測試技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與其在制造業(yè)中應(yīng)用

測試技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與其在制造業(yè)中應(yīng)用第一頁，共56頁?！獙庫o.中國機械制造業(yè)國際競爭力的影響因素研究[D]機械制造業(yè)的重要性1/3第二頁，共56頁。信息化數(shù)字測試技術(shù)機械制造業(yè)水平2/3第三頁，共56頁。測試技術(shù)精密測試技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其在制造業(yè)中的應(yīng)用1計算機視覺測試技術(shù)及應(yīng)用2三坐標(biāo)測量機技術(shù)及其在制造業(yè)中的應(yīng)用3無損檢測技術(shù)及其在制造業(yè)中的應(yīng)用4制造現(xiàn)場在線檢測與數(shù)字化測試技術(shù)5網(wǎng)絡(luò)化測試技術(shù)及其在制造業(yè)中的應(yīng)用6目錄3/3第四頁，共56頁。精密測試技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及其在制造業(yè)中的應(yīng)用——陳新月1/8第五頁，共56頁。目錄激光干涉儀精密測試技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀激光干涉儀在制造業(yè)中的應(yīng)用2/8第六頁，共56頁。精密測試技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀(jì)末測量精度水平開始向微納米級發(fā)展。我國在這方面起步較晚，近年來也取得一些重大成果，然而總體上與美英德相比，仍然存在著差距。3/8第七頁，共56頁。通常用來精確測量長度，主要是應(yīng)用邁克爾遜干涉原理，以穩(wěn)頻氦氖激光為光源，構(gòu)成一個具有干涉作用的測量系統(tǒng)。激光干涉儀4/8第八頁，共56頁。激光干涉儀5/8第九頁，共56頁。激光干涉儀可配合各種折射鏡、反射鏡等來作線性位置、速度、角度、真平度、真直度、平行度和垂直度等測量工作，并可作為精密工具機或測量儀器的校正工作。激光干涉儀的主要應(yīng)用有：幾何精度檢測：可用于檢測直線度、垂直度、俯仰與偏擺、平面度、平行度等；

位置精度的檢測及其自動補償：可檢測數(shù)控機床定位精度、重復(fù)定位精度、微量位移精度等；數(shù)控轉(zhuǎn)臺分度精度的檢測及其自動補償；雙軸定位精度的檢測及其自動補償；數(shù)控機床動態(tài)性能檢測等。激光干涉儀在制造業(yè)中的應(yīng)用6/8第十頁，共56頁。7/8激光干涉儀在制造業(yè)中的應(yīng)用機床工作臺直線度測量第十一頁，共56頁。單頻激光干涉儀原理圖雙頻激光干涉儀原理圖激光干涉儀在制造業(yè)中的應(yīng)用8/8第十二頁，共56頁。

