激光淬火過程檢測與控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、激光淬火技術(shù)是一種材料表面改性技術(shù)，由于該技術(shù)能夠提高各種材料的產(chǎn)品質(zhì)量，延長產(chǎn)品的使用壽命，因此它在很多行業(yè)都得到了重要的應(yīng)用。
　　 本文論述了激光淬火的原理、特點和國內(nèi)外發(fā)展趨勢，重點針對提高激光淬火質(zhì)量這一研究方向，總結(jié)和分析了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，提出傳統(tǒng)的通過優(yōu)化工藝參數(shù)來提高激光淬火質(zhì)量的方法具有其局限性。為了實現(xiàn)激光淬火過程的自動化，進一步提高激光淬火質(zhì)量，提出了一種激光淬火過程實時監(jiān)測與控制方案，并對激光淬火檢測及其

2、控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計進行了深入研究。針對硬化層均勻控制對激光淬火質(zhì)量的重要影響，本文通過比較各種檢測與控制方案，提出了采用電荷耦合器件圖像傳感器(Charge Coupled Device，CCD)在線檢測激光淬火硬化層寬度，提出通過實時改變激光掃描速度實現(xiàn)硬化層寬度的比例積分微分(Proportion Integral Derivative，PID)控制的策略。文章具體闡述了激光淬火控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計，論述了控制系統(tǒng)硬件設(shè)備選型方

3、法及其系統(tǒng)集成，其中包括CCD傳感器、濾光片、位移臺及其驅(qū)動控制單元、圖像采集卡等設(shè)備的選型和集成。為了實現(xiàn)計算機在線控制，利用Visual C++平臺開發(fā)了一套軟件系統(tǒng)，該軟件系統(tǒng)主要實現(xiàn)激光淬火實時檢測，利用數(shù)字圖像處理提取激光淬火硬化帶區(qū)域，獲得淬火過程中硬化帶寬度值，并實現(xiàn)硬化帶寬度的閉環(huán)控制，軟件系統(tǒng)主要包括圖像采集、圖像處理以及PID控制系統(tǒng)的設(shè)計。利用所設(shè)計的控制系統(tǒng)在45鋼材料上進行大量的激光淬火檢測和控制實驗，通過實驗