第五章檢測(cè)過程自動(dòng)化

1、1第五章第五章 檢測(cè)過程自動(dòng)化檢測(cè)過程自動(dòng)化2l 對(duì)對(duì)加工后加工后的工件進(jìn)行檢測(cè)，的工件進(jìn)行檢測(cè)，僅能起到僅能起到剔除廢品剔除廢品的的作用作用，因此，因此檢測(cè)過程檢測(cè)過程是是被動(dòng)的被動(dòng)的；l 對(duì)對(duì)加工中加工中的工件進(jìn)行檢測(cè)，的工件進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果通過并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果通過控制系統(tǒng)對(duì)加工過程進(jìn)行控制，這種方式能控制系統(tǒng)對(duì)加工過程進(jìn)行控制，這種方式能防止防止廢品的產(chǎn)生廢品的產(chǎn)生，檢測(cè)過程是，檢測(cè)過程是主動(dòng)的主動(dòng)的；l 如果進(jìn)一步對(duì)測(cè)得的加工過程參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并如果進(jìn)一步對(duì)測(cè)得的加工過程參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并校正機(jī)床系統(tǒng)，就能實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制。校正機(jī)床系統(tǒng)，就能實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制。3 檢測(cè)方法分類檢測(cè)方法分

2、類按其在制造系統(tǒng)中按其在制造系統(tǒng)中所處位置所處位置 可分為下列可分為下列幾種方式：幾種方式：（1 1）直接測(cè)量與間接測(cè)量）直接測(cè)量與間接測(cè)量（2 2）接觸測(cè)量和非接觸測(cè)量）接觸測(cè)量和非接觸測(cè)量 （3 3）在線測(cè)量和離線測(cè)量）在線測(cè)量和離線測(cè)量4（1 1）直接測(cè)量與間接測(cè)量）直接測(cè)量與間接測(cè)量直接測(cè)量：直接測(cè)量：測(cè)量時(shí)，直接從測(cè)量器具上讀出被測(cè)幾測(cè)量時(shí)，直接從測(cè)量器具上讀出被測(cè)幾 何量的大小值何量的大小值 間接測(cè)量間接測(cè)量 ：被測(cè)幾何量無法直接測(cè)量時(shí)，首先測(cè)出與被測(cè)幾何量無法直接測(cè)量時(shí)，首先測(cè)出與被測(cè)幾何量有關(guān)的其他幾何量，然后，通過一定的被測(cè)幾何量有關(guān)的其他幾何量，然后，通過一定的數(shù)學(xué)關(guān)系式進(jìn)

3、行計(jì)算來求得被測(cè)幾何量的尺寸值數(shù)學(xué)關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算來求得被測(cè)幾何量的尺寸值5（2 2）接觸測(cè)量和非接觸測(cè)量）接觸測(cè)量和非接觸測(cè)量l 接觸式檢驗(yàn)。接觸式檢驗(yàn)。測(cè)量器具的測(cè)量頭直接與工件被檢驗(yàn)測(cè)量器具的測(cè)量頭直接與工件被檢驗(yàn)的表面接觸，的表面接觸，工件被測(cè)參數(shù)的變化，直接反映在量工件被測(cè)參數(shù)的變化，直接反映在量桿的移動(dòng)量上，桿的移動(dòng)量上，然后通過某種傳感器轉(zhuǎn)換為電量。然后通過某種傳感器轉(zhuǎn)換為電量。 例如電接觸式、電感式傳感器都屬于這一種。例如電接觸式、電感式傳感器都屬于這一種。l 非接觸式檢驗(yàn)。非接觸式檢驗(yàn)。測(cè)量器具的測(cè)量頭不與工件被測(cè)表測(cè)量器具的測(cè)量頭不與工件被測(cè)表面接觸面接觸，而是，而是借助電磁

4、感應(yīng)、氣壓，光束或放射性借助電磁感應(yīng)、氣壓，光束或放射性同位素的射線等的作用同位素的射線等的作用，以，以反映被測(cè)參數(shù)的變化反映被測(cè)參數(shù)的變化。這種測(cè)量方式，沒有因?yàn)闇y(cè)頭與工件接觸發(fā)生磨損這種測(cè)量方式，沒有因?yàn)闇y(cè)頭與工件接觸發(fā)生磨損而產(chǎn)生的誤差。而產(chǎn)生的誤差。6（3 3）在線測(cè)量和離線測(cè)量）在線測(cè)量和離線測(cè)量l在線測(cè)量在線測(cè)量; ;在在加工過程加工過程或或加工系統(tǒng)運(yùn)行過加工系統(tǒng)運(yùn)行過程程中對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)。中對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)。l離線測(cè)量：離線測(cè)量：在被測(cè)對(duì)象加工后脫離加工在被測(cè)對(duì)象加工后脫離加工系統(tǒng)在進(jìn)行檢測(cè)。系統(tǒng)在進(jìn)行檢測(cè)。7二、檢測(cè)裝置二、檢測(cè)裝置l對(duì)對(duì)被加工工件被加工工件的的 監(jiān)測(cè)與控

5、制監(jiān)測(cè)與控制 包括：包括：精度、粗糙度、形狀、缺陷等；精度、粗糙度、形狀、缺陷等；l對(duì)對(duì)加工設(shè)備工作狀態(tài)加工設(shè)備工作狀態(tài)的的在線監(jiān)測(cè)與控制在線監(jiān)測(cè)與控制包括：包括：切削負(fù)荷、刀具磨損及破損、機(jī)床主要部件的切削負(fù)荷、刀具磨損及破損、機(jī)床主要部件的溫升、振動(dòng)、變形等；溫升、振動(dòng)、變形等；l對(duì)對(duì)加工對(duì)象加工對(duì)象的的加工過程在線監(jiān)測(cè)與控制加工過程在線監(jiān)測(cè)與控制。監(jiān)測(cè)的內(nèi)容：監(jiān)測(cè)的內(nèi)容：8采用的檢測(cè)手段可分為：采用的檢測(cè)手段可分為： 人工檢測(cè)和自動(dòng)檢測(cè)。人工檢測(cè)和自動(dòng)檢測(cè)。人工檢測(cè)：人工檢測(cè)：是是人操作人操作檢測(cè)工具檢測(cè)工具，收集分析數(shù)據(jù)信息收集分析數(shù)據(jù)信息，為為產(chǎn)品質(zhì)量控制提供依據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量控制提供依據(jù)

6、；自動(dòng)檢測(cè)自動(dòng)檢測(cè)：是借助于：是借助于各種自動(dòng)化檢測(cè)裝置各種自動(dòng)化檢測(cè)裝置和和檢檢測(cè)技術(shù)測(cè)技術(shù)，自動(dòng)地靈敏地反映被測(cè)工件及設(shè)備的參，自動(dòng)地靈敏地反映被測(cè)工件及設(shè)備的參數(shù)，為數(shù)，為控制系統(tǒng)提供必要的數(shù)據(jù)信息控制系統(tǒng)提供必要的數(shù)據(jù)信息。 二、檢測(cè)裝置二、檢測(cè)裝置9 機(jī)械制造過程中自動(dòng)化檢測(cè)的范圍：機(jī)械制造過程中自動(dòng)化檢測(cè)的范圍：l 從從制品制品（零件、部件和產(chǎn)品）的（零件、部件和產(chǎn)品）的尺寸、形狀、缺尺寸、形狀、缺陷、性能陷、性能等的等的靜態(tài)檢測(cè)靜態(tài)檢測(cè)，到，到成品成品生產(chǎn)過程各階段生產(chǎn)過程各階段上的質(zhì)量控制上的質(zhì)量控制；l 從對(duì)各種從對(duì)各種工藝過程及其設(shè)備工藝過程及其設(shè)備的的調(diào)節(jié)與控制調(diào)節(jié)與控制

7、，到實(shí)，到實(shí)現(xiàn)現(xiàn)最佳條件的自動(dòng)生產(chǎn)最佳條件的自動(dòng)生產(chǎn)，其中每一方面都離不開，其中每一方面都離不開自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)。自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)。 10適用于不同用途的自動(dòng)檢測(cè)裝置：適用于不同用途的自動(dòng)檢測(cè)裝置：l 用于工件的尺寸、形狀檢測(cè)用的定尺寸檢測(cè)裝置：用于工件的尺寸、形狀檢測(cè)用的定尺寸檢測(cè)裝置： 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、激光測(cè)徑儀以及氣動(dòng)測(cè)微儀、電動(dòng)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、激光測(cè)徑儀以及氣動(dòng)測(cè)微儀、電動(dòng)測(cè)微儀和采用電渦流方式的檢測(cè)裝置；測(cè)微儀和采用電渦流方式的檢測(cè)裝置；l 用于工件表面粗糙度檢測(cè)：用于工件表面粗糙度檢測(cè)：表面輪廓儀；表面輪廓儀；l 用于刀具磨損或破損監(jiān)測(cè)的：用于刀具磨損或破損監(jiān)測(cè)的：噪聲頻譜、紅外發(fā)射、噪聲頻譜

