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基于数控车床的在线超声检测系统研究

作　者: 高楠
导　师: 张吉堂
学　校: 中北大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 数控车床超声检测方案计算机辅助设计超声检测附件
分类号: TP274.53
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 84次
引　用: 5次
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内容摘要

基于数控车床的在线超声检测系统是以数控车床所有能加工的零件与超声检测技术可能检测对象的交集作为检测对象,对于实现检测对象通用化、降低投资和运行成本有重要意义。本文根据目前自动超声检测技术存在的问题,提出研究和开发基于数控车床的在线超声检测系统。论文主要研究内容如下:(1)根据功能需求设计总体方案。由超声检测方案计算机辅助设计字系统、超声检测子系统、机械扫描及控制子系统、信号处理及评价子系统、检测操作子系统构成。(2)提出超声检测方案研究其主要内容。对通用超声检测工艺,超声信号处理和评价方法进行研究,为超声检测方案提供了理论基础。(3)研究超声检测方案计算机辅助设计系统,根据功能进行模块划分。构建了基于知识的设计系统,结合专家系统技术和数据库技术,运用推理机自动生成超声检测方案,实现超声检测方案设计的智能化。以盘为例,说明超声检测方案计算机辅助设计的工作过程。(4)提出了超声检测附件,主要包括检测和数据采集模块、超声波探测装置模块、协调控制模块三个模块,并进行了详细的研究。其中协调控制模块为超声检测附件的核心。在协调控制卡的硬件设计中,采用了锁相环倍频电路精确产生系统所需要的各种脉冲信号,实现对探伤仪和A/D采集卡的协调和控制,还采用运动控制字的方式对实现探头附加运动的步进电机进行控制,同时还解决了控制系统的干扰问题。(5)最后研究了超声检测附件与数控车床之间的集成技术。本论文设计的超声自动检测系统是一种成本低,检测范围宽,适应性强,操作使用方便的数字化、图像化、智能化的自动检测设备,将大大促进超声自动检测技术的发展和更加广泛的推广应用,为提高我国工业的技术水平做出贡献。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-15
  1.1 超声波检测技术概述  9-12
    1.1.1 超声波检测技术的发展  9-10
    1.1.2 超声波检测技术的国内外研究现状  10-11
    1.1.3 超声波自动检测技术存在的问题  11-12
  1.2 本课题研究的目的、意义和来源  12-14
    1.2.1 课题研究的目的及意义  12-14
    1.2.2 课题来源  14
  1.3 论文结构安排  14
  1.4 本章小结  14-15
2 基于数控车床的在线超声检测系统总体研究  15-22
  2.1 功能需求及系统功能模型  15-17
    2.1.1 功能需求分析  15-16
    2.1.2 系统功能模型  16-17
  2.2 系统关键技术分析  17-19
    2.2.1 计算机辅助设计超声检测方案的技术  17-18
    2.2.2 基于数控车床的超声自动检测系统集成技术研究  18
    2.2.3 超声检测附件设计制造技术研究  18-19
    2.2.4 超声检测中超声信号处理和评价方法研究  19
  2.3 总体框架  19-21
  2.4 本章小结  21-22
3 超声检测方案理论基础  22-36
  3.1 超声检测方案的概念  22-23
  3.2 通用超声检测工艺研究  23-25
  3.3 超声检测中超声信号处理和评价方法的研究  25-35
    3.3.1 噪声抑制  26-29
    3.3.2 缺陷的定性定量分析  29-34
    3.3.3 信号的优化  34-35
  3.4 本章小结  35-36
4 超声检测方案计算机辅助设计系统研究与开发  36-52
  4.1 功能需求分析  36-37
  4.2 超声检测方案计算机辅助设计系统工作流程  37-39
  4.3 超声检测方案计算机辅助设计系统模块划分  39-41
  4.4 基于知识的超声检测方案计算机辅助设计系统构建  41-47
    4.4.1 人工智能技术在超声检测方案计算机辅助设计中的应用  41-42
    4.4.2 数据库技术在超声检测方案计算机辅助设计系统中的应用  42
    4.4.3 基于专家系统技术的超声检测方案计算机辅助设计系统  42-45
    4.4.4 软件平台的开发  45-47
  4.5 设计实例  47-51
    4.5.1 被检工件特征值提取  47-50
    4.5.2 检测方案设计  50
    4.5.3 虚拟模拟仿真  50-51
    4.5.4 结果显示方式  51
  4.6 本章小结  51-52
5 超声检测附件制造技术与集成技术研究  52-68
  5.1 需求分析及总体方案设计  52-53
  5.2 检测模块和数据采集模块的设计  53-55
    5.2.1 检测模块的设计  53-54
    5.2.2 数据采集模块的设计  54-55
  5.3 超声波探测装置模块的设计  55-58
    5.3.1 探头附加扫描运动部件  56-57
    5.3.2 耦合部件  57-58
  5.4 协调控制模块的设计  58-66
    5.4.1 功能分析  58-59
    5.4.2 微控制器选择  59-60
    5.4.3 主要功能模块设计  60-65
    5.4.4 抗干扰措施  65-66
  5.5 超声波自动检测附件与数控车床的集成技术  66-67
  5.6 本章小结  67-68
6 结论与展望  68-70
  6.1 结论  68
  6.2 展望  68-70
参考文献  70-74
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果  74-75
致谢  75

基于数控车床的在线超声检测系统研究

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