第5章 制造系统检测过程自动化
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检测过程自动化
第五章 检测过程自动化
检测是企业产品质量管理的技术基础，也是制造系统不可 缺少的一个重要组成部分。在机械加工过程中应用检测技术， 可以保障高投资自动化加工设备的安全和产品的加工质量，避 免重大的加工事故，提高生产率和机床设备的利用率。
随着现代制造技术、自动控制技术、计算机技术、人工智 能技术以及系统工程技术的发展，各种新型刀具、材料及昂贵 的加工设备的使用更加大了检测的难度，传统的人工检测技术 已远远不能满足生产加工的要求。因此，各种先进的自动化检 测技术和识别技术应运而生。
（2）机床监测 检测系统从机床上安装的传感元件获 得有关机床、产品以及加工过程的信息。这类信息一般 为实时输入和连续传输的信息流。机床监测的基本方法 是将机床上反馈来的监测数据与机床输入的技术数据相 比较，并利用比较的差值对机床进行优化控制。
（3）自适应控制 指加工系统能自动适应客观条件的 变化而进行相应的自我调节。
在机械加工的实际应用中可根据自动在线检测应用 的范围和深度的不同，将自动在线检测大致分为：自 动检测、机床监测和自适应控制。
（1）自动检测 指主动自动检测，即加工中测量仪与 机床、刀具、工件等设备组成闭环系统。通过在线检测 装置将测得的工件尺寸变化量经信号转换和放大后送至 控制器，控制执行机构对加工过程进行控制。
1）定位子系统：建立刀具与被加工工件的相对位置。
2）运动子系统：为加工提供切削速度及进给量 。
3）能量子系统：为加工过程改变工件形状提供能量保证。
4）检测子系统：为控制加工过程、产品质量等提供必要的 数据信息。
5）控制子系统：对加工系统的信息输入和传递进行必要的 控制，以保证产品质量，提高加工效率， 降低成本。它可以是人工控制，也可以是 自动控制。
所谓补偿，是指在两次换刀之间进行的刀具多次微 量调整，以补偿刀刃因磨损对工件加工尺寸带来的影 响。每次补偿量的大小取决于工件的精度要求，即尺 寸公差带的大小和刀具的磨损情况。每次的补偿量愈 小，获得的补偿精度就愈高，工件尺寸的分散范围也 愈小，对补偿执行机构的灵敏度要求也愈高。
检测是企业产品质量管理的技术基础，也是制造系统不可 缺少的一个重要组成部分。在机械加工过程中应用检测技术， 可以保障高投资自动化加工设备的安全和产品的加工质量，避 免重大的加工事故，提高生产率和机床设备的利用率。
随着现代制造技术、自动控制技术、计算机技术、人工智 能技术以及系统工程技术的发展，各种新型刀具、材料及昂贵 的加工设备的使用更加大了检测的难度，传统的人工检测技术 已远远不能满足生产加工的要求。因此，各种先进的自动化检 测技术和识别技术应运而生。
（2）机床监测 检测系统从机床上安装的传感元件获 得有关机床、产品以及加工过程的信息。这类信息一般 为实时输入和连续传输的信息流。机床监测的基本方法 是将机床上反馈来的监测数据与机床输入的技术数据相 比较，并利用比较的差值对机床进行优化控制。
（3）自适应控制 指加工系统能自动适应客观条件的 变化而进行相应的自我调节。
在机械加工的实际应用中可根据自动在线检测应用 的范围和深度的不同，将自动在线检测大致分为：自 动检测、机床监测和自适应控制。
（1）自动检测 指主动自动检测，即加工中测量仪与 机床、刀具、工件等设备组成闭环系统。通过在线检测 装置将测得的工件尺寸变化量经信号转换和放大后送至 控制器，控制执行机构对加工过程进行控制。
1）定位子系统：建立刀具与被加工工件的相对位置。
2）运动子系统：为加工提供切削速度及进给量 。
3）能量子系统：为加工过程改变工件形状提供能量保证。
4）检测子系统：为控制加工过程、产品质量等提供必要的 数据信息。
5）控制子系统：对加工系统的信息输入和传递进行必要的 控制，以保证产品质量，提高加工效率， 降低成本。它可以是人工控制，也可以是 自动控制。
所谓补偿，是指在两次换刀之间进行的刀具多次微 量调整，以补偿刀刃因磨损对工件加工尺寸带来的影 响。每次补偿量的大小取决于工件的精度要求，即尺 寸公差带的大小和刀具的磨损情况。每次的补偿量愈 小，获得的补偿精度就愈高，工件尺寸的分散范围也 愈小，对补偿执行机构的灵敏度要求也愈高。
第五章检测过程自动化-PPT精品
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。
32
2. 三坐标测量机
三坐标测量机是现代加工自动化系统中的测量 设备。 三坐标测量机的作用： 可 以 在 计 算 机 控 制 的 制 造 系 统 中 直 接 利 用 CAD/CAM系统中的编程信息对工件进行测量和检 验，构成设计—制造—检验集成系统， 能在工件加工、装配的前、后或过程中给出检测 信息并进行在线反馈处理。
41
（五）、导轨 导轨是测量机的导向装置，直接影响测量机的精度， 因而要求其具有较高的直线性精度。 在三坐标测量机常用的为滑动导轨和气浮导轨， 目前，多数三坐标测量机已采用空气静压导轨（又 称为气浮导轨、气垫导轨），它具有许多优点，如 制造简单、精度高、摩擦力极小、工作平稳等。
42
6
A-A
5 桥架
空气再经过小孔l进入气室B，然后经喷嘴2排入大气。 当测量工件时，工件放在喷嘴孔2前面，形成一个气隙Z，此
时，压缩空气必须经过此气隙排入大气，所产生的节流效应 与此气隙的大小有一定关系。 当工件尺寸增大时，气隙Z减小，气室B的压力p2上升； 当工件尺寸减小时，气隙Z增大，气室B的压力p2下降， 显然，通过测量压力p2，即可测知工件尺寸的变化。
对加工对象的加工过程在线监测与控制。
7
二、检测装置
采用的检测手段可分为：
人工检测和自动检测。
人工检测：是人操作检测工具，收集分析数据信息，
为产品质量控制提供依据；
自动检测：是借助于各种自动化检测装置和检 测技术，自动地灵敏地反映被测工件及设备的参
数，为控制系统提供必要的数据信息。
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32
2. 三坐标测量机
三坐标测量机是现代加工自动化系统中的测量 设备。 三坐标测量机的作用： 可 以 在 计 算 机 控 制 的 制 造 系 统 中 直 接 利 用 CAD/CAM系统中的编程信息对工件进行测量和检 验，构成设计—制造—检验集成系统， 能在工件加工、装配的前、后或过程中给出检测 信息并进行在线反馈处理。