8、、紅外發(fā)射、探針測(cè)量等測(cè)量裝置；探針測(cè)量等測(cè)量裝置；l 利用切削力、切削力矩、切削功率對(duì)刀具磨損進(jìn)行利用切削力、切削力矩、切削功率對(duì)刀具磨損進(jìn)行檢測(cè)的測(cè)量裝置。檢測(cè)的測(cè)量裝置。 它們的主要作用就在于全面地、快速地獲得有它們的主要作用就在于全面地、快速地獲得有關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量的信息和數(shù)據(jù)。關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量的信息和數(shù)據(jù)。11三、自動(dòng)化檢測(cè)方法三、自動(dòng)化檢測(cè)方法在機(jī)械加工中自動(dòng)化檢測(cè)方法有兩種：在機(jī)械加工中自動(dòng)化檢測(cè)方法有兩種： 1產(chǎn)品精度檢測(cè)產(chǎn)品精度檢測(cè) 產(chǎn)品精度檢測(cè)是在工件加工完成后，按驗(yàn)收的技術(shù)產(chǎn)品精度檢測(cè)是在工件加工完成后，按驗(yàn)收的技術(shù)條件進(jìn)行驗(yàn)收和分組。條件進(jìn)行驗(yàn)收和分組。這種檢驗(yàn)只能發(fā)現(xiàn)廢品，不這種

9、檢驗(yàn)只能發(fā)現(xiàn)廢品，不能預(yù)防廢品的產(chǎn)生能預(yù)防廢品的產(chǎn)生。2工藝過程精度檢測(cè)工藝過程精度檢測(cè)目的：目的：預(yù)防廢品的產(chǎn)生，從工藝上保證所需的精度預(yù)防廢品的產(chǎn)生，從工藝上保證所需的精度。l 檢驗(yàn)的對(duì)象是檢驗(yàn)的對(duì)象是加工設(shè)備、工具和生產(chǎn)工藝加工設(shè)備、工具和生產(chǎn)工藝過程過程12l在在機(jī)床上安裝自動(dòng)化檢測(cè)裝置機(jī)床上安裝自動(dòng)化檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)加工過程中的實(shí)現(xiàn)加工過程中的在在線檢測(cè)線檢測(cè)。如在。如在數(shù)控磨床上安裝在線檢測(cè)裝置數(shù)控磨床上安裝在線檢測(cè)裝置l在自動(dòng)線中在自動(dòng)線中設(shè)置專門的自動(dòng)檢測(cè)工位設(shè)置專門的自動(dòng)檢測(cè)工位，即在，即在某道加某道加工工序工工序剛一完成剛一完成就立即進(jìn)行就立即進(jìn)行在線檢測(cè)在線檢測(cè)。如曲軸加工自

10、。如曲軸加工自動(dòng)生產(chǎn)線上的動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)裝置。動(dòng)生產(chǎn)線上的動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)裝置。l設(shè)置專門的監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置專門的監(jiān)測(cè)裝置。如軸承中使用的鋼珠、滾針，。如軸承中使用的鋼珠、滾針，連桿的秤重。連桿的秤重。l在柔性系統(tǒng)使用的在柔性系統(tǒng)使用的測(cè)量機(jī)器人測(cè)量機(jī)器人。自動(dòng)化檢測(cè)實(shí)現(xiàn)的途徑自動(dòng)化檢測(cè)實(shí)現(xiàn)的途徑13第二節(jié)第二節(jié) 加工尺寸的自動(dòng)測(cè)量加工尺寸的自動(dòng)測(cè)量一、檢測(cè)方法一、檢測(cè)方法二、測(cè)量傳感器二、測(cè)量傳感器三、自動(dòng)測(cè)量機(jī)構(gòu)三、自動(dòng)測(cè)量機(jī)構(gòu)四、加工過程的在線檢測(cè)和補(bǔ)償四、加工過程的在線檢測(cè)和補(bǔ)償14工件尺寸精度是直接反映產(chǎn)品質(zhì)量的指標(biāo)工件尺寸精度是直接反映產(chǎn)品質(zhì)量的指標(biāo)，因此在許多自動(dòng)化制造中都因此在許多自動(dòng)化制造

11、中都采用自動(dòng)測(cè)量工件的采用自動(dòng)測(cè)量工件的方法來保證產(chǎn)品質(zhì)量和系統(tǒng)的正常運(yùn)行方法來保證產(chǎn)品質(zhì)量和系統(tǒng)的正常運(yùn)行。一、檢測(cè)方法一、檢測(cè)方法 檢測(cè)方法按其在制造系統(tǒng)中所處的位置可以分檢測(cè)方法按其在制造系統(tǒng)中所處的位置可以分為：為： 1.離線檢測(cè)離線檢測(cè) 2.過程中檢測(cè)過程中檢測(cè) 3.在線檢測(cè)在線檢測(cè)第二節(jié)第二節(jié) 加工尺寸的自動(dòng)測(cè)量加工尺寸的自動(dòng)測(cè)量 151.離線檢測(cè)離線檢測(cè) 在自動(dòng)化制造系統(tǒng)生產(chǎn)線以外進(jìn)行檢測(cè)在自動(dòng)化制造系統(tǒng)生產(chǎn)線以外進(jìn)行檢測(cè)，其，其檢測(cè)周期長，難以及時(shí)反饋質(zhì)量信息。檢測(cè)周期長，難以及時(shí)反饋質(zhì)量信息。 2.過程中檢測(cè)過程中檢測(cè)這種檢測(cè)是在工序內(nèi)部，即這種檢測(cè)是在工序內(nèi)部，即工步或走刀

12、之間，工步或走刀之間，利用機(jī)床上裝備的測(cè)頭檢測(cè)工件的幾何精度或標(biāo)利用機(jī)床上裝備的測(cè)頭檢測(cè)工件的幾何精度或標(biāo)定工件零點(diǎn)和刀具尺寸定工件零點(diǎn)和刀具尺寸。檢測(cè)結(jié)果直接輸入機(jī)床檢測(cè)結(jié)果直接輸入機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)，修正機(jī)床運(yùn)動(dòng)參數(shù)，保證工件加工質(zhì)數(shù)控系統(tǒng)，修正機(jī)床運(yùn)動(dòng)參數(shù)，保證工件加工質(zhì)量。量。一、檢測(cè)方法一、檢測(cè)方法16檢測(cè)方法：檢測(cè)方法：測(cè)頭安裝在主軸上測(cè)頭安裝在主軸上（數(shù)控鏜銑加工中心）（數(shù)控鏜銑加工中心）或刀架上或刀架上（車削加工中心），通過（車削加工中心），通過觸點(diǎn)測(cè)量觸點(diǎn)測(cè)量和和數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理檢測(cè)檢測(cè)加工表面的尺寸和形狀誤差加工表面的尺寸和形狀誤差或或標(biāo)定標(biāo)定工件在機(jī)床坐標(biāo)工件在機(jī)床坐標(biāo)系中的系

13、中的坐標(biāo)零點(diǎn)坐標(biāo)零點(diǎn)。測(cè)頭安裝在機(jī)床工作臺(tái)測(cè)頭安裝在機(jī)床工作臺(tái)（數(shù)控鏜銑加工中心）（數(shù)控鏜銑加工中心）或床或床身上身上（車削加工中心），通過（車削加工中心），通過坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)使使刀具與刀具與測(cè)頭接觸測(cè)頭接觸測(cè)出刀具在各方向的偏置量測(cè)出刀具在各方向的偏置量，輸入數(shù)控系，輸入數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)行刀具補(bǔ)償進(jìn)行刀具補(bǔ)償；或者；或者測(cè)量刀具磨損量測(cè)量刀具磨損量。173.在線檢測(cè)在線檢測(cè) 利用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)利用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)綜合檢測(cè)綜合檢測(cè)經(jīng)過加工后經(jīng)過加工后機(jī)械零件機(jī)械零件的幾何尺寸與形狀位置精度的幾何尺寸與形狀位置精度。l 坐標(biāo)測(cè)量機(jī)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)按精度按精度可分為可分為生產(chǎn)型生產(chǎn)型和和精密型精密型兩大類；兩大

14、類；l 按自動(dòng)化水平按自動(dòng)化水平可分為可分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)手動(dòng)、機(jī)動(dòng)和和計(jì)算機(jī)直接計(jì)算機(jī)直接控制控制三大類。三大類。 在自動(dòng)化制造系統(tǒng)中，一般選用計(jì)算機(jī)直接控在自動(dòng)化制造系統(tǒng)中，一般選用計(jì)算機(jī)直接控制的生產(chǎn)型坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。制的生產(chǎn)型坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。18p工件尺寸、形狀工件尺寸、形狀的在線測(cè)量是機(jī)械加工中很重要的的在線測(cè)量是機(jī)械加工中很重要的功能。功能。工件的工件的尺寸和形狀誤差分為：工件的工件的尺寸和形狀誤差分為： 隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差。隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差。自動(dòng)檢測(cè)中，應(yīng)該檢測(cè)那種誤差？自動(dòng)檢測(cè)中，應(yīng)該檢測(cè)那種誤差？ 系統(tǒng)誤差！系統(tǒng)誤差！系統(tǒng)誤差包括？系統(tǒng)誤差包括？19影響加工尺寸的因素影響加工尺寸的因素

15、一般說來有以下幾種原因：一般說來有以下幾種原因：1、切削熱引起切削熱引起刀具的伸長刀具的伸長，使得，使得加工加工尺寸與理論尺寸有差別尺寸與理論尺寸有差別；2、切、切削熱引起削熱引起工件的膨脹工件的膨脹；3 、機(jī)床主軸、工件和刀具系統(tǒng)在機(jī)床主軸、工件和刀具系統(tǒng)在受切受切削力和切削熱作用下削力和切削熱作用下的的動(dòng)態(tài)變形動(dòng)態(tài)變形；4 、刀具磨損刀具磨損對(duì)加工精度的影響對(duì)加工精度的影響。5、機(jī)床導(dǎo)軌的幾何精度。、機(jī)床導(dǎo)軌的幾何精度。實(shí)實(shí)時(shí)時(shí)在在線線測(cè)測(cè)量量 20工件尺寸、形狀的在線測(cè)量方式：工件尺寸、形狀的在線測(cè)量方式： 21二、測(cè)量傳感器二、測(cè)量傳感器 測(cè)量裝置中最主要的部分是傳感器測(cè)量裝置中最主要

