文档介绍：摘要声发射技术是一种新型的无损检测技术,非常适合磨削加工的在线检测。本文设计一个基于声发射技术的磨削加工监控系统,主要包括基于仿真系统设计和基于虳的嵌入式系统设计。本文共分为六章,第一章介绍了声发射技术和声发射处理技术的国内外发展现状,阐述了声发射技术在磨削加工监测中的应用;第二章分析了磨削加工监控系统的功能需求,给出了系统的整体方案设计,介绍了系统的硬件组成和软件组成,阐述了自学习原理,并对自学习、工作两种状态进行设计;第三章用杓屏四ゴ睞抡嫦低车母鞲鋈砑δ苣?椋ㄐ藕挪杉模块、数据处理模块、结果显示及输出模块,并针对砂轮接触进行监测试验,验证方案的可行性;第四章设计基于核和说那度胧侥ゴ系统,给出整体框图设计,介绍了软件设计的整体结构,并对应用软件各模块的设计进行说明;第五章介绍了砑7⒘鞒碳癈开发环境,在此基础上设计砑?椋℉通信设计,采样、滤波、参数计算等函数的设计,进而用线性汇编对部分代码进行优化,提高程序性能,最后给出系统的应用结果。第六章总结了本课题的研究工作,并对进一步的研究方向作关键字:声发射,监控系统,度胧较低常珹诤耍珼内核了展望。浙江人学硕貉宦畚
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髀引言的影响下,伴随能量快速释放而产生的瞬态弹性波现刎。声发射技术作为一种磨削是一种复杂的机加工工艺:在磨削加工过程中,许多切削刃同时参与加工,磨粒随机结合,且磨粒的几何形状、数量以及在砂轮表面上的分布随磨损而变化【。通过磨削能够得到非常好的工件精度和表面质量,而且它的材料切除率也得到了大幅度的提高。因此,磨削在现代化的制造系统中,起着不可替代的作用。然而,由于我们对加工时相关加工状态和砂轮磨损情况掌握不充分,导致工艺性能不能达到最佳水平。随着自动化制造技术的发展,传统的机械制造系统已逐步地被先进的柔性制造⒓扑慊芍圃约爸悄苤圃所代替。为了提高加工效率,保证加工质量,防止生产加工过程中出现重大事故,上述先进制造系统必须配备实时性和可靠性都很高的监控系统【。声发射篈侵覆牧夏诓烤植壳蛟谕饨应力或温度新型的检测技术,早已引起国内外学者的关注,并已在航空、机械、汽车以及化工等领域得到广泛的应用。研究表明,在磨削加工过程中,当砂轮与工件接触时,因为砂粒与工件摩擦和金属的塑性变形剥落会产生强烈的高频信号,此信号具有丰富的信息:当砂轮距工件/左右时,可侦察到信凰孀砂轮继续接近工件,信号幅值不断增加,当砂轮开始磨削工件时,信号幅值明显增大。因此,可以通过计算机分析信号,自动检测砂轮与工件的初始瞬间接触,提取相应的声发射信号特征,并以极快的速度反馈这一“事件”,为数控机床的在线监控提供信息。如果把信号进行处理,与磨床数控联动工作,就能在每次新装工件后,在砂轮快速进给到工件最初瞬间接触时,反馈信号变化,立即停止快进,从而实现“消除空程’’。而当检测到的信号超过设置的碰撞阈值时,说明砂轮与工件发生碰撞,需要强迫磨床立刻关机,避免产生更多的损失。此外,通过检测磨削过程中产生的信号,可以对工件进行精磨削,提高磨削质量,并能及时发现砂轮出现钝化现象,对其进行更好地修整。可见,在磨削过程中,使用声发射技术来消除空程、监测磨削质量、磨削过浙江入学硕貉宦畚
国内外技术的现状和发展程以及测定砂轮参数有着重要的现实意义。.⑸浼际醯姆⒄声发射作为一种检测技术起源于世纪年代的德国,德国人对多种金属材料产生的声发射现象进行了详尽的研究,并以其名字命名声发射不可逆效应一一凯撒效应,为以后的应用打下了基础。世纪年代中期,美国人劝焉⑸涞牟馐云德史段б频匠频段,为声发射技术的实际应用打下了更好的基础。之后,声发射技术在美国原子能和宇航技术中迅速发展,并首次应用于玻璃钢固体发动机壳体的检测。世纪年代,声发射技术经历了一段蓬勃发展的时期。在理论研究方面,声发射波传播理论研究、波形分析、声发射传感器的校正理论等都取得了很大进展,研究范围也在不断扩大;在实际应用方面,做了许多工程实验和实际检测,从中获得了宝贵的经验和资料,促进了声发射技术在实际工程中的应用。同期,声发射技术在日本、欧洲及我国相继得到发展。我国开始研究和应用声发射技术,希望利用声发射技术预报和测量裂纹扩展的开裂点。世纪年代初,由于当时声发射信号处理方面的能力受限,以及对声发射源性质、信号的传输特性等的认识缺少应有的深度,检测结果的可靠性和重复性等方面存在不少问题,声发射技术发展缓慢。世纪年代末和年代初,随着计算机和信号处理技术的迅速发展,声发射技术稳步高速发展。同时,声发射技术得到许多发达国家的重视,在理论研究、实验研究和工业应用等方面取得了很大的进展。世纪年代至今,随着声发射技术的日趋成熟、计算机技术和数据采集技术的快速发展,声发射技术的应用范围也越来越广泛,已覆盖航空,航天、铁路、汽车、加工业、石化和电力等多