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（五）、导轨 导轨是测量机的导向装置，直接影响测量机的精度， 因而要求其具有较高的直线性精度。 在三坐标测量机常用的为滑动导轨和气浮导轨， 目前，多数三坐标测量机已采用空气静压导轨（又 称为气浮导轨、气垫导轨），它具有许多优点，如 制造简单、精度高、摩擦力极小、工作平稳等。
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A-A
5 桥架
空气再经过小孔l进入气室B，然后经喷嘴2排入大气。 当测量工件时，工件放在喷嘴孔2前面，形成一个气隙Z，此
时，压缩空气必须经过此气隙排入大气，所产生的节流效应 与此气隙的大小有一定关系。 当工件尺寸增大时，气隙Z减小，气室B的压力p2上升； 当工件尺寸减小时，气隙Z增大，气室B的压力p2下降， 显然，通过测量压力p2，即可测知工件尺寸的变化。
对加工对象的加工过程在线监测与控制。
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二、检测装置
采用的检测手段可分为：
人工检测和自动检测。
人工检测：是人操作检测工具，收集分析数据信息，
为产品质量控制提供依据；
自动检测：是借助于各种自动化检测装置和检 测技术，自动地灵敏地反映被测工件及设备的参
数，为控制系统提供必要的数据信息。
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先进制造系统第五章
虚拟轴机床
虚拟轴机床的发展 虚拟轴机床的结构与原理 虚拟轴机床的特点
虚拟轴机床的发展
虚拟轴机床（Virtual Axis Machine Tool）实际上是一 种数控机床。 也称为并联机床（Parallel Machine Tool），并联运动学机器（Parallel Kinematics Machine），Stewart机床，六条腿（Hexapod）机床 20世纪90年代发展起来的一种新型机床，被誉为“机床结 构的重大革命”、“2l世纪机床”，问世后引起了世界各 国制造业的广泛关注。
虚拟轴机床
虚拟轴机床的发展 虚拟轴机床的结构与原理 虚拟轴机床的特点
虚拟轴机床的结构与原理
图5-12表示虚拟轴机床的外观。它实质 上是机器人技术与机床结构技术相结合 的产物。其原型是采用并联机构的 Stewart型并联机器人操作机。 图5-13是虚拟轴机床的主轴头结构。
工作台
第五章 先进制造装备及技术
制造自动化简述 数控机床及技术 加工中心 虚拟轴机床 工业机器人 装配线 自动导向车 质量检测及装备 柔性制造系统（FMS）
加工中心
加工中心的组成与工作原理 加工中心的分类与特点
加工中心的组成与工作原理
1.加工中心的组成
基础部件
制造自动化简述
制造自动化技术的发展 制造自动化技术的内容
制造自动化技术的发展
自动化是减轻、强化、延伸、取代人的有关劳动的技术或手段
机械是一切技术包括自动化技术的载体 制造自动化的发展 :
单机自动化 自动线 数控机床 加工中心 柔性制造系统 计算机集成制造系统 发展方向:柔性化、集成化、智能化
坐标设定 换外径粗精车刀 选主轴高速档 指令主轴转速 恒速切削控制有效 快速定位于中间点 指令刀补 切削液开 平端面 快速定位 快速定位 外圆粗车固定循环指令切削深度 快速定位
机械制造自动化技术-检测过程自动化
机械制造自动化技术-检测过程自动化随着机械制造业的持续发展，提高生产效率已经成为一个不可避免的趋势。
在机械制造过程中，检测是非常重要的一步，它可以确保产品质量，避免问题的出现。
而随着自动化技术的不断发展，检测过程的自动化已成为机械制造行业追求的目标之一。
检测过程的重要性在机械制造过程中，检测过程是非常关键的一步。
通过检测，可以排除一些生产工艺上的不良因素，避免产品出现一些质量问题。
而且，在机械制造行业中，不同的产品有不同的检测标准和方法，对于一些高端的产品，质量检测所需要的时间和耗费的人力、物力成本都很高。
因此，自动化检测技术能够有效地节省成本和提高生产效率。
检测过程自动化的优势一方面，自动化检测技术可以有效地缩短检测时间，提高检测准确性。
现代自动化技术可以利用各种传感器和计量设备，对制造过程进行全方位的监测和检测。
这种数据可以自动记录和分析，从而有效地节省人力成本，减少误差和漏检。
另一方面，自动化检测技术还可以大大增加生产的灵活性和适应性。
现代生产线上的各部分都保持高度集成并相互关联，自动化检测技术可以随时变更检测任务而无需更换检测设备或调整生产线。
这种灵活性大大扩展了生产的应用领域和范围，并提供了新的市场机会。
检测过程自动化的实现方式自动化检测技术可以通过多重传感器技术来实现，如光学传感器、摄像头、X射线和红外线传感器等。
这些传感器可以测量压力、温度、速度、形状和大小等变量，并将数据传输到控制系统用于分析和判断。
根据所使用的传感器类型和数量的不同，这种检测方式可以分类为多种不同的自动化检测技术，包括视觉检测、结构检测、声音检测和振动检测等。
自动化检测技术的应用场景自动化检测技术可以应用于各种机械制造过程中的不同环节，例如零件生产，产品组装以及自动化仓库等。
这些应用场景中，自动化检测技术可以有效地缩短生产周期，减少和排除质量问题，并提高生产效率和产品质量。
展望尽管自动化检测技术的应用范围已经很广，但随着技术的不断进步，我们可以期待更多的新技术和应用场景的发掘。
第五章先进制造技术
• 柔性制造系统
加工系统 物流系统 调度与控制 故障诊断
• 自动检测与信号识别技术
信号识别 数据获取 数据处理 特征提取与识别
• 过程设备工况监测与控制
过程监视系统 在线反馈质量控制
4．先进制造生产模式和管理
先进制造生产模式
• 计算机集成制造系统 CIMS
• 敏捷制造系统AMS • 智能制造系统IMS • 精良生产LP • 并行工程CE
• 3）恩格斯指出：“直立和劳动创造了人类，而劳动是 从制造工具开始的。动物所做到的最多是收集,而人则 从事生产。”
制
造
业•
发•
展
的•
历 程
• •
1）用机器代替手工，从作坊形成工厂 19世纪机器在英国诞生，先后传人法国、德国和美国。