16、的部分是傳感器，它用以將被測(cè)它用以將被測(cè)零件的尺寸變化轉(zhuǎn)換成其他物理量，例如轉(zhuǎn)換成電、零件的尺寸變化轉(zhuǎn)換成其他物理量，例如轉(zhuǎn)換成電、氣或其他形式的信號(hào)氣或其他形式的信號(hào)。然后將此信號(hào)送至放大裝置然后將此信號(hào)送至放大裝置放大或經(jīng)其他處理后，供機(jī)床的控制系統(tǒng)自動(dòng)控制放大或經(jīng)其他處理后，供機(jī)床的控制系統(tǒng)自動(dòng)控制機(jī)床的工作過程。機(jī)床的工作過程。 常用的傳感器有電氣的和氣動(dòng)的兩大類。常用的傳感器有電氣的和氣動(dòng)的兩大類。22(一一)電氣傳感器電氣傳感器1電接觸式傳感器電接觸式傳感器23電接觸式傳感器結(jié)構(gòu)示意圖242、光電式傳感器：、光電式傳感器： 利用光源的光線投射到光敏元件上來發(fā)出測(cè)量信號(hào)。利用光源的光

17、線投射到光敏元件上來發(fā)出測(cè)量信號(hào)。檢驗(yàn)成品尺寸的示意圖檢驗(yàn)成品尺寸的示意圖加工過程中測(cè)量工件尺寸的原理加工過程中測(cè)量工件尺寸的原理25 (二二)氣動(dòng)傳感器氣動(dòng)傳感器 氣動(dòng)傳感器一般都由氣動(dòng)傳感器一般都由氣動(dòng)測(cè)量頭氣動(dòng)測(cè)量頭和和氣體計(jì)量?jī)x氣體計(jì)量?jī)x組成。組成。測(cè)量原理：測(cè)量原理： 壓縮空氣進(jìn)入計(jì)量?jī)x的氣室壓縮空氣進(jìn)入計(jì)量?jī)x的氣室A A，其壓力為，其壓力為p1p1，壓縮，壓縮空氣再經(jīng)過小孔空氣再經(jīng)過小孔l l進(jìn)入氣室進(jìn)入氣室B B，然后經(jīng)噴嘴，然后經(jīng)噴嘴2 2排入大氣。排入大氣。l 當(dāng)測(cè)量工件時(shí)，當(dāng)測(cè)量工件時(shí)，工件放在噴嘴孔工件放在噴嘴孔2前面，形成一個(gè)氣隙前面，形成一個(gè)氣隙Z，此，此時(shí)，壓縮空氣

18、必須經(jīng)過此氣隙排入大氣，所產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng)時(shí)，壓縮空氣必須經(jīng)過此氣隙排入大氣，所產(chǎn)生的節(jié)流效應(yīng)與此氣隙的大小有一定關(guān)系。與此氣隙的大小有一定關(guān)系。l 當(dāng)工件尺寸增大時(shí)，當(dāng)工件尺寸增大時(shí)，氣隙氣隙Z減小，氣室減小，氣室B的壓力的壓力p2上升；上升；l 當(dāng)工件尺寸減小時(shí)，當(dāng)工件尺寸減小時(shí)，氣隙氣隙Z增大，氣室增大，氣室B的壓力的壓力p2下降，下降，l 顯然，通過測(cè)量壓力顯然，通過測(cè)量壓力p2，即可測(cè)知工件尺寸的變化。，即可測(cè)知工件尺寸的變化。26氣室氣室B的壓力的壓力p2與氣隙與氣隙Z的關(guān)系的關(guān)系27 1) 1)薄膜式氣動(dòng)星儀薄膜式氣動(dòng)星儀 l 薄膜式氣動(dòng)量?jī)x的結(jié)構(gòu)原理：薄膜式氣動(dòng)量?jī)x的結(jié)構(gòu)原理：過

19、濾以后的壓縮空氣經(jīng)管道過濾以后的壓縮空氣經(jīng)管道1進(jìn)入穩(wěn)壓器進(jìn)入穩(wěn)壓器2穩(wěn)壓。打開開關(guān)穩(wěn)壓。打開開關(guān)3，壓縮空氣進(jìn)入氣動(dòng)量?jī)x的進(jìn)氣口，經(jīng)小孔壓縮空氣進(jìn)入氣動(dòng)量?jī)x的進(jìn)氣口，經(jīng)小孔4及及5分為兩路，一分為兩路，一路進(jìn)入薄膜路進(jìn)入薄膜6上方的氣室，另一路進(jìn)入下氣室。上方的氣室，另一路進(jìn)入下氣室。 下氣室有管道下氣室有管道8通噴嘴通噴嘴9，工件，工件l0即放在噴嘴即放在噴嘴9前面而形成一個(gè)前面而形成一個(gè)氣隙氣隙Z，氣隙，氣隙Z的變化將影響下的變化將影響下氣室的壓力氣室的壓力Pl； 上氣室的壓縮空氣經(jīng)測(cè)量桿上氣室的壓縮空氣經(jīng)測(cè)量桿7上端的錐面出氣環(huán)而排入大氣。上端的錐面出氣環(huán)而排入大氣。28 當(dāng)測(cè)量氣隙當(dāng)

20、測(cè)量氣隙Z增大時(shí)增大時(shí)(相當(dāng)于工件外尺寸減小相當(dāng)于工件外尺寸減小)，則下氣室壓，則下氣室壓力力p1下降，膜片下降，膜片6原來的平衡位置被破壞，因而使膜片下移，原來的平衡位置被破壞，因而使膜片下移，測(cè)量桿測(cè)量桿7也隨之下移，從而增大了測(cè)量桿也隨之下移，從而增大了測(cè)量桿7上端出氣環(huán)的排氣上端出氣環(huán)的排氣截面積，使上氣室壓力截面積，使上氣室壓力p2也下降，也下降，當(dāng)測(cè)量桿當(dāng)測(cè)量桿7下移至某一位下移至某一位置，置，上、下氣室的壓力使膜片上、下氣室的壓力使膜片6 6重新獲得平衡的位置，重新獲得平衡的位置，測(cè)量桿測(cè)量桿7即即保持不動(dòng)，通過表?xiàng)U保持不動(dòng)，通過表?xiàng)U11、指示表指示表14指示出工件指示出工件的尺

21、寸偏差。的尺寸偏差。當(dāng)測(cè)量氣隙當(dāng)測(cè)量氣隙Z減小時(shí)減小時(shí)(相當(dāng)于工件尺寸增大相當(dāng)于工件尺寸增大)，儀表動(dòng)作過程與上述相反。儀表動(dòng)作過程與上述相反。29 2) 2)波紋管式傳感器波紋管式傳感器 它具有兩個(gè)波紋狀皺褶它具有兩個(gè)波紋狀皺褶管管1和和5，其中一邊通入，其中一邊通入恒定壓力的壓縮空氣，恒定壓力的壓縮空氣，另一邊與測(cè)量頭頭噴嘴另一邊與測(cè)量頭頭噴嘴相通，即通測(cè)量氣壓。相通，即通測(cè)量氣壓。301.1.專用自動(dòng)測(cè)量裝置專用自動(dòng)測(cè)量裝置 實(shí)現(xiàn)加工過程自動(dòng)檢測(cè)的過程是由自動(dòng)檢測(cè)實(shí)現(xiàn)加工過程自動(dòng)檢測(cè)的過程是由自動(dòng)檢測(cè)裝置完成的。裝置完成的。 在大批量生產(chǎn)條件下，在大批量生產(chǎn)條件下，只要將自動(dòng)測(cè)量裝置只要

22、將自動(dòng)測(cè)量裝置安裝在機(jī)床上安裝在機(jī)床上，操作人員，操作人員不必停機(jī)測(cè)量工件尺寸不必停機(jī)測(cè)量工件尺寸，就可以就可以在加工過程中自動(dòng)檢測(cè)工件尺寸的變化，在加工過程中自動(dòng)檢測(cè)工件尺寸的變化，并并能根據(jù)測(cè)得的結(jié)果發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)，控制機(jī)床的加能根據(jù)測(cè)得的結(jié)果發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)，控制機(jī)床的加工過程工過程（如變換切削用量、停止進(jìn)給、退刀和停車（如變換切削用量、停止進(jìn)給、退刀和停車等）。等）。三、自動(dòng)測(cè)量機(jī)構(gòu)三、自動(dòng)測(cè)量機(jī)構(gòu)31其自動(dòng)測(cè)量原理如其自動(dòng)測(cè)量原理如 所示。所示。32 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（Coordinate Measuring Machining，簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱CMM）是）是20世紀(jì)世紀(jì)60年代發(fā)展

