自动化机械制造系统[1]检测技术论文摘要:随着机械制造行业的快速发展,产品质量和制造精度的不断完善和提高,对检测仪器和设备的要求也越来越高。加强自动化机械制造系统中检测技术的研究,对于保证机械制造的质量,迅速实现检测设备的自动化,不仅可以尽量消除一些人为因素所造成的误差,而且能够使得检测的结果更加稳定,获得更高的可信度,不断提升劳动生产率都具有非常重要的意义。前言现代科学技术的发展以及人类的不断进步离不开检测技术的不断完善,无论是在机械制造、化工、电力等行业,还是在交通领域、国防科研、日常生活等方面,检测技术都扮演着举足轻重的角色。而随着计算机技术和集成技术的不断进步,检测设备自身的功能也不断获得极大拓展,使得检测设备开始有了较为长远的进步。1检测技术在自动化机械制造系统中应用的作用随着信息化和数字化技术的发展,机械制造系统逐渐实现了自动化,其中,检测技术自动化是借助一些自动化检测设备,自动检测相关参数,并能提供出一些有价值的数据和信息,主要包括被检测对象的设备运行状况、加工条件、缺陷、形状以及尺寸等。现阶段的自动化检测不再是单纯地检测被加工零件的参数,而是被运用在整个生产过程,有利于实现工艺检测过程的最佳状态。产品的加工精度和制造质量除了受到设备自身制造的精度影响,同时也与检测的技术密切关联。目前,我国很多的机械生产厂家投入大量的资金引入先进的机械检测设备,其中所使用的坐标检测机就是所应用的自动化系统的重要检测设备之一,在自动化制造系统运行中,具有非常重要的作用。实现检测设备的自动化,不仅可以尽量消除一些人为因素所造成的误差,而且能够使得检测的结果更加稳定,获得更高的可信度,根据检测的结果,可以更好地实现加工过程的质量控制,真正做到保证生产的产品质量。2检测系统的概念、组成及其特性2.1概念检测技术就是利用各种物理效应,选择合适的方法与装置,将生产、科研、生活中的有关信息,通过检查与测量手段进行定性的了解和定量的分析所采取的一系列技术措施。2.2系统组成自动检测系统或检测装置通常是由自动信号处理电路和显示记录装置等部分组成。具体来说,检测系统包含了对机械的测量、计量[2]、保护、诊断以及其信号处理等等方面,主要功能就是找到各类表现形式,信号使之能够与自然信息相对应,以此确定他们之间的定性以及定量关系,并且从各类表现形式信号中挑选出在当前实际情况下最合理的表现形式信号,最后总结并研发出能够获得最佳的信号采集、信号处理、信号存储以及显示的检测设备。2.3检测系统数学模型检测系统的核心部件是传感器,当传感器的输入信号随时间变化较快时,由于传感器内的各种运动惯性及能量传递需要时间,传感器的输出无法瞬时地完全追随输入量变化。为了系统分析传感器输入量和输出量之间的关系,了解测试系统的特性,必须建立数学模型。较为理想的一种检测系统是线性的系统,在动态的测试当中做非线性的校正是比较困难的,只有对线性的系统才能做出较为完整的分析和数学处理,所有的物理系统都属于非线性的系统,在特定的工作环境当中,可以省略掉那些影响不大的非线性因素所能引起的误差,用线性微分的方程描述它的输出量和输入量的关系,数学模型如下:dm x dtm 为系统输入量对时间的各阶微分;dn ydtn 为系统输出量对时间的各阶微分;an,bm为系统的结构性参数,由传感器的物理参数决定,均为常数。该数学模型是常系数线性微分方程式,其系统的阶次主要是根据输出量最高微分阶次所决定的。从数学模型角度来看,其测试的系统对于较复杂的测试系统来讲,可以被看作是简单系统地组合或者是叠加。3检测技术在自动化机械制造系统中的应用3.1自动化制造系统中的测量装置自动化制造系统的测量装置分为直接测量和间接测量,直接测量装置在加工过程中用量头直接测量工件的尺寸变化,主动监视和控制机床的工作,间接测量装置则依靠预先调整好的定程装置,控制机床的执行部件或刀具行程的终点位置间接控制工件的尺寸。3.1.1直接测量装置根据被测表面不同,可以将直接测量装置分成检验断续表面、平面、孔、圆等不同的装置,图1为外圆磨削自动测量装置。该浮动式单触点测量装置由量头2、浮动式气动量仪6,晶体管光电控制器[3]7和光电传感器9组成。量头安装在磨床工作台上,测量杠杆3的硬质合金端而与工件的卜母线相接触。另一端而B与气动喷嘴[4]1之间具有一定的间隙Z。杠杆3的A处具有一定的弹性变形,以保持触点对工件的测量力。当工件达到规定的尺寸时,浮标正好切断光电控制器从灯泡8发出的光束,于是光电传感器输出1个信号,控制砂轮5退出工件。3.1.2间接测量装置以间接测量法控制加工过程时,不是用测量装置直接检测工件尺寸的变化,而是利用预先调整好的定程装置,控制机床执行机构[5]的行程,或借助于专用的装置检测工具的尺寸,间接地控制工件的尺寸。图2是晰磨过程中采用的间接测量装置的工作原理图。当珩磨头4抽上到最高位置时,塑料块3进入标准环2的孔中,当工件的余量未被切除时,珩磨头的外径小于标准环的孔径。在珩磨过程中。砂条1逐渐向外胀开,当工件孔径达到要求的尺寸时,塑料块进入标准环的孔中后,便以摩擦力带动标准环转动,标准环上的销压在信号发送装置上,发出停车信号。采用这种装置时,必须注意到塑料块与砂条1的磨损不一致,所以应根据塑料块的磨损规律来预先决定超标准环孔相应的尺寸,以减小测量误差。3.2自动化制造系统中的刀具控制系统刀具控制系统是指加工时对工件已加工表而尺寸进行在线(在机床内)自动测量。当刀具由于磨损等原因,使工件尺寸变化达到某一预定值时,控制装置发出指令,操纵补偿装置,使刀具按指定值进行位移来补偿工件尺寸的变化,使之严格控制在公差范围内。图3是膛床的刀具尺寸控制系统原理图。已经加工好的工件7由测量头6进行测量,测量结果反映在控制装置上。当工件尺寸变化达到某一预定值时,控制装置5向自动补偿装置4发出补偿指令,通过膛头3使膛刀2产生微量的径向位移,以补偿由于刀具磨损或其他因素引起的尺寸变化,进行补偿后,再开始另一个工件的加工。4结语总之,随着机械制造行业的快速发展,产品质量和制造精度的不断完善和提高,对检测仪器和设备的要求也越来越高。加强自动化机械制造系统中检测技术的研究,对于保证机械制造的质量,迅速实现检测设备的自动化,不仅可以尽量消除一些人为因素所造成的误差,而且能够使得检测的结果更加稳定,获得更高的可信度,不断提升劳动生产率都具有非常重要的意义。

