测试技术发展现状及其在制造业中的应用

测试技术发展现状及其在制造业中的应用 高文凯 乔冬冬 陈新月 王潇榕 代磊 郑腾飞 宁静 中国机械制造业国际竞争力的影响因素研究 D 机械制造业的重要性 1 3 信息化数字测试技术 机械制造业水平 2 3 测试技术 目录 3 3 陈新月 1 8 目录 2 8 精密测试技术的发展现状 20世纪末测量精度水平开始向微纳米级发展 我国在这方面起步较晚 近年来也取得一些重大成果 然而总体上与美英德相比 仍然存在着差距 3 8 通常用来精确测量长度 主要是应用迈克尔逊干涉原理 以稳频氦氖激光为光源 构成一个具有干涉作用的测量系统 激光干涉仪 4 8 激光干涉仪 5 8 激光干涉仪可配合各种折射镜 反射镜等来作线性位置 速度 角度 真平度 真直度 平行度和垂直度等测量工作 并可作为精密工具机或测量仪器的校正工作 激光干涉仪的主要应用有 几何精度检测 可用于检测直线度 垂直度 俯仰与偏摆 平面度 平行度等 位置精度的检测及其自动补偿 可检测数控机床定位精度 重复定位精度 微量位移精度等 数控转台分度精度的检测及其自动补偿 双轴定位精度的检测及其自动补偿 数控机床动态性能检测等 激光干涉仪在制造业中的应用 6 8 7 8 激光干涉仪在制造业中的应用 机床工作台直线度测量 单频激光干涉仪原理图 双频激光干涉仪原理图 激光干涉仪在制造业中的应用 8 8 乔冬冬 乔冬冬 1 7 1 目录 计算机视觉测试技术 2 计算机视觉测试技术在制造业中的应用 3 计算机视觉测试技术的挑战 2 7 计算机视觉测试技术 计算机视觉或机器视觉是基于一系列几何光学 古典数学算法 并融合现代解刨学 神经生理学 计算机技术 统计学 运筹学 图论 信号分析与处理等多学科为一体的综合性科学 他是人工智能的一个重要分支 3 7 典型计算机视觉测试系统 面扫描 优点 速度较快 准确度高缺点 受被测工件尺寸的影响较大 成本较高 线扫描 等步长线扫描 扫描方式 多次扫描优点 受被测工件尺寸的影响较小 成本较低缺点 速度较慢 自适应线扫描方式的探索 基于CAD信息的自适应扫描方式 计算机视觉测试技术 CCD相机成像方式 4 7 计算机视觉测试技术 图像处理方式 5 7 计算机视觉测试技术在制造业中的应用 由于计算机视觉测试技术具有非接触 实时测试等特点 可以实现对产品的在线检测 计算机视觉测试技术在工业中的应用 工业检测焊接电力系统 6 7 焊缝检测 高压电线表面质量检测 计算机视觉检测技术的挑战 定位 工件 CCD相机成像 CCD相机的像素图像处理 图像处理方法 计算机视觉检测是一个十分复杂的系统 其研究工作存在着不少的挑战 主要有以下几个方面 7 7 王潇榕 1 7 目录 三坐标测量技术新发展 三坐标测量机 三坐标测量技术的应用 三坐标测量的工作原理 2 7 三坐标测量机 起源 优点 组成 主机 测头 控制系统 通用性强 方便地进行数据处理与程序控制 测量精确可靠 20世纪60年代 精密测试仪 精密高效 3 7 三坐标测量的工作原理 4 7 数据处理技术及软件 误差自补偿技术 非接触式测试探头 系统集成应用技术 三坐标测量技术新发展 5 7 机械制造 电子工业 汽车工业 三坐标测量技术的应用 6 7 内外部结构尺寸快速全面测量 内部材料裂纹分析 特殊工业高精度无损化装配评估 7 7 郑腾飞 1 8 目录 激光全息无损检测 无损检测技术 无损检测方法 2 8 无损检测技术 利用材料的某些物理量由于有缺陷而发生的变化 测量其变化量 从而判断材料内部是否存在缺陷 1978年11月无损检测学会在上海成立 2009年3月发布的 高档数控机床与基础制造装备 科技重大专项第一批课题申报指南中涉及无损检测技术的研究问题 2016年11月16日由中国机械工程学会无损检测分会新技术专业委员会主办 南京航空航天大学承办的第十四届全国无损检测新技术交流会在南京成功召开 3 8 无损检测方法 磁粉检测渗透检测 4 8 无损检测方法 涡流检测超声检测射线检测 5 8 激光全息无损检测 将不同受载情况下的物体表面状态用激光全息照相方法记录下来 进行比较和分析 从而评价被检物体的质量 6 8 检测灵敏度高一次检测面积大对被检测对象没有特殊要求便于对缺陷进行定量分析 特点 7 8 加载方式及应用 内部充气法主要应用于蜂窝结构 轮胎 压力容器 管道等产品 蜂窝结构内部充气后 蒙皮在气体的作用下向外鼓起 脱胶处的蒙皮在气体作用下向外鼓起的量比周围大 形成脱胶处相对于周围蒙皮有一个微小变形 表面真空法对于无法采用内部充气的结构 如不联通蜂窝 叠层结构 钣金胶接结构等 可以在外表面抽真空加载 造成缺陷处表皮的内外压力差 从而引起缺陷处表皮变形 热加载法这种方法是对物体施加一个是当温度的热脉冲 物体因受热而变形 内部有缺陷时 由于传热较慢 该局部区域比较缺陷周围的温度要高 因此 造成该处的变形量相应也较大 从而形成缺陷处相对于周围的表面变形有了一个微差位移 8 8 代磊 1 11 目录 2 11 零废品工程 为实现零废品生产所做的工作统称为零废品工程 上世纪60年代 零缺陷之父 世界质量先生 PhilipB Crosby首次提出了零缺陷概念并给出了他的四项准则 质量的定义与需求相一致 质量系统是预防性的 贯彻的标准是零缺陷 质量的测量是非一致性的 3 11 制造现场的数字化在线监测系统 零废品生产的必要手段是质量超前控制 质量超前控制的关键就是建立一个闭环的在线质量测控系统 通过对制造过程的100 在线检测和质量分析及制造过程加工预测来实现对制造质量的控制 减少废品出现的几率 直至零废品目标的实现 4 11 传统的手工方式监测系统缺点 生产数据信息严重缺乏实时性 准确性和全面性 而且人为操作使得数据误差增多 检查数据源时困难重重 5 11 基于条形码的监测系统条形码技术的使用 使得数据采集手段更加简单 速度更快 采集所得数据更加完备 准确 是制造现场监测技术的一大进步 6 11 无线射频识别技术 RFID 近年来 RFID作为目前最为先进的非接触式感应自动识别技术 凭借其诸多优点在国内外迅速发展 得到了广泛的使用 什么是RFID RFID是无线射频识别技术 RadioFrequencyIdentification 的缩写 俗称电子标签 7 11 RFID发展现状 8 11 RFID是一种非接触式的自动识别技术 它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据 识别工作无需人工干预 可工作于各种恶劣环境 9 11 RFID与条形码对比 10 11 RFID在制造业中的应用 11 11 高文凯 1 9 目录 2 9 网络化测试技术背景 3 9 4 9 网络化测试技术结构 系统硬件组成 陈国强 范晓彬 工程测试技术与信号处理 M 5 9 网络化测试技术结构 系统软件组成 6 9 1 2 3 4 5 资源共享信息共享负荷均衡 减少设备重复投资 数据采集 传输 处理分析成为一体实现实时采集 实