测控技术与仪器专业概论 教学课件 ppt 作者 孙自强 刘笛 主编第5章 测控仪表与装置的应用.ppt

第5章 测控仪表与装置的应用 5.1 测控仪表与装置在化学工业中的应用 5.2 测控仪表与装置在电力工业中的应用 5.3 测控仪表与装置在机械制造中的应用 5.4 测控仪表与装置在汽车制造中的应用 5.5 测控仪表与装置在智能建筑中的应用 5.6 测控仪表与装置在航空航天中的应用 5.7 测控仪表与装置在其他领域中的应用 5.1 化学工业中的应用 5.2 电力工业中的应用 5.3 机械制造中的应用 随着机械工业的发展，机械制造要求将各种参数如位移、位置、速度、加速度、力、温度、湿度和其他形式的信号检测出来，以辅助机械更精确地加工。检测出来的信号要快速、精确、可靠，而且价格低廉。 20世纪60年代以来，检测技术、电子技术尤其是电子计算机的发展，促进了机械技术与电子技术的结合，出现了数控机床、加工中心和工业机器人等，使机械制造自动化产生新的变革，并取得了迅速发展。 70年代出现了适应多品种中小批量生产的柔性制造系统（FMS）。接着，各类制造技术开始各自独立发展起来：计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺规划（CAPP）、计算机辅助工程（CAE）、计算机辅助制造（CAM）、现代数控技术（NC）、即时生产（JIT）等。 进入20世纪80年代，一方面市场环境发生了新的变化，消费者的需求日益多样化和个性化，市场竞争日趋激烈。另一方面，科学技术的发展也进入一个日新月异的时代，电子信息技术和自动化技术发展迅猛。制造理念、制造技术和制造装备也迎来了新的发展时期，出现了制造资源规划（MRPⅡ）、企业资源规划（ERP）、计算机集成制造系统（CIMS）并行工程（CE）、精益生产（LP）等。 机械加工中的检测 检测环节是制造过程质量控制体系中产品质量的主要信息源。 现代机械制造中对检测有很高的要求：①检测设备能自动检测产品质量，检测过程无需人工参与；②检测系统具有较高柔性，适应多品种、小批量或单件生产的柔性生产模式；③对检测的质量数据能自动进行评价、分析，并将结果反馈到加工设备控制系统。 在机械制造中，质量检测的主要对象是机械零件。其检测内容主要有：①零件表面的尺寸、形状和位置误差；②零件表面的粗糙度；③零件材质（如表面硬度、夹砂缺陷等）。 检测的方法按其在制造系统中所处的位置可分为离线检测、在线检测和过程中检测，在同一制造系统中，上述三种检测方法可能同时存在，分别服务于不同类型的质量检测，互为补充。若按检测方式，又可分为接触检测和非接触检测。 数控机床是指可以通过计算机编程，进行自动控制的机床。数控机床综合应用了自动控制、计算机、精密测量和传动元件、结构设计等方面的技术，是一种高效、柔性加工的机电一体化设备。 数控机床的组成 ①主机——是数控机床的主体，包括床身、立柱、主轴、进给机构等。②CNC装置——是数控机床的核心，包括硬件（电路板、显示器、键盘、纸带阅读机等）以及相应的软件。③驱动装置——是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给驱动单元、主轴电机相应的软件。数控机床的辅助装置和编程机及其他一些附属设备。 数控加工分类 数字控制（NC- Number Control）、计算机数字控制（CNC-Computer Number Control）和直接数字控制(DDC-Direct Digital Control)三类。 典型数控机床外观，加工区域位于机台体内 自动生产线是由工件传送系统和控制系统，将一组自动机床和辅助设备按照工艺顺序联结起来，自动完成产品全部或部分制造过程的生产系统，简称自动线。1943年美国福特汽车公司与克罗斯公司共同研制出一条自动生产线。在生产线上的金属材料或半成品自动按顺序地移动，并连续不断地被加工。它可以节省劳动力，缩短生产周期，提高生产率，取得了迅速发展。50年代中期，这种单一品种、大批量生产的自动生产线的发展达到了高峰。70年代以来除了用自动机床和组合机床构成自动生产线外，铸造、锻压、焊接、热处理、电镀、喷漆和装配等过程也开始实现自动化。 加工中心(MC-Machining Center) 数控机床的出现，不仅解决了采用常规方法难以解决的复杂零件加工问题，而且为单一品种中小批量生产加工自动化开辟了新途径。MC以计算机数控机床为基础，配以刀具库或多轴箱库，具有自动换刀功能，对工件一次装夹后进行多工序加工，它可根据加工程序自动更换刀具或多轴箱。工件装夹后，可以完成4个面甚至5个面以上的各种加工工序，数控系统能控制机床按不同工序自动选择、更换刀具，自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等，可连续完成钻、镗、铣、铰、攻丝等多种工序，因而大大减少了工件装夹时间、测量和机床调整等辅助工序时间，对加工形状比较复杂，精度要求较高，品种更换频繁的零件具有良好的经济效果。 敏捷制造（AM-Agile Manufact