具、角度樣板、曲線樣板等。電動(dòng)輪廓儀測(cè)量工件表面粗糙度光切顯微鏡測(cè)量工件表面粗糙度9七、制造質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)常用的檢測(cè)技術(shù)及儀器機(jī)械幾何量的檢測(cè)機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)是建立在計(jì)算機(jī)視覺研究基礎(chǔ)上的一門新興技術(shù)。視覺檢測(cè)技術(shù)重點(diǎn)研究物體的幾何尺寸及物體的位置測(cè)量，如

6、轎車白車身三維尺寸的測(cè)量、模具等三維面形的快速測(cè)量、大型工件同軸度測(cè)量、共面性測(cè)量等。它可以廣泛應(yīng)用于在線測(cè)量、逆向工程等主動(dòng)、實(shí)時(shí)測(cè)量過程。機(jī)器視覺檢測(cè)是一種非接觸式的測(cè)量方式，與接觸式測(cè)頭相比具有測(cè)量速度快、沒有測(cè)量力，可以用于測(cè)量各種柔軟和易變形的物體等特點(diǎn)。10七、制造質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)常用的檢測(cè)技術(shù)及儀器材料質(zhì)量無損檢測(cè)。材料質(zhì)量的無損檢測(cè)是指利用超聲、射線、渦流、紅外、聲發(fā)射等無損檢測(cè)方法，對(duì)原材料、成品材料內(nèi)部或表面存在的裂紋、氣泡、砂眼等缺陷進(jìn)行檢測(cè)。超聲檢測(cè)技術(shù)超聲檢測(cè)利用聲波在物理介質(zhì)（如被檢測(cè)材料或結(jié)構(gòu)）中傳播時(shí)，通過被檢測(cè)材料或結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在的缺陷處，聲波會(huì)改變?cè)瓉淼膫鞑ヒ?guī)律，

7、如產(chǎn)生折射、反射、散射或劇烈衰減等，通過分析這些規(guī)律的變化，就可以建立缺陷同被檢測(cè)物理量與聲波的幅度、相位、頻率特性、聲速、傳播時(shí)間、衰減特性等之間的相關(guān)關(guān)系。超聲檢測(cè)是目前復(fù)合材料和焊接結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的最為重要、最為廣泛的無損檢測(cè)方法，可檢測(cè)出復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中的分層、脫粘、氣孔、裂縫、沖擊損傷和焊接結(jié)構(gòu)中的未焊透、夾雜、裂紋、氣孔等缺陷，缺陷定性定量準(zhǔn)確。11七、制造質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)常用的檢測(cè)技術(shù)及儀器材料質(zhì)量無損檢測(cè)射線檢測(cè)當(dāng)射線通過被檢測(cè)材料或結(jié)構(gòu)時(shí)，射線的強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生衰減，這種強(qiáng)度的變化與被檢測(cè)材料或結(jié)構(gòu)內(nèi)部密度均勻性有關(guān)，射線檢測(cè)基于這種原理來檢測(cè)零件內(nèi)部的缺陷。感光膠片是X射線檢測(cè)的記錄介質(zhì)，

8、當(dāng)被測(cè)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在X射線透射方向存在可檢缺陷時(shí)，感光膠片就會(huì)以黑度變化的形式記錄缺陷引起的射線強(qiáng)度變化。也可以將這種缺陷引起的射線強(qiáng)度變化通過感光屏、圖像增強(qiáng)儀和利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)輔助成像顯示。12七、制造質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)常用的檢測(cè)技術(shù)及儀器材料質(zhì)量無損檢測(cè)渦流檢測(cè)技術(shù)渦流檢測(cè)就是運(yùn)用電磁感應(yīng)原理，將正弦波電流激勵(lì)探頭線圈，當(dāng)探頭接近金屬表面時(shí)，線圈周圍的交變磁場(chǎng)在金屬表面產(chǎn)生感應(yīng)電流。對(duì)于平板金屬，感應(yīng)電流的流向是以線圈同心的圓形，形似旋渦，稱為渦流。同時(shí)渦流也產(chǎn)生相同頻率的磁場(chǎng)，其方向與線圈磁場(chǎng)方向相反。渦流檢測(cè)是一種常見的無損檢測(cè)技術(shù)，它適用于導(dǎo)電材料生產(chǎn)的型材和零件的檢測(cè)，能發(fā)現(xiàn)裂縫、折

9、迭、凹坑、夾雜、疏松等表面和淺層缺陷，通常能確定缺陷的位置和相對(duì)尺寸，但難于判定缺陷的種類。渦流檢測(cè)在型材（如管材、棒材、線材）的探傷、材料分選、測(cè)厚、測(cè)定試件的物理性能等方面都有廣泛的應(yīng)用。13七、制造質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)常用的檢測(cè)技術(shù)及儀器材料質(zhì)量無損檢測(cè)紅外檢測(cè)技術(shù)許多設(shè)備、產(chǎn)品的故障與缺陷模式反映在溫度的變化上，紅外檢測(cè)技術(shù)就是通過接收物體的紅外輻射把它轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)無接觸的溫度測(cè)量，并根據(jù)溫度分布模式，來檢測(cè)可能存在的故障。紅外檢測(cè)技術(shù)可以用于檢測(cè)電子行業(yè)中不合格元器件、儀器整機(jī)和部件。14七、制造質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)機(jī)器視覺是指用攝像機(jī)和計(jì)算機(jī)代替人眼對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別、跟蹤和測(cè)量

10、等功能，其目的是賦予機(jī)器類似生物體所特有的視覺信息處理能力。機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)利用CCD攝像機(jī)作為圖像傳感器檢測(cè)被測(cè)目標(biāo)，把圖像當(dāng)作檢測(cè)和傳遞信息的載體加以利用，綜合運(yùn)用圖像處理技術(shù)，從圖像中提取所需要的各種目標(biāo)圖像特征值，并由此實(shí)現(xiàn)非接觸式二維或者三維坐標(biāo)測(cè)量，或者被測(cè)物體表面的缺陷模式識(shí)別。15七、制造質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)類型應(yīng)用領(lǐng)域形狀尺寸測(cè)量尺寸、形狀、定位、方向、對(duì)齊、夾角產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)檢測(cè)裝配，包括孔、鍵槽、鉚、螺栓、夾具等裝配質(zhì)量表面質(zhì)量檢測(cè)凹陷、劃痕、裂紋、磨損、光潔度、粗糙度、紋理、焊接16七、制造質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)形狀尺寸的檢測(cè)微結(jié)構(gòu)尺寸檢測(cè)大結(jié)構(gòu)尺寸檢測(cè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)尺寸檢測(cè)復(fù)雜曲面的檢測(cè)17七、制造質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢驗(yàn)主要是檢驗(yàn)產(chǎn)品裝配過程中丟失的零部件（如螺栓等）或者是產(chǎn)品表面的瑕疵。在半導(dǎo)體與電子制造業(yè)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)包括連接器的有無、電容極性的檢查、IC關(guān)鍵的測(cè)量、IC型號(hào)識(shí)別，IC精確定位，以及電子線路板的缺陷（缺件、錯(cuò)位、極性、顛倒、漏焊、短路、焊量、貼片脫落）自動(dòng)分類等等。18七、制造質(zhì)量