23、起來的一種新型高年代發(fā)展起來的一種新型高效的精密測(cè)量?jī)x器。效的精密測(cè)量?jī)x器。現(xiàn)代現(xiàn)代CMM不僅能不僅能在計(jì)算機(jī)控制在計(jì)算機(jī)控制下完成各種復(fù)雜測(cè)量下完成各種復(fù)雜測(cè)量，而且可以，而且可以通過與數(shù)控機(jī)床交換通過與數(shù)控機(jī)床交換信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)加工的控制信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)加工的控制，并且還可以根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，并且還可以根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)反求工程。實(shí)現(xiàn)反求工程。 目前，目前，CMM已廣泛用于機(jī)械制造業(yè)、汽車工業(yè)、已廣泛用于機(jī)械制造業(yè)、汽車工業(yè)、電子工業(yè)、航空航天工業(yè)和國防工業(yè)等各部門，成為電子工業(yè)、航空航天工業(yè)和國防工業(yè)等各部門，成為現(xiàn)代工業(yè)檢測(cè)和質(zhì)量控制不可缺少的萬能測(cè)量設(shè)備?，F(xiàn)代工業(yè)檢測(cè)和質(zhì)量控制不可缺少的萬能測(cè)

24、量設(shè)備。 2.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)33 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是現(xiàn)代加工自動(dòng)化系統(tǒng)中的測(cè)量三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是現(xiàn)代加工自動(dòng)化系統(tǒng)中的測(cè)量設(shè)備。設(shè)備。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的作用：三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的作用：l可以可以在計(jì)算機(jī)控制的制造系統(tǒng)中在計(jì)算機(jī)控制的制造系統(tǒng)中直接利用直接利用CAD/CAM系統(tǒng)系統(tǒng)中的中的編程信息編程信息對(duì)工件進(jìn)行對(duì)工件進(jìn)行測(cè)量測(cè)量和和檢檢驗(yàn)驗(yàn)，構(gòu)成設(shè)計(jì)構(gòu)成設(shè)計(jì)制造制造檢驗(yàn)集成系統(tǒng)，檢驗(yàn)集成系統(tǒng)，l能能在工件加工、裝配的前、后或過程中在工件加工、裝配的前、后或過程中給出給出檢測(cè)檢測(cè)信息并進(jìn)行信息并進(jìn)行在線反饋處理在線反饋處理。2. 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)34（1）CMM的組成的組成機(jī)械系統(tǒng)：機(jī)械系統(tǒng)：

25、一般由三一般由三個(gè)正交的直線運(yùn)動(dòng)軸個(gè)正交的直線運(yùn)動(dòng)軸構(gòu)成。構(gòu)成。l X向?qū)к壪驅(qū)к壪到y(tǒng)裝在工系統(tǒng)裝在工作臺(tái)上作臺(tái)上;l Y向?qū)к壪到y(tǒng)向?qū)к壪到y(tǒng)是移動(dòng)是移動(dòng)橋架橫梁橋架橫梁;l Z向?qū)к壪到y(tǒng)向?qū)к壪到y(tǒng)裝在中裝在中央滑架內(nèi)。央滑架內(nèi)。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)由機(jī)械系統(tǒng)和電子系統(tǒng)兩大部分組成。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)由機(jī)械系統(tǒng)和電子系統(tǒng)兩大部分組成。35（1）CMM的組成的組成l 三個(gè)方向軸上均裝三個(gè)方向軸上均裝有有光柵尺用以度量光柵尺用以度量各軸位移值各軸位移值。l 人工驅(qū)動(dòng)的人工驅(qū)動(dòng)的手輪手輪及及機(jī)動(dòng)、數(shù)控驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)、數(shù)控驅(qū)動(dòng)的電機(jī)電機(jī)一般都在各軸一般都在各軸附近。附近。l 用來觸測(cè)被檢測(cè)零用來觸測(cè)被檢測(cè)零件表面的件表

26、面的測(cè)頭裝在測(cè)頭裝在Z軸端部軸端部。3637436工作臺(tái)工作臺(tái)5X2Y（1）CMM的組成的組成電子系統(tǒng)：電子系統(tǒng)：一般由一般由光柵計(jì)數(shù)系統(tǒng)光柵計(jì)數(shù)系統(tǒng)、測(cè)頭信號(hào)接口測(cè)頭信號(hào)接口和和計(jì)算機(jī)等組成計(jì)算機(jī)等組成.p用于獲得被測(cè)坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)，用于獲得被測(cè)坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。 移動(dòng)橋架移動(dòng)橋架中央滑架中央滑架Z軸軸測(cè)頭測(cè)頭電子系統(tǒng)電子系統(tǒng)3821ZYX3OIAOI（2）CMM的工作原理的工作原理 原理：原理：l 通過探測(cè)傳感器（測(cè)頭）與測(cè)量通過探測(cè)傳感器（測(cè)頭）與測(cè)量空間軸線運(yùn)動(dòng)的配合，空間軸線運(yùn)動(dòng)的配合，對(duì)被測(cè)幾對(duì)被測(cè)幾何元素進(jìn)行離散的空間點(diǎn)坐標(biāo)的何元素進(jìn)行離散的空間點(diǎn)坐標(biāo)的

27、獲取獲??；l 通過相應(yīng)的數(shù)學(xué)計(jì)算定義，通過相應(yīng)的數(shù)學(xué)計(jì)算定義，完成完成對(duì)所測(cè)得點(diǎn)（點(diǎn)群）的擬合計(jì)算，對(duì)所測(cè)得點(diǎn)（點(diǎn)群）的擬合計(jì)算，還原出被測(cè)的幾何元素還原出被測(cè)的幾何元素；l 進(jìn)行其與理論值（名義值）之進(jìn)行其與理論值（名義值）之間的偏差計(jì)算與后續(xù)評(píng)估，從而間的偏差計(jì)算與后續(xù)評(píng)估，從而完成對(duì)被測(cè)零件的檢驗(yàn)工作。完成對(duì)被測(cè)零件的檢驗(yàn)工作。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是基于是基于坐標(biāo)測(cè)量坐標(biāo)測(cè)量的通用化的通用化數(shù)字?jǐn)?shù)字測(cè)量設(shè)備測(cè)量設(shè)備。39 幾何量幾何量數(shù)字測(cè)量的功能數(shù)字測(cè)量的功能40常常用用測(cè)測(cè)量量方方法法坐標(biāo)方向的距離ZYXxyz空間距離(長度)圓心、直徑(三點(diǎn)法或最小二乘法)交叉點(diǎn)交叉線(三點(diǎn)定平

28、面)軸線空間點(diǎn)坐標(biāo)ZXYyxz測(cè) 量 項(xiàng) 目測(cè) 量 項(xiàng) 目圖 例圖 例平 面(三點(diǎn)定平面)圓 度0.20.2平面度0.2平行度角 度0.2垂 直 度0.2槽寬、槽深 與厚度AWH探測(cè)頭直徑補(bǔ)償無補(bǔ)償+DD+D/2D/241（四）、工作臺(tái)（四）、工作臺(tái) 早期的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的工作臺(tái)一般是由早期的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的工作臺(tái)一般是由鑄鐵或鑄鐵或鑄鋼制成鑄鋼制成的，但近年來，各生產(chǎn)廠家已廣泛采的，但近年來，各生產(chǎn)廠家已廣泛采用用花崗巖來制造工作臺(tái)花崗巖來制造工作臺(tái)，這是因?yàn)榛◢弾r變形，這是因?yàn)榛◢弾r變形小、穩(wěn)定性好、耐磨損、不生銹，且價(jià)格低廉、小、穩(wěn)定性好、耐磨損、不生銹，且價(jià)格低廉、易于加工。易于加工。有些

29、測(cè)量機(jī)裝有可升降的工作臺(tái)有些測(cè)量機(jī)裝有可升降的工作臺(tái)，以擴(kuò)大以擴(kuò)大Z軸的測(cè)量范圍，還有些測(cè)量機(jī)備有軸的測(cè)量范圍，還有些測(cè)量機(jī)備有旋旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)工作臺(tái)，以擴(kuò)大測(cè)量功能。，以擴(kuò)大測(cè)量功能。42（五）、導(dǎo)軌（五）、導(dǎo)軌 導(dǎo)軌是測(cè)量機(jī)的導(dǎo)向裝置導(dǎo)軌是測(cè)量機(jī)的導(dǎo)向裝置，直接影響測(cè)量機(jī)的精度，直接影響測(cè)量機(jī)的精度，因而要求其具有因而要求其具有較高的直線性精度較高的直線性精度。 在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)常用的為在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)常用的為滑動(dòng)導(dǎo)軌滑動(dòng)導(dǎo)軌和和氣浮導(dǎo)軌氣浮導(dǎo)軌，目前，多數(shù)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)已采用目前，多數(shù)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)已采用空氣靜壓導(dǎo)軌空氣靜壓導(dǎo)軌（又（又稱為氣浮導(dǎo)軌、氣墊導(dǎo)軌），它具有許多優(yōu)點(diǎn)，如稱為氣浮導(dǎo)軌、氣墊

30、導(dǎo)軌），它具有許多優(yōu)點(diǎn)，如制造簡(jiǎn)單、精度高、摩擦力極小、工作平穩(wěn)制造簡(jiǎn)單、精度高、摩擦力極小、工作平穩(wěn)等。等。43123456A-AAA工作臺(tái)工作臺(tái)氣墊氣墊滾輪滾輪壓縮彈簧壓縮彈簧導(dǎo)向塊導(dǎo)向塊橋架橋架44三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量系統(tǒng)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量系統(tǒng) 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量系統(tǒng)由三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量系統(tǒng)由標(biāo)尺系統(tǒng)標(biāo)尺系統(tǒng)和和測(cè)頭系統(tǒng)測(cè)頭系統(tǒng)構(gòu)成，構(gòu)成，它們是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的關(guān)鍵組成部分，決定著它們是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的關(guān)鍵組成部分，決定著CMM測(cè)量精度的高低。測(cè)量精度的高低。 標(biāo)尺系統(tǒng)標(biāo)尺系統(tǒng)標(biāo)尺系統(tǒng)標(biāo)尺系統(tǒng)是用來度量各軸的坐標(biāo)數(shù)值的是用來度量各軸的坐標(biāo)數(shù)值的。標(biāo)尺系統(tǒng)種類按其性質(zhì)可以分為：標(biāo)尺系統(tǒng)種類按其性

