第五章--检测过程自动化.ppt

* 一、监控系统的组成、要求和分类 对加工过程的监控是机械制造自动化的基本要求之一。加工过程的在线监控涉及很多相关技术，如传感器技术、信号处理技术、计算机技术、自动控制技术、人工智能技术以及切削机理等。 第四节 加工设备的自动监测 1.组成 自动化加工监控系统主要由信号监测、特征提取、状态识别、决策和控制四个部分组成，如图5-15所示。 （1）信号检测 信号检测是监控系统的首要一步，加工过程的许多状态信号从不同角度反映加工状态的变化。 * （2）特征提取 特征提取是对检测信号的进一步加工处理，从大量检测信号中提取出与加工状态变化相关的特征参数，目的在于提高信号的信噪比，增加系统的抗干扰能力。 （3）状态识别 状态识别实质上是通过建立合理的识别模型，根据所获取加工状态的特征参数对加工过程的状态进行分类判断。 （4）决策与控制 根据状态识别的结果，在决策模型指导下对加工状态中出现的故障做出判决，并进行相应的控制和调整，例如改变切削参数、更换刀具、改变工艺等。要求决策系统实时、快速、准确、适应性强。 * 2.要求 加工过程、机床以及刀具工况监控是自动化加工监控系统具有的三个主要任务。各个任务除了选好状态变量之外，还必须满足如下的一些要求： （1）同加工过程往往需要监控多个状态变量，仅监控一个状态变量是不够的； （2）由于自动化加工系统本身的加工特性，必须监测振动情况，在多轴加工的情况下，还必须选择观测方向； （3）系统中必须采用相应的识别控制程序对加工过程出现的异常状态进行识别； （4）由于交换部件、刀具的数量大、控制程序长，因此，必须监测加工过程的初始条件。 * 二、加工设备的故障诊断 所谓诊断就是对设备的运行状态做出判断。设备在运行过程中，内部零部件和元器件因为受到力、热、摩擦、磨损等多种作用，其运行状态不断变化，一旦发生故障，往往会导致严重后果。因此必须在设备运行过程中对设备的运行状态及时做出判断，采取相应的决策，在事故发生以前就发现并加以消除。 加工设备的自动监控与故障诊断主要有四个方面的内容： （1）状态量的监测 状态量监测就是用适当的传感器实时监测设备运行状态是否正常的状态参数。 * （2）加工设备运行异常的判别 运行异常的判别是将状态量的测量数据进行适当的信息处理，判断是否出现设备异常的信号。 （3）设备故障原因的识别 识别故障原因是故障诊断中最难、最耗时的工作。 （4）控制决策 找出故障发生的地点及原因后，就要对设备进行检修，排除故障，保证设备能够正常工作。 状态监测是故障诊断的基础，故障诊断是对监测结果的进一步分析和处理，而控制决策是在监测和诊断基础上做出的。因此，三者之间必须紧密集成在一起。 * 一、无损探伤检测技术 无损探伤检测是在不破坏或损伤原材料和工件等受检对象的前提下，测定和评价物质内部或外表的物理和力学性能，包括各类缺陷和其他技术参数的综合性应用技术，对于控制和改进生产过程和产品质量，保证材料、零件和产品的可靠性及提高生产率起着关键的作用，是发展现代工业必不可少的重要技术措施之一。无损探伤检测技术在材料加工、零件制造、产品组装直至产品使用的整个过程中，不仅起到保证质量、保障安全的监督作用，还在节约能源及资源、降低成本、提高成品率和劳动生产率方面起到积极的促进作用。 第五节 相关的检测技术 * 无损探伤检测作为一项工业技术，从应用角度来说，主要有三种形式： 一是在生产过程质量控制中的无损检测，即应用于产品的质量管理。它可以剔除每道生产工序中的不合格产品，并把检测结果反馈到生产工艺中去，指导和改进生产，监督产品的质量。 二是用于成品的质量控制，即用于出厂前的成品检验和用户验收检验。它主要是检验产品是否达到设计性能，能否安全使用。 三是在产品使用过程中的检测，即维护检验。它是用户在使用产品或设备的过程中，经常地或定期地检查是否出现危险性缺陷而采用无损检测方法。 * 1. 磁粉探伤检测 磁粉探伤检测是通过铁磁性材料的磁性变化来探测铁磁性材料工件表面和近表面是否有缺陷的一种无损检测方法。它具有设备简单、操作方便、检验速度快、观察缺陷直观和有较高的检测灵敏度等优点。因此，在工业生产中得到了广泛的应用。 磁粉探伤检测可以检测铁磁性材料和构件的表面或近表面的缺陷，对裂纹、发纹、折叠、夹层和未焊透等缺陷较为灵敏，通常采用交流电磁化可以检测表面下2mm以内的缺陷，采用直流电磁化可以检测表面下6mm以内的缺陷。 * 磁粉检测设备有固定式、移动式和手提式三种类型，对各种大小不同的零部件、结构件、装置和设备都可以进行检