先进制造过程的测试技术及其发展趋势

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1、!"#$%&!"文章编号!!*&$)"!$!"$""*#"*)""$&)",先进制造过程的测试技术及其发展趋势吴耀金$张治民$于建民$薛勇!中北大学山西省精密成形工程中心#山西太原",""%!"摘要!当今制造业中#用于先进制造过程中测试计量的费用往往占生产设备和产品成本的很大比例$本文从测试系统的组成及其数学模型着手#简单介绍了先进制造中的现场%非接触%数字化测试技术#从而提出测试技术在先进制造领域的发展趋势$关键词!机械制造&测试技术&发展趋势&综述中图分类号!-./文献标识码!0!测试技术在机械系统和制造过程中的作用与地被测对测量位象的特检出变换分析处理显示

2、记录结果征量测试是信息获取的手段!是信息处理系统的源输出量输入量头和重要组成部分"以传感#测量为主要研究内容的图!典型测试系统的组成测试技术是国民经济的重要技术基础之一!是机械入量&!%"&#测试系统属性和输出量#%"&三者之间的科学和先进制造不可或缺的重要组成部分!是科学关系!从而为合理设计或选择测试系统!正确评价测研究和制造的眼睛"试结果奠定理论基础"制造业中!用于测试计量的费用往往占生产设测试系统的数学模型是根据相应的物理定律备和产品成本的很大比例!根据美国#日本等工业发%例如牛顿定律#能量守衡定律#基尔霍夫电路定律达国家的统计资料!在汽车制造行业!用于测

3、量仪器等&而得出的一组将系统的输出与输入联系起来的及测试计量的费用约占产品成本的!"#$在微电子数学方程式"它能够深刻反映出测试仪器的工作特制造行业!更高达$%#"在我国!随着制造业的快速性和品质!预测作用在各仪器上的输入量#外界干扰发展!测试计量仪器设备在生产设备中所占的比重量和仪器自身的内部参数对测试的影响"因此!常常越来越大!重要性逐步显现"以国内汽车制造主流厂借助于数学模型来研究测试系统及其各环节的属商一汽大众为例!仅坐标测量机一项!该厂就有近性"大多数的测试系统都可假定为具有集中参数#有&"台!且绝大部分为高端产品!单台售价超过人民限自由度和参数时不变

4、的物理系统"因此!测试系统币!""万元"一般而言!产品的加工精度和制造质量都可视作线性定常系统来处理!即系统的输入信号直接受测试计量水平的制约!随着加工精度#质量要%激励&!%"&和输出信号%响应&#%"&之间存在着如下求的不断提高!测试技术的重要性将更加突出"一个解析关系式’’%#%’!%"&’#%"&’#%"&$%’"%&$%(!’"%(!&($!’"&$"#%"&"测试系统组成及数学模型’+!+(!%"&’!%"&’!%"&"#!测试系统组成)*+’"+,*+)!’"+(!&(*!’"&*"!%"&期测试系统是包含对被测对象的特征量进行检%+’式中’’#%

5、"&#’!%"&))分别为系统输出#输入对第’"%’"+出#变换#传输#分析#处理#判断和显示等不同功能年’&环节所构成的一个总体"图!所示为典型系统框图"时间的各阶微商$&%"#"测试系统的数学模型$%#*+))系统的结构性参数!均为常数"术技整个测试的核心问题是分析和研究被测量%输上式为常系数线性微分方程式!系统的阶次由造制输出量最高微商阶次决定"在工程实际中!大量测试与备系统只有有限阶次!其中最常见的测试系统可概括收稿日期!$""*)"+)!,装作者简介!吴耀金!!+&%)"#男#助教#从事塑性成形和数值模拟研究为零阶系统#一阶系统#二阶系统"更为复杂的系

6、统压锻与教学可看作是这些简单系统的组合"$#"!!"!"!"#$%&!先进制造的测试技术求!应进一步研究不同形式和功能的单元测量传感在传统制造业中!制造和检测常常是分离的!检器!研究开发%"线性传感器#)"平面传感器#!"形测环境和制造环境不一致!检测的目的是判断产品貌传感器!扩大量程应用范围!同时提高测量精度!是否合格!检测信息对制造过程无直接影响"现代制缩少测量时间"多个测量传感器组合在一起构成完造业已呈现出和传统制造不同的设计理念#制造技整的视觉检测站!更具有一般通用性"因而需要研究术!测量技术应当从传统的非现场#$事后%测量!进多个#多种视觉测量传感器的

7、信息融合#组合应用和入制造现场!参与到制造过程!实现现场在线测量"系统控制技术!研究视觉检测站作为标准在线测量在目前乃至未来的一段时间内!先进制造中的设备的可能性"现场#非接触#数字化测试技术!可望在多尺寸视觉对于由多工序#多工位组成的大型制造流水线!在线测量#与机械系统一体化的测试技术#数码柔性其产品及生产线状态全程检测与监控的最有效手段坐标测量#三维形貌测量#机器人测量机等方面取得是在控制工位设置视觉检测站!在线测量产品关键研究应用突破!并获得成熟的工业应用"部件&分总成’制造精度或生产线关键工位状态!将!"#多尺寸视觉在线测量所有检测站数据通过网络数据库汇

8、总#融合!就可以视觉检测