31、質(zhì)可以分為：l 機(jī)械式標(biāo)尺系統(tǒng)機(jī)械式標(biāo)尺系統(tǒng)（如精密絲杠加微分鼓輪，精密齒（如精密絲杠加微分鼓輪，精密齒條及齒輪，滾動(dòng)直尺）、條及齒輪，滾動(dòng)直尺）、l 光學(xué)式標(biāo)尺系統(tǒng)光學(xué)式標(biāo)尺系統(tǒng)（如光學(xué)讀數(shù)刻線尺，光學(xué)編碼器，（如光學(xué)讀數(shù)刻線尺，光學(xué)編碼器，光柵光柵，激光干涉儀），激光干涉儀）l 電氣式標(biāo)尺系統(tǒng)電氣式標(biāo)尺系統(tǒng)（如（如感應(yīng)同步器感應(yīng)同步器，磁柵）。，磁柵）。45測(cè)頭系統(tǒng)測(cè)頭系統(tǒng)（1 1）測(cè)頭）測(cè)頭 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是用測(cè)頭來拾取信號(hào)的，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是用測(cè)頭來拾取信號(hào)的，因而因而測(cè)頭的測(cè)頭的性能直接影響測(cè)量精度和測(cè)量效率性能直接影響測(cè)量精度和測(cè)量效率，沒有先進(jìn)的測(cè)，沒有先進(jìn)的測(cè)頭就無法充分發(fā)揮測(cè)量機(jī)

32、的功能。頭就無法充分發(fā)揮測(cè)量機(jī)的功能。p分類：分類：l 按結(jié)構(gòu)原理按結(jié)構(gòu)原理：機(jī)械式機(jī)械式、光學(xué)式光學(xué)式和和電氣式電氣式等；等；l 按測(cè)量方法按測(cè)量方法：接觸式接觸式和和非接觸式非接觸式兩類。兩類。46l機(jī)械接觸式測(cè)頭機(jī)械接觸式測(cè)頭l 測(cè)頭形狀：測(cè)頭形狀：圓錐形測(cè)頭、圓柱形測(cè)頭、球形測(cè)頭、半圓形測(cè)圓錐形測(cè)頭、圓柱形測(cè)頭、球形測(cè)頭、半圓形測(cè)頭、點(diǎn)測(cè)頭、頭、點(diǎn)測(cè)頭、V型塊測(cè)頭型塊測(cè)頭等。等。l 特點(diǎn)：特點(diǎn)：形狀簡(jiǎn)單，形狀簡(jiǎn)單，制造容易制造容易，但是測(cè)量力的大小取決于操作，但是測(cè)量力的大小取決于操作者的經(jīng)驗(yàn)和技能，因此者的經(jīng)驗(yàn)和技能，因此測(cè)量精度差、效率低測(cè)量精度差、效率低。l 目前除目前除少數(shù)手動(dòng)

33、測(cè)量機(jī)少數(shù)手動(dòng)測(cè)量機(jī)還采用此種測(cè)頭外，還采用此種測(cè)頭外，絕大多數(shù)測(cè)量機(jī)絕大多數(shù)測(cè)量機(jī)已不再使用這類測(cè)頭已不再使用這類測(cè)頭。(a)(b)(c)(d)(e)(f)(a) 圓錐形測(cè)頭圓錐形測(cè)頭 (b) 圓柱形測(cè)頭圓柱形測(cè)頭 (c) 球形測(cè)頭球形測(cè)頭 (d) 半圓形測(cè)頭半圓形測(cè)頭 (e) 點(diǎn)測(cè)頭點(diǎn)測(cè)頭 (f) V型塊測(cè)頭型塊測(cè)頭 47 2電氣接觸式測(cè)頭電氣接觸式測(cè)頭12534彈簧彈簧芯體芯體測(cè)桿測(cè)桿鋼球鋼球觸點(diǎn)觸點(diǎn)測(cè)頭是在觸測(cè)工件表面的運(yùn)動(dòng)過程中，瞬間進(jìn)行測(cè)量采樣的，測(cè)頭是在觸測(cè)工件表面的運(yùn)動(dòng)過程中，瞬間進(jìn)行測(cè)量采樣的，故稱為動(dòng)態(tài)測(cè)頭，也稱為觸發(fā)式測(cè)頭故稱為動(dòng)態(tài)測(cè)頭，也稱為觸發(fā)式測(cè)頭。動(dòng)態(tài)測(cè)頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

34、、。動(dòng)態(tài)測(cè)頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，可用于高速測(cè)量，但精度稍低，而且動(dòng)態(tài)測(cè)頭不能成本低，可用于高速測(cè)量，但精度稍低，而且動(dòng)態(tài)測(cè)頭不能以接觸狀態(tài)停留在工件表面，因而只能對(duì)工件表面作離散的以接觸狀態(tài)停留在工件表面，因而只能對(duì)工件表面作離散的逐點(diǎn)測(cè)量，不能作連續(xù)的掃描測(cè)量逐點(diǎn)測(cè)量，不能作連續(xù)的掃描測(cè)量 電氣接觸式測(cè)頭目前已為絕大電氣接觸式測(cè)頭目前已為絕大部分坐標(biāo)測(cè)量機(jī)所采用，部分坐標(biāo)測(cè)量機(jī)所采用，按其按其工作原理可分為動(dòng)態(tài)測(cè)頭和靜工作原理可分為動(dòng)態(tài)測(cè)頭和靜態(tài)測(cè)頭態(tài)測(cè)頭。 （1）動(dòng)態(tài)測(cè)頭）動(dòng)態(tài)測(cè)頭 常用動(dòng)態(tài)測(cè)頭的結(jié)構(gòu)如圖所示。常用動(dòng)態(tài)測(cè)頭的結(jié)構(gòu)如圖所示。48RENISHAW電阻型觸發(fā)式探頭電阻型觸發(fā)式探頭4

35、9 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量精度很高。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量精度很高。為了保證三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的為了保證三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的高精度測(cè)量高精度測(cè)量，避免因，避免因振振動(dòng)、環(huán)境溫度動(dòng)、環(huán)境溫度變化等造成的變化等造成的測(cè)量誤差測(cè)量誤差，必須將其安必須將其安裝在專門的裝在專門的地基上和在很好的環(huán)境條件地基上和在很好的環(huán)境條件下工作。下工作。 被檢零件必須從加工地輸送至測(cè)量機(jī)，有的需要被檢零件必須從加工地輸送至測(cè)量機(jī)，有的需要反復(fù)輸送幾次，這對(duì)于質(zhì)量控制要求不是特別精確反復(fù)輸送幾次，這對(duì)于質(zhì)量控制要求不是特別精確可靠的零件，顯然是不經(jīng)濟(jì)的?？煽康牧慵?，顯然是不經(jīng)濟(jì)的。一個(gè)解決方法一個(gè)解決方法是是將三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上用的三維測(cè)頭

36、將三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上用的三維測(cè)頭直接安裝在計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床上，直接安裝在計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床上，該機(jī)床就能象三坐該機(jī)床就能象三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)那樣工作。標(biāo)測(cè)量機(jī)那樣工作。 3.三維測(cè)頭的應(yīng)用三維測(cè)頭的應(yīng)用50511. 自動(dòng)在線檢測(cè)自動(dòng)在線檢測(cè) 自動(dòng)在線檢測(cè)自動(dòng)在線檢測(cè)： 是指是指在設(shè)備運(yùn)行、生產(chǎn)不停頓在設(shè)備運(yùn)行、生產(chǎn)不停頓的情況下的情況下，根據(jù)，根據(jù)信號(hào)處理的基本原理信號(hào)處理的基本原理，跟蹤并掌，跟蹤并掌握設(shè)備的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，握設(shè)備的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)測(cè)未來的狀況預(yù)測(cè)未來的狀況并根據(jù)并根據(jù)出現(xiàn)的情況出現(xiàn)的情況對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行必要的調(diào)整對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行必要的調(diào)整。四、加工過程的在線檢測(cè)和補(bǔ)償四、加工過程的在線檢測(cè)和補(bǔ)償 在

37、機(jī)械加工的實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)自動(dòng)在線檢測(cè)在機(jī)械加工的實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)自動(dòng)在線檢測(cè)應(yīng)用的范圍和深度應(yīng)用的范圍和深度的不同，將的不同，將自動(dòng)在線檢測(cè)大致分自動(dòng)在線檢測(cè)大致分為為：自動(dòng)檢測(cè)、機(jī)床監(jiān)測(cè)和自適應(yīng)控制。自動(dòng)檢測(cè)、機(jī)床監(jiān)測(cè)和自適應(yīng)控制。52（1 1）自動(dòng)檢測(cè)）自動(dòng)檢測(cè) 指指主動(dòng)自動(dòng)檢測(cè)主動(dòng)自動(dòng)檢測(cè)，即加工中，即加工中測(cè)量?jī)x測(cè)量?jī)x與機(jī)床、刀具、工件等設(shè)備組成閉環(huán)系統(tǒng)與機(jī)床、刀具、工件等設(shè)備組成閉環(huán)系統(tǒng)。通過。通過在線檢測(cè)裝置將測(cè)得的在線檢測(cè)裝置將測(cè)得的工件尺寸變化量工件尺寸變化量經(jīng)經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)信號(hào)轉(zhuǎn)換和放大后送至控制器換和放大后送至控制器，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)對(duì)加工過加工過程進(jìn)行控制程進(jìn)行控制

