表3-1 六个模块粗糙度与输出电压关系表 10

1 绪论

    工业加工技术一直是目前世界各个国家比较注重的，它决定了一个国家生产力水平，尤其是在我国这样发展中国家，工业科技水平尤为重要。在工业加工技术中，对零件表面粗糙度的监测越来越注重，其精细度、快速性以及可靠性方面也尤为重要。之前因为粗糙度检测技术的不够成熟，生产过程中往往会有大量的残次品生成，影响生产效率，增加生产成本。为了解决这方面的问题，表面粗糙度的在线监测技术的探究，也日益受到人们的关注。本论文就这方面的问题展开研究，通过查阅资料来对加工物件的表面粗糙度进行在线监测的设计。

1.1 课题的研究背景和意义

现如今科技水平的不断提高，工业发展不断的前进，工厂对加工物件的表面粗糙度以及制造精度相应也有不断的高需求和高准则。虽然检测物件表面粗糙度的途径繁多，却仍然很难达到其检测的高效率、高精确度以及可靠性强等在线监测的需求，因此表面粗糙度在线监测的水平也不断地在提升中，以能够达到日后对加工物件质量的高需求。

物件表面质量，顾名思义，即一个物体它的外表面的完整性，是指物件的外表面通过加工后所留下的表面纹理以及表面状态。然而本论文所讲述的粗糙度是物件轮廓完整性标准中比较常规的参数值。近现代，在对粗糙度的探究过程中，大多数是通过实验，从而获得粗糙度的回归模型，所以这并没有真正意义上检测出加工物件的粗糙度，仅仅是在虚拟的层次上完成的测量[1]。

通过了解，大家都知道表面粗糙度和物件表面的功能是息息相关的，所以很早很早以前人们就针对于此进行了深入的研究和讨论。尽管之前就认识到加工物件其表面粗糙度的测量是至关重要的了，但由于早期国内相关的加工技艺不是很纯熟，因此前人只能够简单地通过个人的感知对物件的表面粗糙度进行初步的一个评判，通俗的说，就是目测或者直接通过人的手指的触觉来评价加工物件的表面粗糙度，同时和标准的模具比较[2]。文献综述

近年来，就加工物件的表面质量人们提出了越来越高的需求，其一，随着多面体比较复杂的不规则形状的加工水平的进展也对三维表面粗糙度测量的进展提出了新的需求；其二，目前的普通的检测途径并不能够再满足对于物件的精确度的需求了，特别是近年来出现的纳米技术，进一步提升对物件粗糙度检测的准确性的需求，甚至以后很可能上升到百分之几纳米的水平层次。

一般物件粗糙度在线监测系统主要是有检测部分、信号获取部分、信号解决部分、控制部分以及数据显示与存储部分等部分汇总得到一个完整可行的系统。在满足系统要求的前提下，需要尽量降低系统资源的冗余度、增高系统总的集成度，从而把分散的部分整合为一个整体。通常情况下，在线监测是一种实时性、高速性、高效性的自动测量的方法，表示的是在车间流水线生产过程中当转移工位的时候，一定时间的、没有间断的进行测量；其不但可以比较精准的检测出加工过程的状态参数的变化，并且能够控制以及改进加工物件的途径、提高物件表面质量的产品特性。

1.2课题的国内外现状及发展

1.3本论文研究内容

本论文首先介绍物件粗糙度的概念、评定基准以及光纤传感器结构、原理和其检测系统现状和发展趋势等。本设计是基于51系列单片机控制的表面粗糙度在线进行监测，需要检测部分、硬件电路、软件设计和数据显示，其可以大致分成两大块：