第3章质量控制和运行监控系统

操作控制：
•手动控制：人工完成
•计算机辅助手动控制：计算机完成数据处理和相关计
•
算
•计算机辅助电动控制：电机驱动测头，计算机完成数
•
据处理和相关计算
•直接计算机控制：同CNC
编程方法
•示教再现编程：似机器人编程 •数控编程：离线
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第3章质量控制和运行监控系统
可完成测量项目
•三坐标测量机可完成的测量项目
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第3章质量控制和运行监控系统
测量系统
三坐标测量机上测量系统的主要部件是测量头和测长系统。
测量头
三坐标测量机的测量精度和效率与测量头密切相关。目前常用的
测量头有以下几种。
机械接触式测头(硬测头)，基本上已淘汰
电气式测头，根据其原理和功能可分为动态式和静态式两种。是
目前应用最广的一种
分析仪，切削功率计，声发射传感器
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第3章质量控制和运行监控系统
2. 工件尺寸的自动测量、主要设备及其工 作原理
实时在线检测是提高加工质量，满足工件尺寸、形状 精度要求的重要保障。
在线测量一般指测量加工制造系统的系统误差，随机 误差因无法控制，一般不测量。
在线检测方法： 工件形状及尺寸等宏观级和信息：触针式、摩擦轮
•机械加工系统的组 成
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第3章质量控制和运行监控系统
2) 检测内容及方法 在自动化制造系统的加工过程中，为了保证加工质
量和系统的正常运行，需要对系统运行状态和加工过程
进行检测与监控。 (1) 运行状态检测与监控 自动化制造系统中，需要检测与监控的运行状态通
常包括： A. 刀具信息。 B. 机床状态信息。 C. 系统运行状态信息。 D. 在线尺寸测量信息。 E. 系统安全情况信息。 F. 仿真信息。仿真信息包括以下内容：零件的数控
Biblioteka Baidu第3章质量控制和运行监 控系统
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2020/11/26
第3章质量控制和运行监控系统
主要内容： • 工业机器人 • 质量控制和运行监控系统 • 辅助设备 • 控制与通信系统
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第3章质量控制和运行监控系统
质量控制和运行监控系统
1. 概述
1) 基本概念 检测技术是机械制造系统不可缺少的部分。 检测系统与加工系统各组成元素之间的关系。
(4) 人工检测与自动化检测
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第3章质量控制和运行监控系统
3) 检测装置简介 (1) 尺寸测量装置 定尺寸测量装置，三坐标测量机，激光测径仪，气
动测微仪，电动测微仪，电容、电感式测量机 (2) 粗糙度测量装置 表面轮廓仪 (3) 刀具状态监测装置 噪声频谱分析仪，红外发射传感器，探针，切削力
类型： 按功能水平可分为： 数显及打字型：手动或机动测量，结果需人工处
理。 微机型：手动或机动测量，结果由微机处理。 计算机数控型：可按程序通过计算机数控系统进
行自动测量。这是目前主要的常用机型。
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第3章质量控制和运行监控系统
测量原理
将被测物体置于三坐标测量空间，可获得被测物体 上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计 算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置。
方式、气动测微仪方式、电测微方式、光学方式和超声 波方式。
圆度等微观几何信息：气动测微仪、电动测微仪、 电涡流方式。
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第3章质量控制和运行监控系统
1) 三坐标测量机 三坐标测量机是集成了精密机械、电子技术、计算
机技术、光学等先进技术而发展起来的一种高效的几何 量精密测量机。
用途：多种几何量测量，设计一体化，实物程序编 制
基本原理就是通过探测传感器(探头)与测量空间轴线 运动的配合，对被测几何元素进行离散的空间点位置的 获取，然后通过一定的数学计算，完成对所测得点(点群) 的分析拟合，最终还原出被测的几何元素，并在此基础 上计算其与理论值(名义值)之间的偏差，从而完成对被测 零件的检验工作。
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第3章质量控制和运行监控系统
形，速度快
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• C. 在线测量和离线测量。 离线检测：过程稳定，超差风险小 在线/过程中检测：实时，瓶颈工序 在线/过程后检测：滞后时间短，应用较多
•离线检测
•PRO C
•AUT
•PRO C
•AUT
•PRO C
•AUT
•INSP
•抽样 MAN
•在线/过程中检测
•PRO C
•AUT •INSP MAN
•在线/过程后检测 •反馈信号
•PRO C
•AUT
•INSP MAN
•三类检测
•分类指令
•SOR T
•AUT
•成品
•废品
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(3) 刀具磨损和破损的检测方法 A. 刀具、工件尺寸及相对距离测定法； B. 放射线法； C. 电阻法； D. 光学图像法； E. 切削力法； F. 切削温度法； G. 切削功率法； H. 振动法； I. 噪声分析法； K. 加工表面粗糙度法
结构形式：
•悬臂式结构：测头易于接近工件，刚性差 •桥式结构：刚性好，应用广泛 •立柱式结构：结构与立车相似 •龙门式结构：结构与门式起重机相似，用于大件测量
•a)
b)
c)
d)
•三坐标测量机的结构形式
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•悬臂式三坐标测量机
第3章质量控制和运行监控系统
程序是否准确；有无碰撞干涉情况；仿真综合结果情况
等。
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•检测与监控系统的组成
第3章质量控制和运行监控系统
(2) 工件尺寸精度检测 A. 直接测量与间接测量； B. 接触测量和非接触测量； 接触式传感器测量：检测尺寸、形状、相互位置 非接触式传感器(光学、非光学)测量：无接触变
光学非接触式测头，可用于对空间曲面、软体表面、光学刻线等
的测量，尤其是不能用机械测头和电气测头测量的工件，只能用光学非
接触式测头。
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第3章质量控制和运行监控系统
常用测量方法 点位测量 常用于测量对象是由简单几何面构成的普通机械零件。点位测量时 对测量头的控制方式有3种。 人工控制、全自动控制、半自动控制 连续扫描测量 常用来测量曲面。测量曲面时，测量机能对以下5种扫描轮廓线类型 进行控制和数据处理。 •扫描轮廓线位于一个通过测量头轴线的平面内。 •扫描轮廓线构成的平面与测量头垂直。 •扫描轮廓线沿一个柱面。 •扫描轮廓线所在平面既不通过也不垂直于测量头轴线。 •扫描轮廓线既不位于平面也不沿一个柱面。