喬冬冬計算機視覺測試技術(shù)——喬冬冬1/7第十三頁，共56頁。1目錄計算機視覺測試技術(shù)2計算機視覺測試技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用3計算機視覺測試技術(shù)的挑戰(zhàn)2/7第十四頁，共56頁。計算機視覺或機器視覺是基于一系列幾何光學(xué)、古典數(shù)學(xué)算法，并融合現(xiàn)代解刨學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、計算機技術(shù)、統(tǒng)計學(xué)、運籌學(xué)、圖論、信號分析與處理等多學(xué)科為一體的綜合性科學(xué)，他是人工智能的一個重要分支。3/7典型計算機視覺測試系統(tǒng)第十五頁，共56頁。面掃描優(yōu)點：速度較快、準(zhǔn)確度高缺點：受被測工件尺寸的影響較大、成本較高線掃描等步長線掃描：掃描方式：多次掃描優(yōu)點：受被測工件尺寸的影響較小、成本較低缺點：速度較慢自適應(yīng)線掃描方式的探索多次掃描基于CAD信息的單次掃描基于CAD信息的自適應(yīng)掃描方式計算機視覺測試技術(shù)——CCD相機成像方式4/7第十六頁，共56頁。標(biāo)準(zhǔn)件信息數(shù)據(jù)庫被測物體提取圖像信息特征對比普通圖像處理過程被測物體信息被測物體灰度值數(shù)字化確定邊界編碼DXF文件CCD掃描特征對比數(shù)學(xué)處理被測物體信息CAD設(shè)計尺寸基于CAD信息下的圖像處理技術(shù)計算機視覺測試技術(shù)——圖像處理方式5/7第十七頁，共56頁。計算機視覺測試技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用由于計算機視覺測試技術(shù)具有非接觸、實時測試等特點，可以實現(xiàn)對產(chǎn)品的在線檢測。計算機視覺測試技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用：工業(yè)檢測焊接電力系統(tǒng)6/7焊縫檢測高壓電線表面質(zhì)量檢測第十八頁，共56頁。計算機視覺檢測技術(shù)的挑戰(zhàn)定位：工件、CCD相機成像：CCD相機的像素圖像處理：圖像處理方法計算機視覺檢測是一個十分復(fù)雜的系統(tǒng)，其研究工作存在著不少的挑戰(zhàn)，主要有以下幾個方面：7/7第十九頁，共56頁。

三坐標(biāo)測量技術(shù)及應(yīng)用——王瀟榕1/7第二十頁，共56頁。目錄三坐標(biāo)測量技術(shù)新發(fā)展三坐標(biāo)測量機三坐標(biāo)測量技術(shù)的應(yīng)用三坐標(biāo)測量的工作原理12342/7第二十一頁，共56頁。三坐標(biāo)測量機起源優(yōu)點組成主機測頭控制系統(tǒng)通用性強方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與程序控制測量精確可靠20世紀(jì)60年代精密測試儀精密高效3/7第二十二頁，共56頁。三坐標(biāo)測量的工作原理確定空間點的位置，是評定任何幾何形狀的基礎(chǔ)。測量元素經(jīng)過數(shù)學(xué)計算的方法得出其形狀位置工差以及其他數(shù)據(jù)。將這些點的的值經(jīng)過計算機處理，擬合形成測量元素。即各種形狀。①②③4/7第二十三頁，共56頁。數(shù)據(jù)處理技術(shù)及軟件誤差自補償技術(shù)非接觸式測試探頭系統(tǒng)集成應(yīng)用技術(shù)三坐標(biāo)測量技術(shù)新發(fā)展自動測量技術(shù)5/7第二十四頁，共56頁。機械制造電子工業(yè)汽車工業(yè)三坐標(biāo)測量技術(shù)的應(yīng)用德國Werth公司的TomoScope2006/7第二十五頁，共56頁。德國Werth公司的TomoScope200①內(nèi)外部結(jié)構(gòu)尺寸快速全面測量②內(nèi)部材料裂紋分析③特殊工業(yè)高精度無損化裝配評估7/7第二十六頁，共56頁。無損檢測技術(shù)及其在制造業(yè)中的應(yīng)用——鄭騰飛1/8第二十七頁，共56頁。目錄激光全息無損檢測無損檢測技術(shù)無損檢測方法2/8第二十八頁，共56頁。無損檢測技術(shù)