2）从单件生产方式发展成大量生产方式 泰勒：以劳动分工和计件工资制为基础的科学管理。 福特：零件互换技术，1913年建立了具有划时代意
一. 概 述
1.先进制造技术的定义
先进制造技术是集机械、电子、信息、材料和 管理技术为一体的新型学科。先进制造技术的概念自20世 纪80年代被提出来后至今没有一个很明确的定义，近来普 遍公认的含义是：先进制造技术是在传统制造技术基础上， 以人为主体，以计算机为重要工具，不断吸收机械、光学、 电子、信息(计算机和通信、控制理论、人工智能等)、材 料、环保、生物以及现代系统管理等最新科技成果，涵盖 产品生产的整个生命周期的各个环节的先进工程技术的总 称，它面向包括机械制造、电子产品制造、材料制造、石 油、化工、冶金以及民用消费品制造等在内的“大制造 业”。
2.快速原型制造技术
快速成形制造技术(Rapid Prototyping Manufacturing，RPM ）是20世纪80年代后期 起源于美国，并很快发展起来的一种先进制造 技术，是近20年来制造技术领域的一项重大突 破。是利用光、热、电等物理手段(其中激光是 经常应用的)实现材料的转移与堆积。
第五章检测过程自动化-PPT精品
5
（3）在线测量和离线测量
在线测量;在加工过程或加工系统运行过 程中对被测对象进行检测。
离线测量：在被测对象加工后脱离加工 系统在进行检测。
6
二、检测装置
监测的内容：
对被加工工件的 监测与控制
包括：精度、粗糙度、形状、缺陷等；
对加工设备工作状态的在线监测与控制
包括：切削负荷、刀具磨损及破损、机床主要部件的 温升、振动、变形等；
常用的传感器有电气的和气动的两大类。
21
(一)电气传感器
1．电接触式传感器
22
电接触式传感器结构示意图
23
2、光电式传感器：
利用光源的光线投射到光敏元件上来发出测量信号。
检验成品尺寸的示意图
加工过程中测量工件尺寸的原理 24
(二)气动传感器
气动传感器一般都由气动测量头和气体计量仪组成。 测量原理： 压缩空气进入计量仪的气室A，其压力为p1，压缩
2
检测方法分类
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
3
（1）直接测量与间接测量
直接测量：测量时，直接从测量器具上读出被测几 何量的大小值
间接测量 ：被测几何量无法直接测量时，首先测出与 被测几何量有关的其他几何量，然后，通过一定的 数学关系式进行计算来求得被测几何量的尺寸值
4 导向块
A
A 3 压缩弹簧
2
滚轮
1
气垫
工作台
43
三坐标测量机的测量系统
三坐标测量机的测量系统由标尺系统和测头系统构成， 它们是三坐标测量机的关键组成部分，决定着CMM 测量精度的高低。
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（3）在线测量和离线测量
在线测量;在加工过程或加工系统运行过 程中对被测对象进行检测。
离线测量：在被测对象加工后脱离加工 系统在进行检测。
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二、检测装置
监测的内容：
对被加工工件的 监测与控制
包括：精度、粗糙度、形状、缺陷等；
对加工设备工作状态的在线监测与控制
包括：切削负荷、刀具磨损及破损、机床主要部件的 温升、振动、变形等；
常用的传感器有电气的和气动的两大类。
21
(一)电气传感器
1．电接触式传感器
22
电接触式传感器结构示意图
23
2、光电式传感器：
利用光源的光线投射到光敏元件上来发出测量信号。
检验成品尺寸的示意图
加工过程中测量工件尺寸的原理 24
(二)气动传感器
气动传感器一般都由气动测量头和气体计量仪组成。 测量原理： 压缩空气进入计量仪的气室A，其压力为p1，压缩
2
检测方法分类
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
3
（1）直接测量与间接测量
直接测量：测量时，直接从测量器具上读出被测几 何量的大小值
间接测量 ：被测几何量无法直接测量时，首先测出与 被测几何量有关的其他几何量，然后，通过一定的 数学关系式进行计算来求得被测几何量的尺寸值
4 导向块
A
A 3 压缩弹簧
2
滚轮
1
气垫
工作台
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三坐标测量机的测量系统
三坐标测量机的测量系统由标尺系统和测头系统构成， 它们是三坐标测量机的关键组成部分，决定着CMM 测量精度的高低。
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制造系统检测过程自动化资料
5.1.2 自动化检测的内容
1. 自动检测技术的目的
2. 自动检测信号的选择
1. 自动检测技术的目的
在现代制造系统中，常常采用自动检测
技术。采用自动检测技术的目的主要有两个
：一是对被加工对象进行质量控制；二是对
加工状态和设备的运行状况进行监控。
1）以质量控制为目的的自动检测
2）以监控为目的的自动检测
2）以监控为目的的自动检测
（2）设备工作状态的检测包括电机的输
出功率、主轴的扭矩、刀具的破损和过度磨
损、齿轮和轴承的润滑、零件的过热和冷却、
机架的断裂应力、工件、夹具或工件台的变形
等。
（3）工艺过程的检测包括运动件是否碰
撞，加工参数是否合理，振动、噪声、排屑、
冷却润滑液的检测等。
2）以监控为目的的自动检测
5.1.3 自动化检测装置的分类
（4）按检测方式划分
加工后撤至测量环境中的被动测量；
在线主动检测； 在加工位置工序间的检测。
5.1.4 实现检测自动化的途径
随着计算机技术、传感技术、机械制造 技术及其应用水平的提高，以及自动化制造 系统应用的日益广泛，自动化检测的内容也 不断扩展。实现检测过程的自动化主要有以 下几个途径： （1）在机床上安装自动化检测装置实现 加工过程中的在线检测。如在数控磨床上安 装在线检测装置。
曲轴加工自动生产线上的动平衡实验装置。
5.1.4 实现检测自动化的途径
（3）设置专门的监测装置。如发动机和 轴承制造中的活塞环、滚针、钢球等零件的 分类机，连杆稳重分类自动线等。 （4）在柔性加工系统中，采用测量机器 人进行
