现代质量工程-6质量检测技术(20)讲

1、1制造系统与质量工程研究所西安交通大学2七、制造质量检测技术质量检测系统基本组成质量检测系统一般由传感器，包括放大器和滤波器在内的信号调理电路，多路模拟开关，采样/保持电路，A/D转换器以及控制逻辑电路等组成。3七、制造质量检测技术质量检测系统基本组成传感器：用来从生产过程中获取生产线运行状态和产品质量信息信号调理电路：传感器输出的模拟信号往往因其幅值小，可能含有不需要的高频分量或其阻抗不能与后续电路匹配等原因，需要对信号进行必要的处理。信号调理电路的功能主要是放大和滤波。多路模拟开关：在控制信号的作用下，将来自多个独立模拟信号源的信号按指定的顺序依次送到采样/保持电路。采样/保持电路：用来保

2、持A/D转换器的精度。A/D转换器：将模拟输入信号转换成数字信号。控制逻辑电路：用集成化的控制多路模拟开关（电路）、采样/保持电路和A/D转换器。4七、制造质量检测技术质量检测技术分类按实测的量是否被测量可以分为直接测量：无需对被测的量与其他实测的量进行函数关系的辅助计算，而直接得到被测量值的测量。间接测量：实测的量与被测的量之间有已知函数关系，通过计算而得到被测量值的测量。按零件上同时被测参数的多少可分为： 综合测量：同时检测零件的几个相关参数的综合效应或综合参数，例如齿轮的啮合测量法。单项测量：每次只测量一个单独的几何参数。例如齿轮的齿厚、螺纹的螺距等。5七、制造质量检测技术质量检测技术分

3、类按被测工件表面与量仪之间是否接触可以分为接触式测量：测量头与工件直接接触，有一定大小的测量力。例如三坐标测量机逐点接触式测量。非接触测量：测量头不与工件直接接触，例如光学投影测量，气动测量。按测量结果对工艺过程所起的作用可分为：被动测量：在零件加工后进行的测量。测量结果只能判断零件是否合格。主动测量：在零件加工过程中进行测量。测量结果能及时显示出加工是否正常，决定是否可以加工或调整机床，故能及时防止废品的产生。6七、制造质量检测技术质量检测技术分类按质量数据检测方式可以分为自动检测是利用计算机控制的坐标测量机或其他全自动检测仪器，对工件或生产线的运行进行检测，可以实现质量数据的自动采集及处理

4、，还可以将分析结果自动送到生产设备的控制装置半自动检测，是指检测活动是手动的，而信息的传送和数据的处理却是自动的。手工检测，就是利用各种手动计量仪对工件或产品进行检测，或采用“目测”的方式对生产线运行状态进行检测。7七、制造质量检测技术常用的检测技术及仪器制造质量检测技术通常是指机械几何量的检测，其中包括长度，角度，表面粗糙度，形状和位置误差，以及更复杂的零件，如螺纹，齿轮中的各几何参数等，以及材料缺陷，表面硬度，表面纹理形态的检测。机械几何量的检测坐标测量机其它常用的机械几何量检测仪器除CMM（坐标测量机，1u以内）外，常用机械几何量检测仪器还有电感式比较仪、圆度仪、平直度检查仪、工具显微镜

5、、电动轮廓仪等8七、制造质量检测技术常用的检测技术及仪器机械几何量的检测仪器名称应用领域电感式比较仪测量工件的厚度、内径、外径、直线度、平面度、平行度、垂直度、跳动等圆度仪测量工件的内外圆度误差、圆柱度、直线度、垂直度等平直度检查仪 测量平面度、直线度工具显微镜包括大、小工具显微镜和万能工具显微镜，测量内外尺寸、螺纹参数、各种刀具、角度样板、曲线样板等。电动轮廓仪测量工件表面粗糙度光切显微镜测量工件表面粗糙度9七、制造质量检测技术常用的检测技术及仪器机械几何量的检测机器视觉检测技术机器视觉检测技术是建立在计算机视觉研究基础上的一门新兴技术。视觉检测技术重点研究物体的几何尺寸及物体的位置测量，如