利用材料的某些物理量由于有缺陷而發(fā)生的變化，測量其變化量，從而判斷材料內(nèi)部是否存在缺陷。

1978年11月無損檢測學(xué)會在上海成立。2009年3月發(fā)布的“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項第一批課題申報指南中涉及無損檢測技術(shù)的研究問題。2016年11月16日由中國機械工程學(xué)會無損檢測分會新技術(shù)專業(yè)委員會主辦、南京航空航天大學(xué)承辦的第十四屆全國無損檢測新技術(shù)交流會在南京成功召開。3/8第二十九頁，共56頁。無損檢測方法磁粉檢測滲透檢測4/8第三十頁，共56頁。無損檢測方法渦流檢測超聲檢測射線檢測5/8第三十一頁，共56頁。激光全息無損檢測將不同受載情況下的物體表面狀態(tài)用激光全息照相方法記錄下來，進(jìn)行比較和分析，從而評價被檢物體的質(zhì)量。6/8第三十二頁，共56頁。檢測靈敏度高一次檢測面積大對被檢測對象沒有特殊要求便于對缺陷進(jìn)行定量分析特點:7/8第三十三頁，共56頁。加載方式及應(yīng)用內(nèi)部充氣法

主要應(yīng)用于蜂窩結(jié)構(gòu)，輪胎、壓力容器、管道等產(chǎn)品。蜂窩結(jié)構(gòu)內(nèi)部充氣后，蒙皮在氣體的作用下向外鼓起，脫膠處的蒙皮在氣體作用下向外鼓起的量比周圍大，形成脫膠處相對于周圍蒙皮有一個微小變形。表面真空法

對于無法采用內(nèi)部充氣的結(jié)構(gòu)，如不聯(lián)通蜂窩、疊層結(jié)構(gòu)、鈑金膠接結(jié)構(gòu)等，可以在外表面抽真空加載，造成缺陷處表皮的內(nèi)外壓力差，從而引起缺陷處表皮變形。熱加載法

這種方法是對物體施加一個是當(dāng)溫度的熱脈沖，物體因受熱而變形，內(nèi)部有缺陷時，由于傳熱較慢，該局部區(qū)域比較缺陷周圍的溫度要高。因此，造成該處的變形量相應(yīng)也較大，從而形成缺陷處相對于周圍的表面變形有了一個微差位移。8/8第三十四頁，共56頁。制造現(xiàn)場在線檢測與數(shù)字化測試技術(shù)——代磊1/11第三十五頁，共56頁。2/11第三十六頁，共56頁。為實現(xiàn)零廢品生產(chǎn)所做的工作統(tǒng)稱為零廢品工程。上世紀(jì)60年代，零缺陷之父、世界質(zhì)量先生——PhilipB.Crosby首次提出了零缺陷概念并給出了他的四項準(zhǔn)則：

①質(zhì)量的定義與需求相一致；

②質(zhì)量系統(tǒng)是預(yù)防性的；

③貫徹的標(biāo)準(zhǔn)是零缺陷；

④質(zhì)量的測量是非一致性的；

3/11第三十七頁，共56頁。零廢品生產(chǎn)的必要手段是質(zhì)量超前控制，質(zhì)量超前控制的關(guān)鍵就是建立一個閉環(huán)的在線質(zhì)量測控系統(tǒng)，通過對制造過程的100％在線檢測和質(zhì)量分析及制造過程加工預(yù)測來實現(xiàn)對制造質(zhì)量的控制，減少廢品出現(xiàn)的幾率，直至零廢品目標(biāo)的實現(xiàn)。4/11第三十八頁，共56頁。5/11第三十九頁，共56頁。6/11第四十頁，共56頁。近年來，RFID作為目前最為先進(jìn)的非接觸式感應(yīng)自動識別技術(shù)，憑借其諸多優(yōu)點在國內(nèi)外迅速發(fā)展，得到了廣泛的使用。什么是RFID?RFID是無線射頻識別技術(shù)（RadioFrequencyIdentification）的縮寫，俗稱電子標(biāo)簽。