自动化检测装置的种类和规格较多，主 要有以下几种分类方法： （1）按测量信号的转换原理划分 有电气式（电感式、互感式、电容式、 电接触式和光电式等）和气动式（浮标式、
检测过程自动化ppt课件
自动化检测技术不仅是现代制造系统中质量管理 分系统的技术基础，而且已成为现代制造加工系统不 可缺少的一个重要组成部分。
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8
机械工程学院
第二节 加工尺寸的自动测量
工件尺寸精度是直接反映产品质量的指标，因此在许 多自动化选ppt课件2021
6
机械工程学院
三、自动化检测方法
自动化检测有如下优点：检测时间短并可与加工时间重 合，使生产率进一步提高；排除检测中人为的观测误差和 操作水平的影响；迅速及时地提供产品质量信息和有价值 的数据，以便对加工系统中工艺参数及时进行调整，为加 工过程的实时控制提供了条件，这是人工检测所不能胜任 的。在机械加工中自动化检测方法有两种：
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。
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9
机械工程学院
2.过程中检测 这种检测是在工序内部，即工步或走刀之间，利用机
床上装备的测头检测工件的几何精度或标定工件零点和刀 具尺寸。检测结果直接输入机床数控系统，修正机床运动 参数，保证工件加工质量。 3.在线检测
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3
机械工程学院
对加工后的工件进行检测，仅能起到剔除废品的 作用，因此检测过程是被动的；对加工中的工件进行 检测，并根据检测结果通过控制系统对加工过程进行 控制，这种方式能防止废品的产生，检测过程是主动 的；如果进一步对测得的加工过程参数进行优化，并 校正机床系统，就能实现自适应控制。
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第五章 检测过程自动化
检测是企业产品质量管理的技术基础，也是制造系统不可 缺少的一个重要组成部分。在机械加工过程中应用检测技术， 可以保障高投资自动化加工设备的安全和产品的加工质量，避 免重大的加工事故，提高生产率和机床设备的利用率。
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第二节 加工尺寸的自动测量
工件尺寸精度是直接反映产品质量的指标，因此在许 多自动化选ppt课件2021
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三、自动化检测方法
自动化检测有如下优点：检测时间短并可与加工时间重 合，使生产率进一步提高；排除检测中人为的观测误差和 操作水平的影响；迅速及时地提供产品质量信息和有价值 的数据，以便对加工系统中工艺参数及时进行调整，为加 工过程的实时控制提供了条件，这是人工检测所不能胜任 的。在机械加工中自动化检测方法有两种：
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。
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2.过程中检测 这种检测是在工序内部，即工步或走刀之间，利用机
床上装备的测头检测工件的几何精度或标定工件零点和刀 具尺寸。检测结果直接输入机床数控系统，修正机床运动 参数，保证工件加工质量。 3.在线检测
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对加工后的工件进行检测，仅能起到剔除废品的 作用，因此检测过程是被动的；对加工中的工件进行 检测，并根据检测结果通过控制系统对加工过程进行 控制，这种方式能防止废品的产生，检测过程是主动 的；如果进一步对测得的加工过程参数进行优化，并 校正机床系统，就能实现自适应控制。
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第五章 检测过程自动化
检测是企业产品质量管理的技术基础，也是制造系统不可 缺少的一个重要组成部分。在机械加工过程中应用检测技术， 可以保障高投资自动化加工设备的安全和产品的加工质量，避 免重大的加工事故，提高生产率和机床设备的利用率。
第5章制造系统检测过程自动化
量 机、激光测径仪、气动测微仪、电动测微仪。
位置测量（孔间距、轮廓间距、孔到边缘 距 离）装置等，以及表面纹理、粗糙度的测量装置， 如：表面轮廓仪。
刀具磨损或破损监测的装置，如：噪声频
5.1.3 自动化检测装置的分类
（4）按检测方式划分 加工后撤至测量环境中的被动测量； 在线主动检测； 在加工位置工序间的检测。
双频激光干涉测量系统受环境干扰的 影
3）激光测量
如很多超精密机床上都装有双频激光 位 移传感器，检测机床Z向和X向运动部件的 位 移，与精密数控系统组成精密反馈控制系 统 ，以保证加工的尺寸精度。
这种测量系统的激光管输出的激光可 在
3）激光测量
机械制造实际测量应用中经常需要多 路 激光同时进行测量，如数控超精密车床需 用 两路激光同时测量，三坐标测量机需要用 三 路激光同时测量。
装置安装在机床上。在加工过程中，不需停机 测
量工件尺寸，而是依靠自动检测装置，在加工 的
同时自动测量工件尺寸的变化，并根据测量结 果
发出相应的信号，控制机床的加工过程（如变 换
1）定尺寸点接触式测量装置
应用定尺寸装置进行在线尺寸检测在 磨 削加工中比较多见，在其他切削加工工序 中 应用很少。
因为磨削工序的加工余量小，切屑细 小 ，发热量小，而且加工区域供有大量的切 削
前者属于加工过程后在线检测，后者属 于
5.1.4 实现检测自动化的途径
（3）设置专门的监测装置。如发动机 和 轴承制造中的活塞环、滚针、钢球等零件 的 分类机，连杆稳重分类自动线等。
（4）在柔性加工系统中，采用测量机 器
5.2 工件尺寸精度的检测和控制
机械零件的加工精度和表面质量决定 了机 械零件的加工质量 。
位置测量（孔间距、轮廓间距、孔到边缘 距 离）装置等，以及表面纹理、粗糙度的测量装置， 如：表面轮廓仪。
