数控铣床超声自动检测附件产品族研究

摘要

随着技术的不断进步，超声自动检测技术已经成为超声检测领域的研究热点。但由于检测设备研发周期长、研发成本高而且通用性差，导致超声自动检测技术主要用于航天航空、高铁等重要领域的关键零件检测，对普通工件的缺陷检测应用较少。针对这种情况，提出了“数控铣床超声自动检测附件”的概念，将附件装在数控铣床上构成数控铣床超声自动检测系统，从而降低了超声自动检测设备的研发周期和研发成本，而且通用性较强，检测成本较低。 论文对数控铣床超声自动检测附件进行了详细介绍，并对附件整体的组成进行了分析，用产品族模块化的思想将附件划分为四大模块，针对其中的扫描运动耦合模块进行了详细的产品族设计及评价。在产品族设计过程中，发现以往产品族设计中存在一些问题，从而提出了产品族设计的新方法——模糊层次DSM法，并将这种方法应用在扫描运动耦合模块的产品族设计中。 首先，通过对用户所需的附件扫描运动耦合模块功能进行分析，设计了2自由度扫描运动耦合模块，利用DSM法将其进行模块划分，然后重新组装形成新的自由度扫描运动耦合模块，接着用模糊综合评价法对产品成员进行筛选。结果表明模块划分可以满足用户的功能需求且评价结果有效地将问题模块和问题零件筛选出去。 其次，以立式数控铣床为例，构建出扫描运动耦合模块整体产品族，然后运用模糊层次DSM法建立产品族评价系统，对整体产品族进行评价，评价结果显示模糊层次DSM法可以相对客观、准确的对产品族进行评价，使设计者能够定量的认识到产品族的好坏。 最后，将数控铣床超声自动检测附件扫描运动耦合模块产品族中的一个产品成员安装在HCZK1340数控铣床上，并结合附件其他模块组成一个典型验证系统。对待检工件进行信号采集并分析，结果表明数控铣床超声自动检测附件可以准确检测出工件的缺陷，验证了扫描运动耦合模块产品族设计的可行性，实现了设计目的。

目录

声明

1 引言

1.1课题的研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 超声自动检测技术的研究状况及未来发展趋势

1.2.2 数控铣床超声自动检测附件研究现状

1.3产品族模块化概述

1.3.1 产品族概述

1.3.2 模块化概述

1.4 论文结构安排

1.5 本章小结

2 数控铣床超声自动检测附件产品族总体技术研究

2.1 数控铣床概述

2.1.1 数控铣床

2.1.2 数控铣床的分类

2.2 数控铣床加工对象的研究

2.3 数控铣床超声检测附件的定义及其原理

2.3.1 数控铣床超声检测附件的定义

2.3.2 数控铣床超声自动检测系统的工作原理

2.4 超声自动检测附件产品族的设计

2.5 本章小结

3 扫描运动耦合模块产品族设计

3.1 扫描运动耦合模块产品成员设计

3.2 扫描运动耦合模块的内部模块化

3.2.1 DSM的介绍与分类

3.2.2 扫描运动耦合模块DSM量化准则的建立

3.2.3 扫描运动耦合模块DSM的量化表达

3.2.4 扫描运动耦合模块DSM的运算

3.3 问题模块及问题零件的筛选

3.3.1 模糊综合评价法

3.3.2 问题模块筛选法

3.3.3以1自由度扫描运动耦合模块为例进行筛选法的验证

3.3.4 问题零件筛选

3.3.5 以1自由度扫描运动耦合模块的零件为例进行该筛选法的验证

3.4 本章小结

4扫描运动耦合模块产品族评价

4.1 整个产品族模型的建立

4.1.1 产品族结构的建立

4.1.2 产品族耦合方法的选取

4.2产品族评价系统的建立

4.2.1 确定评价因素集

4.2.2 确定权重W

4.2.3 确定评语集

4.2.4 综合评价计算

4.3 对产品族实例进行评价

4.3.1 构建评价因素集

4.3.2 权重的计算

4.3.3 确定评语集

4.3.4 综合评价计算

4.4 本章小结

5 产品成员设计的可行性验证

5.1 数字型超声探伤仪的功能

5.2 典型验证系统的构建

5.3 典型验证系统实验验证

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