6、轿车白车身三维尺寸的测量、模具等三维面形的快速测量、大型工件同轴度测量、共面性测量等。它可以广泛应用于在线测量、逆向工程等主动、实时测量过程。机器视觉检测是一种非接触式的测量方式，与接触式测头相比具有测量速度快、没有测量力，可以用于测量各种柔软和易变形的物体等特点。10七、制造质量检测技术常用的检测技术及仪器材料质量无损检测。材料质量的无损检测是指利用超声、射线、涡流、红外、声发射等无损检测方法，对原材料、成品材料内部或表面存在的裂纹、气泡、砂眼等缺陷进行检测。超声检测技术超声检测利用声波在物理介质（如被检测材料或结构）中传播时，通过被检测材料或结构内部存在的缺陷处，声波会改变原来的传播规律，

7、如产生折射、反射、散射或剧烈衰减等，通过分析这些规律的变化，就可以建立缺陷同被检测物理量与声波的幅度、相位、频率特性、声速、传播时间、衰减特性等之间的相关关系。超声检测是目前复合材料和焊接结构中应用的最为重要、最为广泛的无损检测方法，可检测出复合材料结构中的分层、脱粘、气孔、裂缝、冲击损伤和焊接结构中的未焊透、夹杂、裂纹、气孔等缺陷，缺陷定性定量准确。11七、制造质量检测技术常用的检测技术及仪器材料质量无损检测射线检测当射线通过被检测材料或结构时，射线的强度会产生衰减，这种强度的变化与被检测材料或结构内部密度均匀性有关，射线检测基于这种原理来检测零件内部的缺陷。感光胶片是X射线检测的记录介质，

8、当被测复合材料结构在X射线透射方向存在可检缺陷时，感光胶片就会以黑度变化的形式记录缺陷引起的射线强度变化。也可以将这种缺陷引起的射线强度变化通过感光屏、图像增强仪和利用计算机技术实现辅助成像显示。12七、制造质量检测技术常用的检测技术及仪器材料质量无损检测涡流检测技术涡流检测就是运用电磁感应原理，将正弦波电流激励探头线圈，当探头接近金属表面时，线圈周围的交变磁场在金属表面产生感应电流。对于平板金属，感应电流的流向是以线圈同心的圆形，形似旋涡，称为涡流。同时涡流也产生相同频率的磁场，其方向与线圈磁场方向相反。涡流检测是一种常见的无损检测技术，它适用于导电材料生产的型材和零件的检测，能发现裂缝、折

9、迭、凹坑、夹杂、疏松等表面和浅层缺陷，通常能确定缺陷的位置和相对尺寸，但难于判定缺陷的种类。涡流检测在型材（如管材、棒材、线材）的探伤、材料分选、测厚、测定试件的物理性能等方面都有广泛的应用。13七、制造质量检测技术常用的检测技术及仪器材料质量无损检测红外检测技术许多设备、产品的故障与缺陷模式反映在温度的变化上，红外检测技术就是通过接收物体的红外辐射把它转换成电信号，实现无接触的温度测量，并根据温度分布模式，来检测可能存在的故障。红外检测技术可以用于检测电子行业中不合格元器件、仪器整机和部件。14七、制造质量检测技术机器视觉检测技术机器视觉是指用摄像机和计算机代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量

10、等功能，其目的是赋予机器类似生物体所特有的视觉信息处理能力。机器视觉检测系统利用CCD摄像机作为图像传感器检测被测目标，把图像当作检测和传递信息的载体加以利用，综合运用图像处理技术，从图像中提取所需要的各种目标图像特征值，并由此实现非接触式二维或者三维坐标测量，或者被测物体表面的缺陷模式识别。15七、制造质量检测技术机器视觉检测技术类型应用领域形状尺寸测量尺寸、形状、定位、方向、对齐、夹角产品装配结构检测装配，包括孔、键槽、铆、螺栓、夹具等装配质量表面质量检测凹陷、划痕、裂纹、磨损、光洁度、粗糙度、纹理、焊接16七、制造质量检测技术机器视觉检测技术形状尺寸的检测微结构尺寸检测大结构尺寸检测复杂结构尺寸检测复杂曲面的检测17七、制造质量检测技术机器视觉检测技术产品装配结构检验产品结构质量检验主要是检验产品装配过程中丢失的零部件（如螺栓等）或者是产品表面的瑕疵。在半导体与电子制造业，产品结构检验包括连接器的有无、电容极性的检查、IC关键的测量、IC型号识别，IC精确定位，以及电子线路板的缺陷（缺件、错位、极性、颠倒、漏焊、短路、焊量、贴片脱落）自动分类等等。18七、制造质量