第三章 加工状态检测

加工状态监控01制造过程监控02过程监控研究内容03过程监控研究发展目录

在传统的生产环境中，生产效率及精度不太高，自动化程度低，人们可以比较容易地判别制造过程的工况状态，有故障也容易排除。从上世纪80年代初开始，FMS、CIMS及数字制造技术得到发展，在CIMS生产环境中，主要靠计算机技术、自动化控制技术对制造过程进行监控，大大减少了人对制造过程的直接干预。制造过程状态的自动识别、故障自动排除是是保障制造系统稳定性的基础。01制造过程监控1.1制造过程监控意义任何一种制造系统，它的最终目标是在保证产品质量前提下，降低制造成本，提高生产效率。因此，制造过程监控的目的，就是为了保证达到上述目标，在线识别过程状态，分析过程中的问题，通过参数调节，提供稳定的生产条件。1.2制造过程监控目的基础知识：主要是利用了传感检测技术、信号处理、模式识别、信息理论、人工智能、预报决策、控制工程、电子技术、计算机技术及有关专业领域的研究成果。研究对象：以制造过程的设备、流程及产品质量为研究对象。1.3制造过程监控学科性质02过程监控研究内容2.1设备监控设备监控的主要内容包括：设备状态监测、故障诊断和设备自动控制。（1）监测具体内容

通过测定相关参数，进行分析处理，根据分析处理结果判定设备状态。（2）形式

进行定期或连续监测，结合设备的历史状况和运行条件，进行判别。（3）目的

弄清设备客观状态，获取设备性能发展趋势规律，为设备性能评价、合理使用、安全运行、故障诊断及设备自动控制打下基础。机床状态监控刀具状态监控加工过程监控制造系统状态监控主要内容：

ATC主轴丝杠导轨机床状态监控主轴部件导轨部件伺服驱动系统机床动态特性刀具状态监控破损磨损刀具型号刀具自动调整刀具补偿刀具寿命管理加工过程状态监控加工稳定性切屑状态磨削过程表面烧伤、波纹监控工件尺寸，表面粗糙度工序识别2.2流程监控

在CIMS生产环境中，各个制造单元、设备都有自身的计算机监控单元，整个企业构成多级分布式计算机监控网络。在网络各层次中，由于各子系统职能不同，制造过程监控内容也就有区别。流程监控包括设备级监控，制造单元级（车间级）监控和厂级监控。（1）设备级监控

设备监控、质量监控的执行者，也是高层次监控系统所需信息的提供者。设备级监控必须具备独立监控和完成规定任务的功能，并有与高层次系统通信和执行高层次系统决策的功能。（独立，通信）（2）制造单元级监控

流程监控的主要内容，主要包括设备级监控系统及厂级监控系统的通信与协调。

具体内容：制造单元级监控系统在对本制造单元全部设备及产品生产状态进行检测和分析之后，结合厂级监控系统的有关信息，根据产品质量和生产率要求，进行生产条件优化计算，作出监控决策，通知设备级监控系统执行，并将有关信息通知厂级监控系统，接受厂级监控系统的调度和指挥。

（3）厂级监控

流程监控的最高层次，主要内容包括：实现全厂各个制造单元（车间）的协调。

对在线制造的各类部件或产品的经济性与生产率综合分析。根据制造过程全面质量管理和最大经济效益准则，确定产品设备监控、过程监控和质量监控的规范。通过网络，与厂内各子系统进行信息交换，向用户提供有关产品质量信息，从外界获取有关技术和商业信息。完成涉及产品生命周期所有过程的监控任务。2.3质量监控质量监控主要包括：质量检验阶段、统计质量控制（SQC）阶段、全面质量管理（TQC）阶段。（1）质量检验初级阶段，事后检验检查与制造过程分开，为独立工序可保证产品出厂质量费用高，不能预防废品的产生（2）统计质量控制（SQC）阶段

它应用数理统计的方法，对生产过程进行控制。

它不是等一个工序整批工件加工完了，才去事后检查，而是在生产过程中，定期进行抽查，并把抽查结果当成一个反馈的信号，通过控制图发现或检定生产过程是否出现不正常情况，以便能及时发现和消除不正常的原因，防止废品的产生。

（3）全面质量管理

最早提出全面质量管理（TotalQualityControl，简称TQC）概念的是美国费根堡姆（ArmandV·Feigenbaum），但是由日本人首先将这一概念真正用于企业管理之中。

费根堡姆提出：“全面质量管理是为了能够在最经济的水平上，考虑到充分满足顾客要求的条件下进行生产和提供服务，并把企业各部门研制质量、维持质量和提高质量的活动构成为一体的一种有效体系”。03过程监控研究发展3.1发展方向

目前发展方向：智能化监控、远程网络化监控。（1）智能监控技术目的：提高监