自动化机械制造系统^[1]检测技术论文

摘要:随着机械制造行业的快速发展,产品质量和制造精度的不断完善和提高,对检测仪器和设备的要求也越来越高。加强自动化机械制造系统中检测技术的研究,对于保证机械制造的质量,迅速实现检测设备的自动化,不仅可以尽量消除一些人为因素所造成的误差,而且能够使得检测的结果更加稳定,获得更高的可信度,不断提升劳动生产率都具有非常重要的意义。

前言

现代科学技术的发展以及人类的不断进步离不开检测技术的不断完善,无论是在机械制造、化工、电力等行业,还是在交通领域、国防科研、日常生活等方面,检测技术都扮演着举足轻重的角色。而随着计算机技术和集成技术的不断进步,检测设备自身的功能也不断获得极大拓展,使得检测设备开始有了较为长远的进步。

1检测技术在自动化机械制造系统中应用的作用

随着信息化和数字化技术的发展,机械制造系统逐渐实现了自动化,其中,检测技术自动化是借助一些自动化检测设备,自动检测相关参数,并能提供出一些有价值的数据和信息,主要包括被检测对象的设备运行状况、加工条件、缺陷、形状以及尺寸等。现阶段的自动化检测不再是单纯地检测被加工零件的参数,而是被运用在整个生产过程,有利于实现工艺检测过程的最佳状态。

产品的加工精度和制造质量除了受到设备自身制造的精度影响,同时也与检测的技术密切关联。目前,我国很多的机械生产厂家投入大量的资金引入先进的机械检测设备,其中所使用的坐标检测机就是所应用的自动化系统的重要检测设备之一,在自动化制造系统运行中,具有非常重要的作用。实现检测设备的自动化,不仅可以尽量消除一些人为因素所造成的误差,而且能够使得检测的结果更加稳定,获得更高的可信度,根据检测的结果,可以更好地实现加工过程的质量控制,真正做到保证生产的产品质量。

2检测系统的概念、组成及其特性

2.1概念

检测技术就是利用各种物理效应,选择合适的方法与装置,将生产、科研、生活中的有关信息,通过检查与测量手段进行定性的了解和定量的分析所采取的一系列技术措施。

2.2系统组成

自动检测系统或检测装置通常是由自动信号处理电路和显示记录装置等部分组成。具体来说,检测系统包含了对机械的测量、计量^[2]、保护、诊断以及其信号处理等等方面,主要功能就是找到各类表现形式,信号使之能够与自然信息相对应,以此确定他们之间的定性以及定量关系,并且从各类表现形式信号中挑选出在当前实际情况下最合理的表现形式信号,最后总结并研发出能够获得最佳的信号采集、信号处理、信号存储以及显示的检测设备。