7/11第四十一頁，共56頁。8/11第四十二頁，共56頁。9/11第四十三頁，共56頁。項目條形碼RFID數(shù)據(jù)容量信息存儲容量小電子芯片內(nèi)存，容量大更新能力承載信息不可更新數(shù)據(jù)可反復(fù)重置、更新信息傳遞準(zhǔn)確性人為誤掃，準(zhǔn)確度低自動高效識別，準(zhǔn)確度高安全性信息裸露，容易被復(fù)制電子芯片承載，可加密識別數(shù)量一次只能識別一個條碼可同時識別多個RFID標(biāo)簽識別距離幾十厘米以內(nèi)幾厘米到幾十米環(huán)境條件環(huán)境要求高可在惡劣環(huán)境下使用操作方便性視野內(nèi)，手動識別自動高效識別高速識別識別移動中物體有所限制可進(jìn)行高速移動10/11第四十四頁，共56頁。11/11第四十五頁，共56頁。網(wǎng)絡(luò)化測試技術(shù)及其在制造業(yè)中的應(yīng)用——高文凱1/9第四十六頁，共56頁。目錄01網(wǎng)絡(luò)化測試技術(shù)背景02網(wǎng)絡(luò)化測試技術(shù)03網(wǎng)絡(luò)化測試技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用2/9第四十七頁，共56頁。網(wǎng)絡(luò)化測試技術(shù)背景01單個測試系統(tǒng)完成的任務(wù)有限03測試信息無法同步且不完整02測試任務(wù)需要分布在不同地區(qū)的數(shù)個測試系統(tǒng)共同完成04檢測結(jié)果受環(huán)境氣候等因素影響3/9第四十八頁，共56頁。網(wǎng)絡(luò)化測試技術(shù)概念

計算機測試儀器測試模塊智能傳感器現(xiàn)場總線Internet無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)4/9第四十九頁，共56頁。網(wǎng)絡(luò)化測試技術(shù)結(jié)構(gòu)——系統(tǒng)硬件組成——陳國強,范曉彬.工程測試技術(shù)與信號處理[M]5/9第五十頁，共56頁。網(wǎng)絡(luò)化測試技術(shù)結(jié)構(gòu)——系統(tǒng)軟件組成應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)接口Internet監(jiān)聽程序申請/注冊程序測試服務(wù)程序儀器驅(qū)動程序儀器6/9第五十一頁，共56頁。12345資源共享信息共享負(fù)荷均衡減少設(shè)備重復(fù)投資數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理分析成為一體實現(xiàn)實時采集、實時監(jiān)測、多機備份控制者不必親臨現(xiàn)場可以用于危險的、環(huán)境惡劣的、不適合人員操作的測試工作方便研究機構(gòu)遠(yuǎn)程控制和操作網(wǎng)絡(luò)化測試技術(shù)特點7/9第五十二頁，共56頁。關(guān)鍵技術(shù)技術(shù)背景發(fā)展方向時間不確定性廣泛應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)都是異步的延遲受天氣、環(huán)境、測試設(shè)備性能等因素影響網(wǎng)絡(luò)通信延遲小延遲時間確定抗干擾能力強信息完整性網(wǎng)絡(luò)通信被干擾網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議被更改測試網(wǎng)絡(luò)與信息傳輸網(wǎng)絡(luò)的緊密集成協(xié)同測試不同測試儀器與測試系統(tǒng)會采用不同通信協(xié)議且分布在不同地理位置通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換時間基準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)測試流程網(wǎng)絡(luò)安全測試結(jié)點分散,結(jié)點與結(jié)點之間相距較遠(yuǎn),且各測試結(jié)點均與測試通信網(wǎng)絡(luò)相連,所以基本上屬于全開放式網(wǎng)絡(luò)會出現(xiàn)軟硬件損壞，傳輸信息錯誤或泄密，病毒入侵等不良現(xiàn)象網(wǎng)絡(luò)隔離數(shù)據(jù)加密身份認(rèn)證安全監(jiān)控信息隱藏網(wǎng)絡(luò)化測試技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)8/9第五十三頁，共56頁。艦載網(wǎng)絡(luò)化測試系統(tǒng)背景在艦載武器系統(tǒng)試驗中需要測試的信號種類和數(shù)量越來越多，如果將眾多的被測信號集中到固定艙