刀具磨损或破损监测的装置，如：噪声频
5.1.3 自动化检测装置的分类
（4）按检测方式划分 加工后撤至测量环境中的被动测量； 在线主动检测； 在加工位置工序间的检测。
双频激光干涉测量系统受环境干扰的 影
3）激光测量
如很多超精密机床上都装有双频激光 位 移传感器，检测机床Z向和X向运动部件的 位 移，与精密数控系统组成精密反馈控制系 统 ，以保证加工的尺寸精度。
这种测量系统的激光管输出的激光可 在
3）激光测量
机械制造实际测量应用中经常需要多 路 激光同时进行测量，如数控超精密车床需 用 两路激光同时测量，三坐标测量机需要用 三 路激光同时测量。
装置安装在机床上。在加工过程中，不需停机 测
量工件尺寸，而是依靠自动检测装置，在加工 的
同时自动测量工件尺寸的变化，并根据测量结 果
发出相应的信号，控制机床的加工过程（如变 换
1）定尺寸点接触式测量装置
应用定尺寸装置进行在线尺寸检测在 磨 削加工中比较多见，在其他切削加工工序 中 应用很少。
因为磨削工序的加工余量小，切屑细 小 ，发热量小，而且加工区域供有大量的切 削
前者属于加工过程后在线检测，后者属 于
5.1.4 实现检测自动化的途径
（3）设置专门的监测装置。如发动机 和 轴承制造中的活塞环、滚针、钢球等零件 的 分类机，连杆稳重分类自动线等。
（4）在柔性加工系统中，采用测量机 器
5.2 工件尺寸精度的检测和控制
机械零件的加工精度和表面质量决定 了机 械零件的加工质量 。
《检测过程自动化》课件
更智能化的工具和技术，结合AI和大数据，实来自更 高效、可靠和全面的自动化测试。
测试用例设计
2
围和资源需求。
根据需求和功能设计测试用例，确保全
面的测试覆盖。
3
自动化测试脚本编写
使用自动化测试工具编写脚本，实现用
测试执行
4
例自动执行。
运行自动化测试脚本，记录测试结果。
5
测试报告生成
根据测试结果生成详细的测试报告，包 括通过和失败的用例。
自动化测试工具
Selenium
用于Web应用程序自动化测 试，支持各种浏览器和编程 语言。
1
案例一：电商网站用户注册流程
自动化测试
案例二：移动应用登录验证自动 化测试
2
通过自动化测试脚本模拟用户注册流程， 验证注册功能的准确性和稳定性。
使用自动化测试工具，编写脚本模拟登 录过程，验证登录功能的稳定性和安全
性。
自动化测试的挑战和未来发展趋势
1 常见问题及解决方法
挑战包括复杂应用、快速迭代和可靠性等，可以通过合适的工具和策略来应对。
检测过程自动化
欢迎来到《检测过程自动化》课程！本课程将介绍自动化检测的优势、流程、 工具以及应用案例，帮助您掌握这一关键技能。
检测过程概述
传统检测过程的问题：耗时、容易出错、人工操作等。自动化检测的优势： 提高效率、减少人力成本、增强准确性。
自动化检测流程
1
测试计划制定
制定测试目标和测试计划，明确测试范
Appium
用于移动应用程序自动化测 试，支持Android和iOS平台。
JMeter
用于性能和压力测试的开源 工具，适用于各种应用。
Postman
用于API测试和自动化工具，简化请求和响应管 理。
测试用例设计
2
围和资源需求。
根据需求和功能设计测试用例，确保全
面的测试覆盖。
3
自动化测试脚本编写
使用自动化测试工具编写脚本，实现用
测试执行
4
例自动执行。
运行自动化测试脚本，记录测试结果。
5
测试报告生成
根据测试结果生成详细的测试报告，包 括通过和失败的用例。
自动化测试工具
Selenium
用于Web应用程序自动化测 试，支持各种浏览器和编程 语言。
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案例一：电商网站用户注册流程
自动化测试
案例二：移动应用登录验证自动 化测试
2
通过自动化测试脚本模拟用户注册流程， 验证注册功能的准确性和稳定性。
使用自动化测试工具，编写脚本模拟登 录过程，验证登录功能的稳定性和安全
性。
自动化测试的挑战和未来发展趋势
1 常见问题及解决方法
挑战包括复杂应用、快速迭代和可靠性等，可以通过合适的工具和策略来应对。
检测过程自动化
欢迎来到《检测过程自动化》课程！本课程将介绍自动化检测的优势、流程、 工具以及应用案例，帮助您掌握这一关键技能。
检测过程概述
传统检测过程的问题：耗时、容易出错、人工操作等。自动化检测的优势： 提高效率、减少人力成本、增强准确性。
自动化检测流程
1
测试计划制定
制定测试目标和测试计划，明确测试范
Appium
用于移动应用程序自动化测 试，支持Android和iOS平台。
JMeter
用于性能和压力测试的开源 工具，适用于各种应用。
Postman
用于API测试和自动化工具，简化请求和响应管 理。
第5章--制造系统检测过程自动化
5.1.3 自动化检测装置的分类
（2）按测量头与被测物的接触情况划分 有接触式和非接触式。接触式的量头直接与工 件被测表面相接触，工件被测参数的变化直接反映 在量杆的移动量上，然后通过传感器转换为相应的 电信号或气信号。 按量头与工件表面的接触点数目又可分为单点 式、两点式和三点式。 非接触式的量头不与工件被测表面接触，而是 借助气压、光束或放射性同位素的射线等的作用， 反映被测参数的变化。这种测量方式不会因为测头 与工件接触而影响测量精度。
加工过程中的主动测量装置一般作为辅助 装置安装在机床上。在加工过程中，不需停机测 量工件尺寸，而是依靠自动检测装置，在加工的 同时自动测量工件尺寸的变化，并根据测量结果 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）。
1）气动量仪
气动量仪将被测盘的微小位移量转变成 气流的压力、流量或流速的变化，然后通过 测量这种气流的压力或流量变化，用指示装 置指示出来，作为量仪的示值或信号。
气动量仪容易获得较高的放大倍率（通常 可达2000-10000倍），测量精度和灵敏度均 很高，各种指示表能清晰显示被测对象的微 小尺寸变化
非接触式测头的结构简单，测量时从喷嘴中逸 出的压缩空气直接向被测表面喷吹，可以消除或减 少工件表面上残留的油、尘或切削液对测量结果的 影响，因而使用较为广泛。如图5.5所示为用于测 量不同对象的几种非接触量头的结构图。
1）气动量仪
2）电动量仪
