先進測試技術(shù)及發(fā)展趨勢-wenkub
2023-04-08 07:23:58 本頁面
【正文】 代， mm量級。因此，現(xiàn)代制造對測試技術(shù)不斷提出在尺度、精度、環(huán)境、方式等方面的新要求。機械產(chǎn)品的加工精度和制造質(zhì)量直接受測試計量水平的制約，甚至所要求的精度要靠其來保證。在制造企業(yè)中，用于制造過程中測試計量的費用往往占生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)品成本的很大比例?，F(xiàn)代制造技術(shù)在向精密化、極端化、集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、虛擬化方向的發(fā)展過程中，促進了相應(yīng)的先進測試技術(shù)的發(fā)展。該文針對當(dāng)前制造業(yè)信息化工程技術(shù)、高檔數(shù)控加工等現(xiàn)代制造系統(tǒng)應(yīng)用的實際情況，分析論述現(xiàn)代制造技術(shù)與先進測試技術(shù)的協(xié)同發(fā)展的問題。制造業(yè)信息化工程實施對先進測試技術(shù)的需要更為迫切。在分析現(xiàn)代制造系統(tǒng)與先進測試技術(shù)同步發(fā)展特征的基礎(chǔ)上，探討現(xiàn)代制造系統(tǒng)與先進測試技術(shù)相互關(guān)系和協(xié)同發(fā)展的問題。針對先進測試技術(shù)的研究要緊緊圍繞現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展需要，分析論述了先進測試技術(shù)領(lǐng)域的一些值得關(guān)注、重點研究和應(yīng)用的技術(shù)發(fā)展方向。因此，采用先進信息化數(shù)字測試技術(shù)和產(chǎn)品來迅速提升機械制造業(yè)水平，是當(dāng)前一個重要的發(fā)展方向。通過討論先進測試技術(shù)現(xiàn)狀、需求與特征，分析論述了現(xiàn)代制造系統(tǒng)中的精密測試、在線檢測、數(shù)字化測試、計算機視覺測試、三坐標(biāo)測試機等技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展概況，目的是圍繞現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展需要，提出了先進測試技術(shù)領(lǐng)域的一些值得關(guān)注和重點研究的問題。同時，現(xiàn)代制造技術(shù)快速進步引發(fā)了許多新型測試問題，并將推進傳感器、測試技術(shù)、測試儀器系統(tǒng)與現(xiàn)代制造系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展，相互支持，構(gòu)建集成一體化的現(xiàn)代制造集成系統(tǒng)(CIMS)。根據(jù)美國、日本等工業(yè)發(fā)達國家的統(tǒng)計資料，在汽車制造行業(yè)，用于測試儀器及測試計量的費用約占產(chǎn)品成本的10%，在微電子制造行業(yè)高達25 %。對加工精度和質(zhì)量要求的不斷提高都轉(zhuǎn)換為對高精度測試技術(shù)的要求。總之，現(xiàn)代制造技術(shù)的快速進步引發(fā)了許多新型計測問題，推動著傳感器、測試計量儀器的研究與發(fā)展，促使測試技術(shù)中的新原理、新技術(shù)、新裝置系統(tǒng)不斷出現(xiàn)。大型發(fā)電設(shè)備、航空航天機械系統(tǒng)等產(chǎn)品的發(fā)展，導(dǎo)致從微觀到宏觀的尺寸測量范圍不斷擴大，目前從微觀到宏觀的尺寸測量范圍已達達到40個數(shù)量級。 （2）在線測試與機電系統(tǒng)的集成化。 （4）測試信息的集成與多信息融合。 （5）虛擬測試與虛擬儀器。為此，本節(jié)重點對部分有代表性的先進測試技術(shù)、儀器系統(tǒng)以及應(yīng)用發(fā)展情況進行分析綜述。 （2）高性能激光測試系統(tǒng)，重點是雙頻激光干涉儀，此種儀器測量準(zhǔn)確度高，測量范圍大，常用于超精密機床作位置測量和位置控制測量反饋元件設(shè)備。X射線干涉顯微測量技術(shù)是近年來新發(fā)展的nm測量技術(shù)，是一種測量范圍大，較易實現(xiàn)的nm級測量方法。目前技術(shù)研究和集成應(yīng)用體現(xiàn)在以下方面: （1）數(shù)控機床在線檢測技術(shù)。 （2）測試儀器與制造系統(tǒng)的集成。這是一類重要的幾何量測試技術(shù)方法，在模具、逆向工程、質(zhì)量控制等方面有著廣泛應(yīng)用。量程擴大，向微納和超大尺寸兩端延伸。目前， mm的重復(fù)定位精度，為機器人用于測量提供了精度保證。視覺檢測技術(shù)在目前被認為是實現(xiàn)在線精密測試的一種最有效手段，可以理想地解決多尺寸在線測試問題，通過對生產(chǎn)線中每個加工環(huán)節(jié)的加工狀態(tài)、加工產(chǎn)品的每個零部件進行實時檢測，提供制造過程生產(chǎn)線狀態(tài)和產(chǎn)品質(zhì)量的完整信息。在需要的環(huán)境光照條件下，成像設(shè)備(CCD、攝像機、圖像采集卡等)把被測對象三維場景的圖像采集到計算機內(nèi)部，應(yīng)用圖像處理技術(shù)對采集到的原始圖像進行預(yù)處理，通過邊緣提取和亞像素技術(shù)得到所測對象的亞像素級邊緣，從圖像中提取感興趣的特征，進行模式識別與分類整理，運用人工智能等方法完成所要求的測試任務(wù)。判斷分類與結(jié)果輸出。三坐標(biāo)測量機(CMM)是適應(yīng)現(xiàn)代制造系統(tǒng)發(fā)展趨勢的典型代表，是一種在機械制造領(lǐng)域得到廣泛使用的幾何尺寸數(shù)字化檢測設(shè)備，幾乎可以對生產(chǎn)中的所有三維復(fù)雜零件尺寸、形狀和相互位置進行高準(zhǔn)確度測量。先進測試軟件系統(tǒng)中包含有系統(tǒng)誤差補償、系統(tǒng)參數(shù)識別和優(yōu)化技術(shù)，同時在硬件設(shè)計上采用了新的技術(shù)，例如，德國Carl Zeiss公司最近開發(fā)的CNC小型坐標(biāo)測量機采用熱不靈敏陶瓷技術(shù)(Thermally insensitive ceramic techn
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