38、。535455（2）機(jī)床監(jiān)測(cè)）機(jī)床監(jiān)測(cè) 機(jī)床監(jiān)測(cè)的基本方法是檢測(cè)系統(tǒng)機(jī)床監(jiān)測(cè)的基本方法是檢測(cè)系統(tǒng)從從機(jī)床上安裝的傳感元件獲得有關(guān)機(jī)床、產(chǎn)品以機(jī)床上安裝的傳感元件獲得有關(guān)機(jī)床、產(chǎn)品以及加工過程的及加工過程的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，將機(jī)床上反饋來的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)將機(jī)床上反饋來的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與機(jī)床輸入的技術(shù)數(shù)據(jù)相比較與機(jī)床輸入的技術(shù)數(shù)據(jù)相比較，并利用比較的差，并利用比較的差值對(duì)值對(duì)機(jī)床進(jìn)行優(yōu)化控制機(jī)床進(jìn)行優(yōu)化控制。 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)一般為一般為實(shí)時(shí)輸入和連續(xù)傳輸?shù)男畔⒘鲗?shí)時(shí)輸入和連續(xù)傳輸?shù)男畔⒘鳌＃?）自適應(yīng)控制）自適應(yīng)控制 指加工系統(tǒng)能自動(dòng)適應(yīng)客觀條指加工系統(tǒng)能自動(dòng)適應(yīng)客觀條件的變化而進(jìn)行相應(yīng)的自我調(diào)節(jié)。件的變化而進(jìn)行

39、相應(yīng)的自我調(diào)節(jié)。 56對(duì)一些采用調(diào)整法進(jìn)行加工的機(jī)床，工件的尺寸對(duì)一些采用調(diào)整法進(jìn)行加工的機(jī)床，工件的尺寸精度主要取決于精度主要取決于機(jī)床本身的精度機(jī)床本身的精度和和調(diào)整精度調(diào)整精度。當(dāng)工件的精度要求較高，而切削工具磨損較快時(shí)，當(dāng)工件的精度要求較高，而切削工具磨損較快時(shí)，則機(jī)床工作時(shí)間不長，工件的尺寸精度就會(huì)顯著下則機(jī)床工作時(shí)間不長，工件的尺寸精度就會(huì)顯著下降。降。p刀具磨損是直接影響被加工工件刀具磨損是直接影響被加工工件尺寸精度尺寸精度的因素。的因素。如要保持工件的加工精度就必須經(jīng)常停機(jī)調(diào)刀，又如要保持工件的加工精度就必須經(jīng)常停機(jī)調(diào)刀，又會(huì)影響加工效率。會(huì)影響加工效率。p必須采取措施來解決加

40、工中工件的自動(dòng)測(cè)量和刀必須采取措施來解決加工中工件的自動(dòng)測(cè)量和刀具的自動(dòng)補(bǔ)償問題。具的自動(dòng)補(bǔ)償問題。2.自動(dòng)補(bǔ)償自動(dòng)補(bǔ)償57加工尺寸的自動(dòng)補(bǔ)償多采用尺寸控制原則，在不加工尺寸的自動(dòng)補(bǔ)償多采用尺寸控制原則，在不停機(jī)的狀態(tài)下，以檢測(cè)的工件尺寸作為信號(hào)，控停機(jī)的狀態(tài)下，以檢測(cè)的工件尺寸作為信號(hào)，控制補(bǔ)償裝置，實(shí)現(xiàn)脈動(dòng)補(bǔ)償。制補(bǔ)償裝置，實(shí)現(xiàn)脈動(dòng)補(bǔ)償。5859 在機(jī)械加工過程中最為常見的故障在機(jī)械加工過程中最為常見的故障便是便是刀具狀態(tài)刀具狀態(tài)的變化。的變化。p刀具狀態(tài)識(shí)別、檢測(cè)與監(jiān)控刀具狀態(tài)識(shí)別、檢測(cè)與監(jiān)控是是加工過程檢測(cè)與監(jiān)加工過程檢測(cè)與監(jiān)控控最為重要最為關(guān)鍵的技術(shù)之一最為重要最為關(guān)鍵的技術(shù)之一。刀

41、具狀態(tài)的識(shí)別、檢測(cè)乃至監(jiān)控刀具狀態(tài)的識(shí)別、檢測(cè)乃至監(jiān)控對(duì)對(duì)降低制造成本、降低制造成本、減少制造環(huán)境的危害，保證產(chǎn)品質(zhì)量減少制造環(huán)境的危害，保證產(chǎn)品質(zhì)量，具有十分，具有十分重要的意義。重要的意義。第三節(jié)第三節(jié) 刀具的自動(dòng)識(shí)別和監(jiān)測(cè)刀具的自動(dòng)識(shí)別和監(jiān)測(cè)60一、刀具的自動(dòng)識(shí)別一、刀具的自動(dòng)識(shí)別刀具的自動(dòng)識(shí)別刀具的自動(dòng)識(shí)別主要是主要是在加工過程中能在加工過程中能在線識(shí)別出在線識(shí)別出切削狀態(tài)切削狀態(tài)（刀具磨損、破損、切屑纏繞以及切削顫（刀具磨損、破損、切屑纏繞以及切削顫振等）。振等）。刀具狀態(tài)識(shí)別的方法：刀具狀態(tài)識(shí)別的方法：l 基于時(shí)序分析刀具破損狀態(tài)識(shí)別、基于時(shí)序分析刀具破損狀態(tài)識(shí)別、l 基于小波分析

42、刀具破損狀態(tài)識(shí)別、基于小波分析刀具破損狀態(tài)識(shí)別、l 基于電流信號(hào)刀具磨損狀態(tài)識(shí)別基于電流信號(hào)刀具磨損狀態(tài)識(shí)別l 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)刀具磨損狀態(tài)識(shí)別等方法?；谌斯ど窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)刀具磨損狀態(tài)識(shí)別等方法。61 在自動(dòng)化的制造系統(tǒng)中，必須在自動(dòng)化的制造系統(tǒng)中，必須設(shè)置刀具磨損、設(shè)置刀具磨損、破損的檢測(cè)與監(jiān)控裝置破損的檢測(cè)與監(jiān)控裝置，以防止發(fā)生工件成批報(bào)廢，以防止發(fā)生工件成批報(bào)廢和設(shè)備損壞事故。和設(shè)備損壞事故。 （1）直接測(cè)量法）直接測(cè)量法 直接測(cè)量法就是直接檢測(cè)刀具的直接測(cè)量法就是直接檢測(cè)刀具的磨損量，并通過控制系統(tǒng)控制補(bǔ)償機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的磨損量，并通過控制系統(tǒng)控制補(bǔ)償機(jī)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償，保證各加工表面應(yīng)具有

43、的尺寸精度。補(bǔ)償，保證各加工表面應(yīng)具有的尺寸精度。 二、刀具尺寸測(cè)量控制系統(tǒng)二、刀具尺寸測(cè)量控制系統(tǒng)1-1-刀柄參考表面刀柄參考表面2-2-磨損測(cè)量傳感器磨損測(cè)量傳感器3-3-測(cè)量裝置測(cè)量裝置4-4-刀具觸頭刀具觸頭62（2）間接測(cè)量法）間接測(cè)量法p刀具的磨損區(qū)往往很難直接測(cè)到，常常刀具的磨損區(qū)往往很難直接測(cè)到，常常通過測(cè)量切通過測(cè)量切削力切削力矩、切削溫度、振動(dòng)參數(shù)、噪聲和加工削力切削力矩、切削溫度、振動(dòng)參數(shù)、噪聲和加工表面的粗糙度等來判斷磨損程度。表面的粗糙度等來判斷磨損程度。p 根據(jù)根據(jù)切削力的變化判別刀具的磨損程度的。切削力的變化判別刀具的磨損程度的。p對(duì)于對(duì)于加工中心而言測(cè)量裝置是無

44、法裝在刀具上，一加工中心而言測(cè)量裝置是無法裝在刀具上，一般情況下，般情況下，就裝在主軸的軸承上，這種軸承稱為測(cè)就裝在主軸的軸承上，這種軸承稱為測(cè)力軸承。通過測(cè)量測(cè)力軸承的受力情況來確定刀具力軸承。通過測(cè)量測(cè)力軸承的受力情況來確定刀具的磨損情況的磨損情況。63 隨著柔性制造系統(tǒng)（隨著柔性制造系統(tǒng)（FMSFMS）、計(jì)算機(jī)集成制造系）、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（統(tǒng)（CIMSCIMS）等自動(dòng)化加工系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)加工過）等自動(dòng)化加工系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)加工過程刀具切削狀態(tài)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的要求越來程刀具切削狀態(tài)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的要求越來越迫切。原來由人觀察切削狀態(tài)，判別刀具是否越迫切。原來由人觀察切削狀態(tài)，判別

