汽车制造工艺与自动化检测过程自动化精要.ppt

第四章 检测过程自动化 本章介绍加工过程中检测技术的基本概念，分类、检测方法和常用的检测装置。 重点：工件、刀具及加工设备等常用的自动识别技术和自动化检测技术及其发展方向。 第一节 制造过程的检测技术 一、基本概念 1、制造过程的检测技术 采用人工或自动的检测手段，通过各种检测工具或 自动化检测装置，为控制加工过程、产品质量等提供必要 的参数和数据。这些参数和数据可以是几何的、工艺的或 物理的。 检测监控系统的多级结构 3、检测方法分类 检测方法按其在制造系统中所处位置可分为下列几 种方式： (1) 直接测量与间接测量 (2) 接触测量和非接触测量 (3) 在线测量和离线测量 (4) 总体和抽样检测 三、检测与监控所涉及的内容 1. 机械系统自动化中的主要检测内容 原材料、毛坯、零部件等的的检测 工位状况的检测 加工及装配过程的检测 设备工作状况的检测 材料、零件传送中的检测 产品设备试验中的自动检测 整个系统的监视 环境参数的检测与监控 系统的故障诊断与故障统计 保证工作人员安全的监测 2．检测信号的分类 热 工：温度、流量、热量、真空度、比热等； 电工量：电压、电流、功率、电荷、频率、电阻、阻抗、磁场强度等； 机械量：几何尺寸（位移、角度）、速度、加速度、应力、力矩、重量、振动、噪声、不平衡量、质量参数（粗糙度、垂直度、平面度等）、外形、计数等； 成分量：气体、液体的各化学成分含量、浓度、密度、比重等。 第二节 加工尺寸的自动测量 一、检测方法 检测方法按其在制造系统中所处的位置可以 分为： 1.离线检测 在自动化制造系统生产线以外进行检测，其检测周期长，难以及时反馈质量信息。 3.在线检测 在线检测的主要手段是利用坐标测量机综合检测经 过加工后机械零件的几何尺寸与形状位置精度。坐标测量 机按精度可分为生产型和精密型两大类；按自动化水平可 分为手动、机动和计算机直接控制三大类。在自动化制造 系统中，一般选用计算机直接控制的生产型坐标测量机。 1.专用自动测量装置 实现加工过程自动检测的过程是由自动检测装置 完成的。在大批量生产条件下，只要将自动测量装置 安装在机床上，操作人员不必停机测量工件尺寸，就 可以在加工过程中自动检测工件尺寸的变化，并能根 据测得的结果发出相应的信号，控制机床的加工过程 （如变换切削用量、停止进给、退刀和停车等）。 三坐标测量机（简称CMM）是20世纪60年代发展起来的一 种新型高效的精密测量仪器。1960年，英国公司研制成功世 界上第一台三坐标测量机，到20世纪60年代末，已有近十个 国家的三十多家公司在生产CMM，不过这一时期的CMM尚处于 初级阶段。进入20世纪80年代后，以ZEISS、LEITZ、DEA、LK、 三丰、SIP、FERRANTI、MOORE等为代表的众多公司不断推出 新产品，使得CMM的发展速度加快。现代CMM不仅能在计算机 控制下完成各种复杂测量，而且可以通过与数控机床交换信 息，实现对加工的控制，并且还可以根据测量数据，实现反 求工程。 目前，CMM已广泛用于机械制造业、汽车工业、电子工 业、航空航天工业和国防工业等各部门，成为现代工业检测 和质量控制不可缺少的万能测量设备。 三坐标测量机的测量精度很高。为了保证它的 高精度测量，避免因振动、环境温度变化等造成的测 量误差，必须将其安装在专门的地基上和在很好的环 境条件下工作。被检零件必须从加工地输送至测量 机，有的需要反复输送几次，这对于质量控制要求不 是特别精确可靠的零件，显然是不经济的。一个解决 方法是将三坐标测量机上用的三维测头直接安装在计 算机数控机床上，该机床就能象三坐标测量机那样工 作。 常用测量方法 激光测径仪是一种非接触式测量装置。常用在轧 制钢管、钢棒等热轧制件生产线上。为了提高生产效率 和控制产品质量，必须随机测量轧制中轧件外径尺寸的 偏差，以便及时调整轧机，保证轧件符合要求。这种方 法适用于扎制时对温度高、振动大等恶劣条件下的尺寸 检测。 激光测径仪包括光学机械系统和电路系统两部分。 其中光学机械系统由激光电源、氦氖激光器、同步电动 机、多面棱镜及多种形式的透镜和光电转换器件组成。 而电路系统主要由整形放大、脉冲合成、填充计数、微 型计算机、显示器和电源等组成。 1.自动在线检测 自动在线检测，一般是指在设备运行、生产不 停顿的情况下，根据信号处理的基本原理，跟踪并掌 握设备的当前运行状态，预测未来的状况并根据出现 的情况对生产线进行必要的调整。