电动量仪一般由指示放大部分和传感器组 成，电动量仪的传感器大多为各种类型的电感 和互感传感器或电容传感器。
5.1.2 自动化检测的内容
1. 自动检测技术的目的 2. 自动检测信号的选择
1. 自动检测技术的目的
在现代制造系统中，常常采用自动检测 技术。采用自动检测技术的目的主要有两个 ：一是对被加工对象进行质量控制；二是对 加工状态和设备的运行状况进行监控。
第5章制造系统检测过程自动化
第5章制造系统检测过程自动化
5.1.2 自动化检测的内容
1. 自动检测技术的目的 2. 自动检测信号的选择
第5章制造系统检测过程自动化
1. 自动检测技术的目的
在现代制造系统中，常常采用自动检测 技术。采用自动检测技术的目的主要有两个 ：一是对被加工对象进行质量控制；二是对 加工状态和设备的运行状况进行监控。
第5章制造系统检测过程自动化
2. 零件加工表面的自动检测
第5章制造系统检测过程自动化
5.1.3 自动化检测装置的分类
（4）按检测方式划分 加工后撤至测量环境中的被动测量； 在线主动检测； 在加工位置工序间的检测。
第5章制造系统检测过程自动化
5.1.4 实现检测自动化的途径
随着计算机技术、传感技术、机械制造 技术及其应用水平的提高，以及自动化制造 系统应用的日益广泛，自动化检测的内容也 不断扩展。实现检测过程的自动化主要有以 下几个途径：
第5章制造系统检测过程自动化
1）气动量仪
第5章制造系统检测过程自动化
1）气动量仪
（1）压力型量仪（波纹管式） 如图5.2所示的波纹管气 动量仪，当测量间隙Z的变 化，使两侧波纹管1、5产生 压力差，推动框架3左右移 动，经齿轮传动机构驱动指 针4移动，反映间隙Z的大小。
第5章制造系统检测过程自动化
5.1.3 自动化检测装置的分类
（3）按检测目的划分 尺寸测量和形状测量装置，如：三坐标测量
机、激光测径仪、气动测微仪、电动测微仪。 位置测量（孔间距、轮廓间距、孔到边缘距
离）装置等，以及表面纹理、粗糙度的测量装置， 如：表面轮廓仪。
刀具磨损或破损监测的装置，如：噪声频谱、 红外发射、探针测量等测量装置。
（4）在柔性加工系统中，采用测量机器 人进行辅助测量。
5.1.2 自动化检测的内容
1. 自动检测技术的目的 2. 自动检测信号的选择
第5章制造系统检测过程自动化
1. 自动检测技术的目的
在现代制造系统中，常常采用自动检测 技术。采用自动检测技术的目的主要有两个 ：一是对被加工对象进行质量控制；二是对 加工状态和设备的运行状况进行监控。
第5章制造系统检测过程自动化
2. 零件加工表面的自动检测
第5章制造系统检测过程自动化
5.1.3 自动化检测装置的分类
（4）按检测方式划分 加工后撤至测量环境中的被动测量； 在线主动检测； 在加工位置工序间的检测。
第5章制造系统检测过程自动化
5.1.4 实现检测自动化的途径
随着计算机技术、传感技术、机械制造 技术及其应用水平的提高，以及自动化制造 系统应用的日益广泛，自动化检测的内容也 不断扩展。实现检测过程的自动化主要有以 下几个途径：
第5章制造系统检测过程自动化
1）气动量仪
第5章制造系统检测过程自动化
1）气动量仪
（1）压力型量仪（波纹管式） 如图5.2所示的波纹管气 动量仪，当测量间隙Z的变 化，使两侧波纹管1、5产生 压力差，推动框架3左右移 动，经齿轮传动机构驱动指 针4移动，反映间隙Z的大小。
第5章制造系统检测过程自动化
5.1.3 自动化检测装置的分类
（3）按检测目的划分 尺寸测量和形状测量装置，如：三坐标测量
机、激光测径仪、气动测微仪、电动测微仪。 位置测量（孔间距、轮廓间距、孔到边缘距
离）装置等，以及表面纹理、粗糙度的测量装置， 如：表面轮廓仪。
刀具磨损或破损监测的装置，如：噪声频谱、 红外发射、探针测量等测量装置。
（4）在柔性加工系统中，采用测量机器 人进行辅助测量。
第5章 检测过程自动化 ppt课件
机械制造过程中自动化检测的范围：
从制品（零件、部件和产品）的尺寸、形状、缺 陷、性能等的静态检测，到成品生产过程各阶段 上的质量控制；
从对各种工艺过程及其设备的调节与控制，到实 现最佳条件的自动生产，其中每一方面都离不开 自动检测技术。
适用于不同用途的自动检测装置：
用于工件的尺寸、形状检测用的定尺寸检测装置： 三坐标测量机、激光测径仪以及气动测微仪、电动测微
数据信息。 5）控制子系统：对加工系统的信息输入和传递进行必要的
控制，以保证产品质量，提高加工效率， 降低成本。它可以是人工控制，也可以是 自动控制。
图 5-2 机械加工系统的组成
对加工后的工件进行检测，仅能起到剔除废品的作用， 因此检测过程是被动的；
对加工中的工件进行检测，并根据检测结果通过控制系 统对加工过程进行控制，这种方式能防止废品的产生， 检测过程是主动的；
仪和采用电涡流方式的检测装置； 用于工件表面粗糙度检测：表面轮廓仪； 用于刀具磨损或破损监测的：噪声频谱、红外发射、探针测
量等测量装置； 利用切削力、切削力矩、切削功率对刀具磨损进行检测的测
量装置。 它们的主要作用就在于全面地、快速地获得有关产品质
量的信息和数据。
三、自动化检测方法
在机械加工中自动化检测方法有两种： 1．产品精度检测
（1）CMM的组成
三坐标测量机由机械系统和电子系统两大部分组成。
①机械系统：一般由三个正交的直 线运动轴构成。
X向导轨系统装在工作台上; Y向导轨系统是移动桥架横梁; Z向导轨系统装在中央滑架内。
（1）CMM的组成
三个方向轴上均装有光栅
尺用以度量各轴位移值。 人工驱动的手轮及机动、
数控驱动的电机一般都在 各轴附近。 用来触测被检测零件表面 的测头装在Z轴端部。
10-11机械制造自动化技术-检测过程自动化
图 6-4 磨削加工中自动测量原理方框图
19
第十九页，编辑于星期四：六点 二十一分。
三坐标测量机
三坐标测量机（Coordinate Measuring Machining，简称CMM） 又称计算机数控三坐标测量机，是一种新型高效的精密测量仪器。 现代CMM不仅能在计算机控制下完成各种复杂测量（工件尺 寸误差、复杂轮廓形状误差），而且可以通过与数控机床交换 信息，实现对加工的控制。 ▲组成——工作台、三维测量
目的：预防废品的产生，从工艺上保证所需的精度。
13
第十三页，编辑于星期四：六点 二十一分。
二、工件尺寸的自动测量 工件尺寸精度是直接反映产品质量的指标，因