45、刀具是否磨、破損的任務(wù)改由自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)來承擔(dān)。因此磨、破損的任務(wù)改由自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)來承擔(dān)。因此該系統(tǒng)的好壞，直接影響加工自動(dòng)化系統(tǒng)的產(chǎn)品該系統(tǒng)的好壞，直接影響加工自動(dòng)化系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成重大事故。據(jù)質(zhì)量和生產(chǎn)效率，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成重大事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用監(jiān)控技術(shù)后，可減少人和技術(shù)因素引統(tǒng)計(jì)，采用監(jiān)控技術(shù)后，可減少人和技術(shù)因素引起故障停機(jī)時(shí)間起故障停機(jī)時(shí)間75%75%。目前，刀具的監(jiān)控主要集。目前，刀具的監(jiān)控主要集中在刀具壽命、刀具磨損、刀具破損以及其它形中在刀具壽命、刀具磨損、刀具破損以及其它形式的刀具故障等方面。式的刀具故障等方面。 （1）刀具壽命自動(dòng)監(jiān)控 刀具壽命檢測(cè)原理是

46、通過 對(duì)刀具加工時(shí)間的累計(jì)，直接監(jiān)控刀具的壽命。 （2）刀具磨損、破損的自動(dòng)監(jiān)控三、刀具的自動(dòng)監(jiān)控三、刀具的自動(dòng)監(jiān)控64一、監(jiān)控系統(tǒng)的組成、要求和分類一、監(jiān)控系統(tǒng)的組成、要求和分類 對(duì)加工過程的監(jiān)控是機(jī)械制造自動(dòng)化的基本要求對(duì)加工過程的監(jiān)控是機(jī)械制造自動(dòng)化的基本要求之一。加工過程的在線監(jiān)控涉及很多相關(guān)技術(shù)，如之一。加工過程的在線監(jiān)控涉及很多相關(guān)技術(shù)，如傳感器技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控傳感器技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、人工智能技術(shù)以及切削機(jī)理等。制技術(shù)、人工智能技術(shù)以及切削機(jī)理等。 第四節(jié)第四節(jié) 加工設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)測(cè)加工設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)測(cè) 1. 1.組成組成 自動(dòng)化加工監(jiān)

47、控系統(tǒng)主要由信號(hào)監(jiān)測(cè)、特征提取、自動(dòng)化加工監(jiān)控系統(tǒng)主要由信號(hào)監(jiān)測(cè)、特征提取、狀態(tài)識(shí)別、決策和控制四個(gè)部分組成，如狀態(tài)識(shí)別、決策和控制四個(gè)部分組成，如圖圖5-155-15所所示。示。 （1 1）信號(hào)檢測(cè)）信號(hào)檢測(cè) 信號(hào)檢測(cè)是監(jiān)控系統(tǒng)的首要一步，信號(hào)檢測(cè)是監(jiān)控系統(tǒng)的首要一步，加工過程的許多狀態(tài)信號(hào)從不同角度反映加工狀加工過程的許多狀態(tài)信號(hào)從不同角度反映加工狀態(tài)的變化。態(tài)的變化。65（2 2）特征提?。┨卣魈崛?特征提取是對(duì)檢測(cè)信號(hào)的進(jìn)一特征提取是對(duì)檢測(cè)信號(hào)的進(jìn)一步加工處理，從大量檢測(cè)信號(hào)中提取出與加工狀態(tài)步加工處理，從大量檢測(cè)信號(hào)中提取出與加工狀態(tài)變化相關(guān)的特征參數(shù)，目的在于提高信號(hào)的信噪比，變化

48、相關(guān)的特征參數(shù)，目的在于提高信號(hào)的信噪比，增加系統(tǒng)的抗干擾能力。增加系統(tǒng)的抗干擾能力。（3 3）狀態(tài)識(shí)別）狀態(tài)識(shí)別 狀態(tài)識(shí)別實(shí)質(zhì)上是通過建立合狀態(tài)識(shí)別實(shí)質(zhì)上是通過建立合理的識(shí)別模型，根據(jù)所獲取加工狀態(tài)的特征參數(shù)對(duì)理的識(shí)別模型，根據(jù)所獲取加工狀態(tài)的特征參數(shù)對(duì)加工過程的狀態(tài)進(jìn)行分類判斷。加工過程的狀態(tài)進(jìn)行分類判斷。（4 4）決策與控制）決策與控制 根據(jù)狀態(tài)識(shí)別的結(jié)果，在決根據(jù)狀態(tài)識(shí)別的結(jié)果，在決策模型指導(dǎo)下對(duì)加工狀態(tài)中出現(xiàn)的故障做出判決，策模型指導(dǎo)下對(duì)加工狀態(tài)中出現(xiàn)的故障做出判決，并進(jìn)行相應(yīng)的控制和調(diào)整，例如改變切削參數(shù)、更并進(jìn)行相應(yīng)的控制和調(diào)整，例如改變切削參數(shù)、更換刀具、改變工藝等。要求決策系

49、統(tǒng)實(shí)時(shí)、快速、換刀具、改變工藝等。要求決策系統(tǒng)實(shí)時(shí)、快速、準(zhǔn)確、適應(yīng)性強(qiáng)。準(zhǔn)確、適應(yīng)性強(qiáng)。662.2.要求要求 加工過程、機(jī)床以及刀具工況監(jiān)控是自動(dòng)化加工過程、機(jī)床以及刀具工況監(jiān)控是自動(dòng)化加工監(jiān)控系統(tǒng)具有的三個(gè)主要任務(wù)。各個(gè)任務(wù)除加工監(jiān)控系統(tǒng)具有的三個(gè)主要任務(wù)。各個(gè)任務(wù)除了選好狀態(tài)變量之外，還必須滿足如下的一些要了選好狀態(tài)變量之外，還必須滿足如下的一些要求：求： （1 1）同加工過程往往需要監(jiān)控多個(gè)狀態(tài)變量，）同加工過程往往需要監(jiān)控多個(gè)狀態(tài)變量，僅監(jiān)控一個(gè)狀態(tài)變量是不夠的；僅監(jiān)控一個(gè)狀態(tài)變量是不夠的； （2 2）由于自動(dòng)化加工系統(tǒng)本身的加工特性，）由于自動(dòng)化加工系統(tǒng)本身的加工特性，必須監(jiān)測(cè)振動(dòng)

50、情況，在多軸加工的情況下，還必必須監(jiān)測(cè)振動(dòng)情況，在多軸加工的情況下，還必須選擇觀測(cè)方向；須選擇觀測(cè)方向； （3 3）系統(tǒng)中必須采用相應(yīng)的識(shí)別控制程序?qū)Γ┫到y(tǒng)中必須采用相應(yīng)的識(shí)別控制程序?qū)庸み^程出現(xiàn)的異常狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別；加工過程出現(xiàn)的異常狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別； （4 4）由于交換部件、刀具的數(shù)量大、控制程序）由于交換部件、刀具的數(shù)量大、控制程序長，因此，必須監(jiān)測(cè)加工過程的初始條件。長，因此，必須監(jiān)測(cè)加工過程的初始條件。67二、加工設(shè)備的故障診斷二、加工設(shè)備的故障診斷所謂診斷就是對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)做出判斷。設(shè)所謂診斷就是對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)做出判斷。設(shè)備在運(yùn)行過程中，內(nèi)部零部件和元器件因?yàn)槭艿絺湓谶\(yùn)行過程中，內(nèi)

51、部零部件和元器件因?yàn)槭艿搅?、熱、摩擦、磨損等多種作用，其運(yùn)行狀態(tài)不力、熱、摩擦、磨損等多種作用，其運(yùn)行狀態(tài)不斷變化，一旦發(fā)生故障，往往會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果。斷變化，一旦發(fā)生故障，往往會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果。因此必須在設(shè)備運(yùn)行過程中對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及因此必須在設(shè)備運(yùn)行過程中對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及時(shí)做出判斷，采取相應(yīng)的決策，在事故發(fā)生以前時(shí)做出判斷，采取相應(yīng)的決策，在事故發(fā)生以前就發(fā)現(xiàn)并加以消除。就發(fā)現(xiàn)并加以消除。 加工設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)控與故障診斷主要有四個(gè)方加工設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)控與故障診斷主要有四個(gè)方面的內(nèi)容：面的內(nèi)容： （1 1）狀態(tài)量的監(jiān)測(cè)）狀態(tài)量的監(jiān)測(cè) 狀態(tài)量監(jiān)測(cè)就是用適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)量監(jiān)測(cè)就是用適當(dāng)?shù)膫鞲衅鲗?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備

52、運(yùn)行狀態(tài)是否正常的狀態(tài)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)是否正常的狀態(tài)參數(shù)。參數(shù)。 68 （2 2）加工設(shè)備運(yùn)行異常的判別）加工設(shè)備運(yùn)行異常的判別 運(yùn)行異常的判別運(yùn)行異常的判別是將狀態(tài)量的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男畔⑻幚恚袛嗍菍顟B(tài)量的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男畔⑻幚?，判斷是否出現(xiàn)設(shè)備異常的信號(hào)。是否出現(xiàn)設(shè)備異常的信號(hào)。 （3 3）設(shè)備故障原因的識(shí)別）設(shè)備故障原因的識(shí)別 識(shí)別故障原因是故障識(shí)別故障原因是故障診斷中最難、最耗時(shí)的工作。診斷中最難、最耗時(shí)的工作。 （4 4）控制決策）控制決策 找出故障發(fā)生的地點(diǎn)及原因后，找出故障發(fā)生的地點(diǎn)及原因后，就要對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修，排除故障，保證設(shè)備能夠正就要對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修，排除

