精密加工过程的监测系统研究与应用

摘要

随着材料科学和精密加工技术迅猛发展，高精度光学元件在光电、激光、航空航天、国防等高新技术领域扮演着越来越重要的角色。这些领域对元件加工精度和表面质量的要求也在逐步提高。当前精密加工技术的研究及应用发展水平已经成为衡量一个国家机械制造业乃至整个工业水平的重要依据之一。
　　当精密加工行业进入追求极限加工精度的年代以来，单纯的从提升加工设备精度的方法来提高元件的加工精度已经很难再实现质的突破，就现阶段国内制造水平而言，一味的追求加工设备精度将带来的是巨大的加工成本提升却不一定能在加工精度上得到满意的成果。基于以上观点本文针对精密磨削加工过程中的各种可能影响加工精度因素的监测进行了系列的研究。因此，本文以加工过程的工艺稳定性为目标，自主开发精密加工过程的监测系统用于采集分析加工状态，并对相关关键技术进行了分析。论文主要内容如下。
　　1.简要论述了加工过程监测研究的意义与背景，对加工监测技术的研究现状做出简要分析。通过对背景的研究提出自己论文的主要研究内容，
　　2.针对磨削加工过程实时监控做出研究，选用声发射传感器、振动传感器、磨削力测量装置及温湿度传感器等设备自主研制数据采集与传输系统，完成对实时监控系统的整体开发与实际测试。
　　3.以VMC650E立式加工中心为对象，进行数据采集与传输对比试验，借助Matlab为工具，将试验获得的数据分别绘制成图表。试验结果表明本文所设计实现的数据采集与传输系统性能稳定，能够有效进行数据的采集与传输。最后以2MK1760机床为监测对象进行实际的应用测试试验，初步验证所开发监测系统具有基本的工程应用能力。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 加工监测技术的研究现状

1．3 论文主要研究内容

第二章 精密加工设备及监测需求分析

2．1 精密磨床概述

2．1．1 2MK1760 主体结构

2．1．2 机床辅助系统

2．1．3 2MK1760 精度指标

2．2 监测信号分析

2．2．1 光学元件表面质量表征方法的选择

2．2．2 加工状态因素分析与选择

2．3 监测系统总体规划

2．4 小结

第三章 加工过程的监测系统硬件选取与设计

3．1 关键部件选型

3．1．1 传感器选型

3．2 系统硬件框架

3．3 信号采集与传输系统模块设计

3．3．1 控制模块

3．3．2 传感器信号接入模块

3．3．3 AD转换模块

3．3．4 电源模块

3．4 小结

第四章 监测系统软件设计开发

4．1 监测系统服务器程序

4．2 上位机软件总体设计

4．2．1 系统软件开发环境简介

4．2．2 上位机软件功能规划

4．3 系统框架设计

4．3．1 监测数据的图形化显示及保存

4．3．2 系统配置管理

4．4 小结

第五章 监测系统测试试验

5．1 系统实现与性能测试

5．1．1 系统实现

5．1．2 性能测试

5．2 磨削加工过程监测试验

5．3 小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