此在许多自动化制造中都采用自动测量工件的方 法来保证产品质量和系统的正常运行。 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2. 在线检测
图6-9 激光测径仪原理图 25 第二十五页，编辑于星期四：六点 二十一分。
激光测径仪
如果透镜L4与透镜L5之间没有被测的钢管，那么光敏二极管接收到的信号 是一个方波脉冲，如6-10（a）。脉冲宽度T与同步电机的转速、透镜L4的 焦距多面棱镜的结构有关。 若有被测件，则波形如6-10（b） ，其中脉冲宽度T’与被测件的尺寸 （钢管的直径）成正比。
2
第二页，编辑于星期四：六点 二十一分。
一、制造过程的检测技术
▲ 机械加工系统——在不同的生产条件下，通过自身的定位装夹、
运动、控制以及能量供给等机构，按不同的工艺要求实现将毛坯或 原材料加工成零件或产品。
图种有价值的数据信息，才能实现 被加工工件的质量控制、加工工艺过程的监测、加工过程的 优化以及设备的正常运行。
系统误差
制造系统检测过程自动化
第5章制造系统检测过程自动化本章教学要点、导入案例和阅读材料《自动化制造系统中的检测技术》（看书说明），5.1 概述5.1.1 自动化检测的目的和意义在自动化制造系统中，为了保证产品的加工质量和系统的正常运行，需要利用各种自动化监测装置，自动地对加工对象的有关参数、加工过程和系统运行状态进行检测，不断提供各种有价值的信息和数据（包括被测对象的尺寸、形状、缺陷、加工条件和设备运行状况等），及时地对制造过程中被加工工件质量进行监控，还能自动监控工艺过程，以确保设备的正常运行。
随着计算机应用技术的发展，自动化检测的范畴已从单纯对被加工零件几何参数的检测，扩展到对整个生产过程的质量控制。
从对工艺过程的监控扩展到实现最佳条件的适应控制生产。
因此，自动化检测不仅是质量管理系统的技术基础，也是自动化加工系统不可缺少的组成都分。
在先进制造技术中，它还可以更好地为产品质量体系提供技术支持。
由于从工件的加工过程到工件在加工系统中的运输和存贮都是以自动化的方式进行的，因此，实现检测自动化，消除了人为误差，使检测结果稳定可靠；由于采用了先进的在线监测仪器，能够实现动态监测，使检测精度大大提高；加工工艺过程与自动测量过程结合，大大降低了辅助时间，提高了劳动生产率，节约了制造成本。
同时，检测自动化能在人无法进行检测的场合实现自动检测，扩大检测应用范围；能对加工控制系统自动反馈检测信息，实现加工过程的自适应控制和优化生产。
尽管到目前为止已有众多自动化程度较高的自动检测方式可供选择，但还要根据实际需要，以质量、效率、成本的最优结合来考虑是否采用和采用何种自动检测手段，从而取得最好的技术经济效益。
5.1.2 自动化检测的内容1. 自动检测技术的目的在现代制造系统中，常常采用自动检测技术。
采用自动检测技术的目的主要有两个：一是对被加工对象进行质量控制，二是对加工状态和设备的运行状况进行监控。
1）以质量控制为目的的自动检测以质量控制为目的自动检测分两种情况：在线检测和离线检测。
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5.5
相关的检测技术
1. 磁粉探伤检测 2. 超声波探伤检测 3. 射线探伤检测 4. 涡流探伤检测
一. 无损探伤检测技术 主 要 内 容
二. 气密性检测技术
一. 无损探伤检测技术
▲无损探伤检测？ 就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 无损探伤 ▲无损检测 无损检测 无损评价 质量管理:在生产过程质量控制中的无损检测。 ▲应用形式 成品检验和验收检验:用于成品的质量控制。
中央控制
• • • •
温度传感器559个 压力传感器140个 信号传感器501个 遥控传感器142个
例子：传送带速度检测
需要解决的问题
传感器的选择
显示方式的选择
要求:
后续测量系统的设计
传送带的速度要在现场显示 出来，用于控制研究 精度和灵敏度要求不高，降 低成本很重要
系统的效能分析
自动化检测在自动化制造系统中的意义
香港理工AGV模型
c) 生产加工过程监测 切削力传感器，加工噪声传感器，超声波测距传感器、红外
接近开关传感器等
2、流程工业设备运行状态监控
在电力、冶金、石化、化工等流程工业中，生产线上设备运行状
态关系到整个生产线流程。通常建立24小时在线监测系统
石化企业输油管 道、储油罐等压 力容器的破损和 泄露检测
▲误差类别:
二、零件加工尺寸的测量装置
1、长度尺寸的测量
测量长度的量仪按测量原理分： 机械式、光学式、气动式和电动式。 1）气动量仪
适用于大中批量
★原理：将测盘的微小位移量转变成气流的压力、流量或流速的变
化，通过测量这种气流的压力或流量变化，用指示装置指示出来， 作为量仪的示值或信号。 ★组成： 测头
2）气动式主动测量装置
3）激光测量
5.3 刀具工作状态的检测和控制
一、刀具尺寸控制系统
1、概念： 刀具尺寸控制系统是指加工时对工件已加工表面进行在线自动检 测。当刀具因磨损等原因使工件尺寸变化而达到某一预定值时，控 制装置发出指令，操纵补偿装置，使刀具按照指定值进行微量位移 ，以补偿工件尺寸的变化，使工件尺寸控制在公差范围内。
在线检测
被动测量 主动测量
（工位状况、设备工作状态、工艺过程、材料零件传送过程）
3、主要的研究内容： 测量原理、测量方法、测量系统、数据处理
4、自动检测信号的选择 ●原则
1）信号准确可靠地反映被测对象的实际状态；
2）信号便于实时和在线检测； 3）检测设备的通用性和经济性。 ●常用信号 1）尺寸和位移； 2）力和力矩；
会、铁道部、中国船级社
国外： ◢ 美国培训体系：SNT-TC-1A,ASNT美国无损检测学会,ACCP
第五章
制造系统检测过程自动化
5.1概述 5.2工件尺寸精度的检测和控制 主 要 内 容
5.3刀具工作状态的检测和控制 5.4自动化加工过程的检测和监控
5.5 相关的检测技术
5.1 概述
一、自动化检测的目的和意义
检测是科学研究的基本方法
• •
表达与验证科学理论与规律 我国论文引用率0.1%，世界水平为4%,原因之一是缺乏实验测 试数据 测试技术、计算机技术、通信技术是三大信息技术
二、加工设备的故障诊断
▲监控的目标: 检测并诊断故障
▲诊断的定义: 对设备的运行状态做出判断