2.3检测系统数学模型

检测系统的核心部件是传感器,当传感器的输入信号随时间变化较快时,由于传感器内的各种运动惯性及能量传递需要时间,传感器的输出无法瞬时地完全追随输入量变化。为了系统分析传感器输入量和输出量之间的关系,了解测试系统的特性,必须建立数学模型。较为理想的一种检测系统是线性的系统,在动态的测试当中做非线性的校正是比较困难的,只有对线性的系统才能做出较为完整的分析和数学处理,所有的物理系统都属于非线性的系统,在特定的工作环境当中,可以省略掉那些影响不大的非线性因素所能引起的误差,用线性微分的方程描述它的输出量和输入量的关系,数学模型如下:

dm x dtm 为系统输入量对时间的各阶微分;

dn ydtn 为系统输出量对时间的各阶微分;

an,bm为系统的结构性参数,由传感器的物理参数决定,均为常数。

该数学模型是常系数线性微分方程式,其系统的阶次主要是根据输出量最高微分阶次所决定的。从数学模型角度来看,其测试的系统对于较复杂的测试系统来讲,可以被看作是简单系统地组合或者是叠加。

3检测技术在自动化机械制造系统中的应用

3.1自动化制造系统中的测量装置

自动化制造系统的测量装置分为直接测量和间接测量,直接测量装置在加工过程中用量头直接测量工件的尺寸变化,主动监视和控制机床的工作,间接测量装置则依靠预先调整好的定程装置,控制机床的执行部件或刀具行程的终点位置间接控制工件的尺寸。

3.1.1直接测量装置

根据被测表面不同,可以将直接测量装置分成检验断续表面、平面、孔、圆等不同的装置,图1为外圆磨削自动测量装置。

该浮动式单触点测量装置由量头2、浮动式气动量仪6,晶体管光电控制器^[3]7和光电传感器9组成。量头安装在磨床工作台上,测量杠杆3的硬质合金端而与工件的卜母线相接触。另一端而B与气动喷嘴^[4]1之间具有一定的间隙Z。杠杆3的A处具有一定的弹性变形,以保持触点对工件的测量力。当工件达到规定的尺寸时,浮标正好切断光电控制器从灯泡8发出的光束,于是光电传感器输出1个信号,控制砂轮5退出工件。

3.1.2间接测量装置

以间接测量法控制加工过程时,不是用测量装置直接检测工件尺寸的变化,而是利用预先调整好的定程装置,控制机床执行机构^[5]的行程,或借助于专用的装置检测工具的尺寸,间接地控制工件的尺寸。图2是晰磨过程中采用的间接测量装置的工作原理图。

当珩磨头4抽上到最高位置时,塑料块3进入标准环2的孔中,当工件的余量未被切除时,珩磨头的外径小于标准环的孔径。在珩磨过程中。砂条1逐渐向外胀开,当工件孔径达到要求的尺寸时,塑料块进入标准环的孔中后,便以摩擦力带动标准环转动,标准环上的销压在信号发送装置上,发出停车信号。采用这种装置时,必须注意到塑料块与砂条1的磨损不一致,所以应根据塑料块的磨损规律来预先决定超标准环孔相应的尺寸,以减小测量误差。

3.2自动化制造系统中的刀具控制系统

刀具控制系统是指加工时对工件已加工表而尺寸进行在线(在机床内)自动测量。当刀具由于磨损等原因,使工件尺寸变化达到某一预定值时,控制装置发出指令,操纵补偿装置,使刀具按指定值进行位移来补偿工件尺寸的变化,使之严格控制在公差范围内。

图3是膛床的刀具尺寸控制系统原理图。已经加工好的工件7由测量头6进行测量,测量结果反映在控制装置上。当工件尺寸变化达到某一预定值时,控制装置5向自动补偿装置4发出补偿指令,通过膛头3使膛刀2产生微量的径向位移,以补偿由于刀具磨损或其他因素引起的尺寸变化,进行补偿后,再开始另一个工件的加工。

4结语

总之,随着机械制造行业的快速发展,产品质量和制造精度的不断完善和提高,对检测仪器和设备的要求也越来越高。加强自动化机械制造系统中检测技术的研究,对于保证机械制造的质量,迅速实现检测设备的自动化,不仅可以尽量消除一些人为因素所造成的误差,而且能够使得检测的结果更加稳定,获得更高的可信度,不断提升劳动生产率都具有非常重要的意义。