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数控机床超声自动检测系统产品族各关键模块研究设计

作　者: 张利君
导　师: 张吉堂
学　校: 中北大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 数控机床 超声检测系统 产品族 模块化
分类号: TP274.53
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 49次
引　用: 2次
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内容摘要


数控机床超声自动检测系统是集数控机床、超声检测系统和计算机系统等为一体的具有高度集成化系统。它既保留了工件的加工功能又加进了超声波自动检测功能,使得数控机床既是加工设备又是自动化超声检测设备。本文利用产品族模块化的思想和方法对数控机床超声自动检测系统进行研究设计。本文利用产品族的产品平台的设计方法,研究数控机床超声自动检测系统的产品平台构建方法。首先使用产品族的客户功能需求思想对超声自动检测系统进行系统的功能分析,确定系统的各个主功能。接着根据功能分析的结果,以功能独立性原则为基础对功能分析结果进行功能集中,得到相对独立的功能块。然后依据功能块对系统进行模块划分,得到组成产品平台的各个一级模块、二级模块。接下来针对系统中的关键模块——超声探测模块和协调控制模块进行模块的粒度细化工作。首先对超声探测模块和协调控制模块进行功能分析,然后根据功能分析结果进行模块划分,得到超声探测模块和协调控制模块的各子模块。之后针对划分好的子模块进行设计,建立各个子模块的模型。最后,对各个子模块的模型进行仿真分析,以进一步验证所设计功能模块的可行性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-18
  1.1 超声波检测技术的发展  10-11
    1.1.1 超声波检测原理  10
    1.1.2 超声波检测发展  10-11
  1.2 超声检测技术的国内外研究现状  11-13
  1.3 产品族设计  13-15
    1.3.1 产品族设计背景目的意义  13-14
    1.3.2 产品族与产品族设计  14
    1.3.3 目前产品族设计发展现状  14-15
  1.4 本课题研究的目的、意义和来源  15-16
    1.4.1 课题研究的目的及意义  15-16
    1.4.2 课题来源  16
  1.5 论文结构安排  16-17
  1.6 本章小结  17-18
2 数控机床超声自动检测系统总体研究  18-33
  2.1 产品族设计方法  18-22
  2.2 数控机床超声自动检测系统的组成及功能  22-24
  2.3 数控机床超声自动检测系统功能分析  24-26
  2.4 数控机床自动检测系统的产品族平台构建及模块划分  26-30
    2.4.1 数控机床模块  27-28
    2.4.2 超声波发射接收模块  28
    2.4.3 超声波探测模块  28-29
    2.4.4 协调控制模块  29-30
    2.4.5 计算机模块  30
  2.5 数控机床超声自动检测系统产品平台能够构建的产品族  30-32
  2.6 本章小结  32-33
3 机械部分模块化设计  33-46
  3.1 功能分析  33
  3.2 各功能模块划分  33-43
    3.2.1 模块划分  34-42
    3.2.2 关键模块间的标准接口设计  42-43
  3.3 几种模块设计组合  43-45
    3.3.1 数控车床  43-44
    3.3.2 数控铣床  44-45
  3.4 本章总结  45-46
4 协调控制模块化设计  46-66
  4.1 功能分析  46-47
  4.2 各功能模块划分  47-57
    4.2.1 模块划分  47-56
    4.2.2 控制系统模块间的接口标准选择  56-57
  4.3 两种模块设计组合实例  57-65
    4.3.1 PLC 控制系统设计  57-59
    4.3.2 单片机控制系统设计  59-65
  4.4 本章总结  65-66
5 数控机床超声自动检测系统产品平台关键模块仿真分析  66-84
  5.1 超声探测模块仿真分析  66-70
  5.2 单片机控制系统硬件电路模块仿真分析  70-84
    5.2.1 多单片机总线共享电路  71-75
    5.2.2 光电编码器脉冲计数电路  75-80
    5.2.3 触发脉冲产生电路  80-83
    5.2.4 本章总结  83-84
6 结论与展望  84-86
附录 单片机协调控制系统电路原理图  86-99
参考文献  99-103
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果  103-104
致谢  104

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统 > 采用各种新技术的自动检测系统 > 超声波检测及其设备
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