球銷類零件自動化無損檢測系統(tǒng)
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主CPU與鍵盤、顯示器之間的信息傳遞是通過8279芯片來實(shí)現(xiàn)的，在系統(tǒng)中用發(fā)光二極管代替LED直觀的表示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)有暫停狀態(tài)、連續(xù)檢測或單個檢測狀態(tài)、檢測開始和檢測結(jié)束狀態(tài)。系統(tǒng)中需要的功能鍵主要有檢測控制鍵和檢測參數(shù)設(shè)置鍵。
4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
4.1控制軟件設(shè)計(jì)
控制軟件主要使每個單片機(jī)完成檢測中的控制任務(wù)，使系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按檢測要求進(jìn)行工作；同時(shí)還規(guī)劃系統(tǒng)各個部分之間的工作，使各部分工作相互配合，協(xié)同完成檢測任務(wù)。
4.1.1協(xié)調(diào)機(jī)控制程序
該機(jī)的控制程序主要完成向上位機(jī)和4臺分機(jī)發(fā)布命令，使它們在不同的檢測階段完成各項(xiàng)檢測工作。其初始化包括：CPU初始化、8259初始化、8279初始化等。系統(tǒng)經(jīng)初始化后，其檢測狀態(tài)處于連續(xù)檢測模式、顯示器顯示停止檢測狀態(tài)。參數(shù)設(shè)置、連續(xù)單個檢測模式選擇只有在停機(jī)時(shí)才能設(shè)置。暫停鍵只能在檢測過程中才起作用。
4.1.2分機(jī)控制程序
上電后，機(jī)1、機(jī)2、機(jī)3、機(jī)4進(jìn)行初始化，初始化的內(nèi)容包括CPU初始化、8259初始化、狀態(tài)標(biāo)志初始化、I/O口初始化。初始化完畢，各機(jī)就在等待機(jī)0發(fā)出的命令和參數(shù)，對自身工作模式和參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
機(jī)1接收到檢測開始命令，并檢測到球銷到位，啟動球銷壓緊氣缸和V型塊進(jìn)退氣缸，壓緊球銷，撤離V型塊，然后啟動電機(jī)，程序通過定時(shí)器T0定時(shí)向P1.1口不斷發(fā)送脈沖給步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動電源，驅(qū)動電機(jī)，此間接收到其它的命令，機(jī)1通過中斷方式及時(shí)處理。
機(jī)2接收到機(jī)0啟動電機(jī)的命令，則執(zhí)行電機(jī)驅(qū)動程序，通過定時(shí)器T0定時(shí)，不斷置位和清零P1.1口，向驅(qū)動電源發(fā)送脈沖，以驅(qū)動電機(jī)帶動探頭沿球銷軸向移動。當(dāng)?shù)竭_(dá)檢測始點(diǎn)時(shí)，機(jī)3控制探頭進(jìn)給氣缸，進(jìn)給探頭，當(dāng)探頭到位時(shí)，啟動探頭擺動電機(jī)，并發(fā)出采樣開始命令。當(dāng)?shù)竭_(dá)檢測終點(diǎn)時(shí)，向機(jī)0回送結(jié)束命令，并停止采樣。
機(jī)4接收到檢測開始命令后，送入球銷，球銷到位則馬上停止，檢測完畢后，控制篩選器，篩選球銷。
4.2數(shù)據(jù)處理軟件設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)處理軟件主要是由計(jì)算機(jī)對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判別工件是否合格。數(shù)據(jù)處理程序主要有系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置模塊、檢測模塊、邊緣波位置定位模塊、聲速測試模塊、報(bào)表生成模塊、報(bào)表輸出模塊和系統(tǒng)幫助模塊。
在設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件時(shí)應(yīng)該考慮到以下問題：
（1）探傷儀和采樣卡所采集到的回波信號包括始波、缺陷波和邊緣波的多次回波在內(nèi)的超聲波信號，這些回波在它們一次回波之外。查找缺陷波只需要在一次回波內(nèi)進(jìn)行即可，因此需要排除這些對檢測沒用的波。所以就需要確定采樣數(shù)據(jù)區(qū)間的始點(diǎn)和終點(diǎn)，來排除表面波的始波、缺陷波和邊緣波的多次回波等信號。
（2）編制軟件時(shí)應(yīng)該設(shè)定檢測閾值除去雜波和進(jìn)行邊緣波標(biāo)定。由于軸銷表面不平度和附著微粒、污垢等，表面波也可能被反射，而形成雜波，因此必須設(shè)定檢測閾值除去雜波。由于軸銷表面幾何形狀的突變而產(chǎn)生的邊緣波，其回波的位置相對固定，可以預(yù)先進(jìn)行標(biāo)定，在檢測中加以消除。
4.3程控連續(xù)檢測過程
檢測開始，輸送球銷；球銷到位后，球銷壓緊氣缸推進(jìn)，送料電機(jī)停轉(zhuǎn)；壓緊后，V型塊進(jìn)退氣缸退開；脫開后，球銷轉(zhuǎn)動，探頭沿球銷表面移動；到檢測始點(diǎn)，探頭進(jìn)給；進(jìn)給后，探頭開始擺動，上位機(jī)開始采樣；到檢測終點(diǎn)，上位機(jī)停止采樣，球銷停轉(zhuǎn)，探頭停止擺動，探頭進(jìn)給氣缸退回，探頭機(jī)構(gòu)返回；上位機(jī)判斷球銷質(zhì)量，決定是否啟動篩選器，球銷壓緊氣缸退回；篩選完畢，V型塊氣缸使V型塊合攏 ；篩選器復(fù)位，進(jìn)行下一個球銷的檢測。
5結(jié)論
該球銷自動化無損檢測系統(tǒng)對球銷表面裂紋選用表面波探傷，可以使球銷表層缺陷的反射波具有較高的能量，便于缺陷的識別。初步實(shí)驗(yàn)表明：系統(tǒng)對球銷表面垂直于軸線的裂紋和傾斜的裂紋都能收到比較好的檢測效果。
作者簡介：
車錄鋒，男，1971年5月生。1996年畢業(yè)于中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械研究所機(jī)電控制與自動化專業(yè)，獲碩士學(xué)位，現(xiàn)為浙江大學(xué)機(jī)械制造與自動化專業(yè)博士研究生。主要從事的研究方向有微電子機(jī)械系統(tǒng)，自動化無損檢測，多傳感器信息融合等。
參考文獻(xiàn)
1諸成.球銷類零部件在線無損檢測技術(shù)研究及系統(tǒng)開發(fā)：[碩士學(xué)位論文].杭州：浙江大學(xué)，1998.2.
2胡建愷，張謙琳.超聲檢測原理和方法.合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，1993.(end)
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