▲内容：
--状态量的监测：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。 --加工设备运行异常的判别：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。 --设备故障原因的识别： 找出加工设备发生故障的地点及原因。 --控制决策：就是对设备进行检修，排除故障，保证设备 能够正常工作。
图5.5非接触测量头结构型式
2）电动量仪 指示放大部分 ★组成： 传感器（电感和互感或电容传感器）
3）三坐标测量机
▲组成 工作台 三维测量头 坐标位移测量装置 计算机数控装置 ▲测量
在数控程序的控制下，测头沿被测工件表面 移动，移动过程中，测头及光学的或感应式 的测量系统将工件的尺寸记录下来，计算机 根据记录的测量结果，按给定的坐标系统 计算被测尺寸。 毛坯在托盘上的安装位置
3）振动；
5）电流； 7）声音。
4）温度；
6）光信号；
四、实现自动化检测的途径
1）在机床上安装自动化检测装置实现加工过程中的在线检测；
2）在自动线中设置专门的自动检测工位；
3）设置专门的监测装置； 4）用机器人进行辅助测量。
5.2 工件尺寸精度的检测和控制
一、检测方法
1.离线检测: 生产线外检测
▲使用
加工前测量
毛坯尺寸是否过大或过小
加工后测量
加工部位的尺寸和相互位置精度
三维测头的应用
将三维测头安放于机床刀库中，在需要检测工件时由 机械手取出并和刀具一样进行交换装入机床的主轴孔中。 测头的测量杆接触工件表面后，通过感应式或红外传送式 传感器将信号发送到接受器，然后送给机床控制器，由控 制软件对信号进行必要的计算和处理。
3、产品质量测量
在汽车、机床等设备，电机、发动机等零部件出厂时，必须对其 性能质量进行测量和出厂检验
汽车扭距测量
汽车出厂检验原理框图：
测量参数包括润滑油温度、冷却水温度、燃 油压力及发动机转速等 通过对抽样汽车的测试，工程师可以了解产 品质量 机床加工精度测量
三、自动化检测的内容
1、概念： 自动检测就是在测量和检验过程中完全不需要或仅需要很少的人工 干预而自动进行并完成的。 2、任务： 质量控制（剔除废品） 离线检测 监控（反馈给控制系统，实现自适应控制）
3）目前难题
①切削过程复杂，影响切削力的因素很多，很难把刀具磨损和 破损区分开； ②在安装测力装置时，需要改变机床结构，使调整和维修不方 便，不易为用户所接受
2、振动法
振动信号包含与刀具状态密切相关的信息。 优点：传感器选用加速度传感器，传感器通过磁力直接 吸附 在工件表面，安装方便 障碍：安装位置不同对信号会产生不同的影响； 刀具正常磨损与异常磨损界限不明确； 正确选择振动参数和排除干扰因素的敏感频段
维护检验:在产品使用过程中的检测。
▲常用的无损检测方法
目视检测Visual Testi源自g （缩写 VT）；超声检测 Ultrasonic Testing（缩写 UT）；
射线检测Radiographic Testing（缩写 RT）；
磁粉检测 Magnetic particle Testing（缩写 MT）；
渗透检测 Penetrant Testing （缩写 PT）； 涡流检测 Eddy Current Testing （缩写 ET）；
声发射 Acoustic emission （缩写 AE）。
▲无损检测培训与无损检测人员资质认证
国内：中国无损检测学会 通过国内的相关学会获得NDT对应资质： 中国特种设备检验协会、核工业无损检测中心、中国机械工程学
缺点：检测周期长，难以及时反馈质量信息 2.过程中检测（视频）: 在工序内部，即工步或进给之间
测头安装在主轴或刀架上
测头安装在机床工作台或床身上
检测结果直接输入机床数控系统，修正机床运动参数，保证工件 加工质量 测头形式简单，长度有限，只有一个测尖 缺点： 数据处理能力差
测量精度低
3.在线检测 ▲主要手段: 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。 随机误差 系统误差
•
检测是工程技术领域中一个重要的技术
• •
新工艺、新产品均离不开检测 装备系统越先进、自动化程度越高、对检测技术要求越高
•
检测成本已达到装备成本的50%~70%
机械产品的灵魂是检测系统 一架飞机需要3600只传感器及其 配套的监测仪器 一辆汽车需要30～150只传感器
高性能传感器的集合体—— “阿波罗10”（3295个检测点）
2、组成：
自动测量装置 控制装置 补偿装置
二、刀具补偿装置的工作原理
1、补偿概念 :指在两次换刀之间进行的刀具多次微量调整(脉动补偿)，以补偿
刀刃因磨损对工件加工尺寸带来的影响
2、误差补偿运动实现的方式
由测量系统和伺服驱动系统实现的误差补偿运动 硬件补偿： 通过补偿软件实现对设备几何误差和热变形误差的修正控制 软件补偿：
3、补偿量：补偿量愈小，获得的补偿精度就愈高，工件尺寸的分散范围
也愈小，对补偿执行机构的灵敏度要求也愈高
三、刀具磨损和破损的检测和监控
方法：
测量与刀具材料体积损失有关的量，如刀具径向尺寸变动量、后刀
直接法：面的磨损宽度、工件尺寸变化等，方法有光学图像法、电阻法、放
射性技术、接触法（视频）
测量切削加工过程中发出的与刀具状态有内在联系的各种信号，
利用小波分解方 法对信号进行滤 波
建立模型
5.4自动化加工设备的功能监控和故障诊断
一、监控系统的组成、要求和分类
1.组成 信号检测: 从不同角度反映加工状态的变化
特征提取: 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
状态识别: 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）激光测径仪
组成 光学机械系统
非接触式测量装置
激光电源 氦氖激光器 同步电动机 多面棱镜 透镜 光电转换器件
整形放大 脉冲合成 电路系统 填充计数 微型计算机 显示器 电源
2、零件加工表面的自动测量
零件加工表面的几何结构由形状、波度和粗糙度组成。粗糙度一 直是设计和检验零件表面质量的主要标准。 检测粗糙度的方法： 1）接触式轮廓仪/粗糙度计或比较样板 2）光学探针 3）激光
间接法：如力、温度、功率、振动及噪声等.方法有：切削力法、振动法、