53、故障，保證設(shè)備能夠正常工作。常工作。 狀態(tài)監(jiān)測(cè)是故障診斷的基礎(chǔ)，故障診斷是對(duì)監(jiān)狀態(tài)監(jiān)測(cè)是故障診斷的基礎(chǔ)，故障診斷是對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的進(jìn)一步分析和處理，而控制決策是在測(cè)結(jié)果的進(jìn)一步分析和處理，而控制決策是在監(jiān)測(cè)和診斷基礎(chǔ)上做出的。因此，三者之間必監(jiān)測(cè)和診斷基礎(chǔ)上做出的。因此，三者之間必須緊密集成在一起。須緊密集成在一起。69一、無損探傷檢測(cè)技術(shù)一、無損探傷檢測(cè)技術(shù) 無損探傷檢測(cè)是在不破壞或損傷原材料和工件無損探傷檢測(cè)是在不破壞或損傷原材料和工件等受檢對(duì)象的前提下，測(cè)定和評(píng)價(jià)物質(zhì)內(nèi)部或外表等受檢對(duì)象的前提下，測(cè)定和評(píng)價(jià)物質(zhì)內(nèi)部或外表的物理和力學(xué)性能，包括各類缺陷和其他技術(shù)參數(shù)的物理和力學(xué)性能，包括各類缺

54、陷和其他技術(shù)參數(shù)的綜合性應(yīng)用技術(shù)，對(duì)于控制和改進(jìn)生產(chǎn)過程和產(chǎn)的綜合性應(yīng)用技術(shù)，對(duì)于控制和改進(jìn)生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量，保證材料、零件和產(chǎn)品的可靠性及提高生品質(zhì)量，保證材料、零件和產(chǎn)品的可靠性及提高生產(chǎn)率起著關(guān)鍵的作用，是發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)必不可少的產(chǎn)率起著關(guān)鍵的作用，是發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)必不可少的重要技術(shù)措施之一。無損探傷檢測(cè)技術(shù)在材料加工、重要技術(shù)措施之一。無損探傷檢測(cè)技術(shù)在材料加工、零件制造、產(chǎn)品組裝直至產(chǎn)品使用的整個(gè)過程中，零件制造、產(chǎn)品組裝直至產(chǎn)品使用的整個(gè)過程中，不僅起到保證質(zhì)量、保障安全的監(jiān)督作用，還在節(jié)不僅起到保證質(zhì)量、保障安全的監(jiān)督作用，還在節(jié)約能源及資源、降低成本、提高成品率和勞動(dòng)生產(chǎn)約能源及

55、資源、降低成本、提高成品率和勞動(dòng)生產(chǎn)率方面起到積極的促進(jìn)作用。率方面起到積極的促進(jìn)作用。 第五節(jié)第五節(jié) 相關(guān)的檢測(cè)技術(shù)相關(guān)的檢測(cè)技術(shù)70無損探傷檢測(cè)作為一項(xiàng)工業(yè)技術(shù)，從應(yīng)用角度無損探傷檢測(cè)作為一項(xiàng)工業(yè)技術(shù)，從應(yīng)用角度來說，主要有三種形式：來說，主要有三種形式：一是在生產(chǎn)過程質(zhì)量控制中的無損檢測(cè)，即應(yīng)一是在生產(chǎn)過程質(zhì)量控制中的無損檢測(cè)，即應(yīng)用于產(chǎn)品的質(zhì)量管理。它可以剔除每道生產(chǎn)工序用于產(chǎn)品的質(zhì)量管理。它可以剔除每道生產(chǎn)工序中的不合格產(chǎn)品，并把檢測(cè)結(jié)果反饋到生產(chǎn)工藝中的不合格產(chǎn)品，并把檢測(cè)結(jié)果反饋到生產(chǎn)工藝中去，指導(dǎo)和改進(jìn)生產(chǎn)，監(jiān)督產(chǎn)品的質(zhì)量。中去，指導(dǎo)和改進(jìn)生產(chǎn)，監(jiān)督產(chǎn)品的質(zhì)量。二是用于成品的質(zhì)

56、量控制，即用于出廠前的成二是用于成品的質(zhì)量控制，即用于出廠前的成品檢驗(yàn)和用戶驗(yàn)收檢驗(yàn)。它主要是檢驗(yàn)產(chǎn)品是否品檢驗(yàn)和用戶驗(yàn)收檢驗(yàn)。它主要是檢驗(yàn)產(chǎn)品是否達(dá)到設(shè)計(jì)性能，能否安全使用。達(dá)到設(shè)計(jì)性能，能否安全使用。三是在產(chǎn)品使用過程中的檢測(cè)，即維護(hù)檢驗(yàn)。三是在產(chǎn)品使用過程中的檢測(cè)，即維護(hù)檢驗(yàn)。它是用戶在使用產(chǎn)品或設(shè)備的過程中，經(jīng)常地或它是用戶在使用產(chǎn)品或設(shè)備的過程中，經(jīng)常地或定期地檢查是否出現(xiàn)危險(xiǎn)性缺陷而采用無損檢測(cè)定期地檢查是否出現(xiàn)危險(xiǎn)性缺陷而采用無損檢測(cè)方法。方法。71 1. 1. 磁粉探傷檢測(cè)磁粉探傷檢測(cè)磁粉探傷檢測(cè)是通過鐵磁性材料的磁性變化來磁粉探傷檢測(cè)是通過鐵磁性材料的磁性變化來探測(cè)鐵磁性材料

57、工件表面和近表面是否有缺陷的一探測(cè)鐵磁性材料工件表面和近表面是否有缺陷的一種無損檢測(cè)方法。它具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、檢種無損檢測(cè)方法。它具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、檢驗(yàn)速度快、觀察缺陷直觀和有較高的檢測(cè)靈敏度等驗(yàn)速度快、觀察缺陷直觀和有較高的檢測(cè)靈敏度等優(yōu)點(diǎn)。因此，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)。因此，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。 磁粉探傷檢測(cè)可以檢測(cè)鐵磁性材料和構(gòu)件的表磁粉探傷檢測(cè)可以檢測(cè)鐵磁性材料和構(gòu)件的表面或近表面的缺陷，對(duì)裂紋、發(fā)紋、折疊、夾層面或近表面的缺陷，對(duì)裂紋、發(fā)紋、折疊、夾層和未焊透等缺陷較為靈敏，通常采用交流電磁化和未焊透等缺陷較為靈敏，通常采用交流電磁化可以檢測(cè)表面下可

58、以檢測(cè)表面下2mm2mm以內(nèi)的缺陷，采用直流電磁以內(nèi)的缺陷，采用直流電磁化可以檢測(cè)表面下化可以檢測(cè)表面下6mm6mm以內(nèi)的缺陷。以內(nèi)的缺陷。72磁粉檢測(cè)設(shè)備有固定式、移動(dòng)式和手提式三種磁粉檢測(cè)設(shè)備有固定式、移動(dòng)式和手提式三種類型，對(duì)各種大小不同的零部件、結(jié)構(gòu)件、裝置類型，對(duì)各種大小不同的零部件、結(jié)構(gòu)件、裝置和設(shè)備都可以進(jìn)行檢查。建立磁場(chǎng)的方式有恒磁和設(shè)備都可以進(jìn)行檢查。建立磁場(chǎng)的方式有恒磁法和電磁法，前者使用永久磁鐵，后者利用電流法和電磁法，前者使用永久磁鐵，后者利用電流的磁場(chǎng)，顯示介質(zhì)主要是磁粉和磁懸液。的磁場(chǎng)，顯示介質(zhì)主要是磁粉和磁懸液。磁粉探傷的優(yōu)點(diǎn)主要有：（磁粉探傷的優(yōu)點(diǎn)主要有：（1

59、1）顯示直觀，磁）顯示直觀，磁痕一般比裂紋尺寸大，易于觀察。（痕一般比裂紋尺寸大，易于觀察。（2 2）探測(cè)靈敏）探測(cè)靈敏度高，最小缺陷寬度可達(dá)度高，最小缺陷寬度可達(dá)0.10.1微米。（微米。（3 3）適應(yīng)性）適應(yīng)性好，對(duì)于幾何形狀復(fù)雜的工件，可以采用不同的好，對(duì)于幾何形狀復(fù)雜的工件，可以采用不同的磁化方法，對(duì)工件進(jìn)行有效的全面檢查。（磁化方法，對(duì)工件進(jìn)行有效的全面檢查。（4 4）設(shè)）設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，操作方便，效率高。備簡(jiǎn)單，成本低，操作方便，效率高。 其缺點(diǎn)是：（其缺點(diǎn)是：（1 1）只限于鐵磁性材料的檢查，）只限于鐵磁性材料的檢查，主要包括碳鋼、高強(qiáng)度合金鋼、電工鋼。（主要包括碳鋼、高強(qiáng)度合

60、金鋼、電工鋼。（2 2）只）只能夠檢查工件的表面及近表面缺陷。（能夠檢查工件的表面及近表面缺陷。（3 3）不能定）不能定量測(cè)出缺陷的深度。（量測(cè)出缺陷的深度。（4 4）必須用人眼來觀察，易）必須用人眼來觀察，易造成操作人員的疲勞。造成操作人員的疲勞。732. 2. 超聲波探傷檢測(cè)超聲波探傷檢測(cè)超聲波探傷檢測(cè)可探測(cè)厚度較大的材料，且具超聲波探傷檢測(cè)可探測(cè)厚度較大的材料，且具有檢測(cè)速度快、費(fèi)用低并能對(duì)缺陷進(jìn)行定位和定有檢測(cè)速度快、費(fèi)用低并能對(duì)缺陷進(jìn)行定位和定量，對(duì)人體無害及對(duì)危害較大的平面缺陷的探測(cè)量，對(duì)人體無害及對(duì)危害較大的平面缺陷的探測(cè)靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)實(shí)踐中已獲得了廣泛的靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，