张俊英，杨　录，李云鹏，张艳花，王元元

(1．中北大学信息与通信工程学院；电子测试技术国家重点实验室，山西太原　030051；2．富士康(太原)科技工业园，山西太原　030032；3．中国矿业大学徐州应用技术学院，江苏徐州　221008)

0　引言

在现代机械工业中，深孔机床加工与一般切削机床加工在操作控制上的最大不同之处在于，深孔加工是在操作者不能凭视觉直接观测的隐蔽条件下进行的。深孔钻头的断屑、排屑、切屑刃的磨损、切屑形态、被加工表面状况以至钻头走向是否正确等，都是决定加工成败、质量、效率及成本的重大影响因素，但这些都无法用肉眼直接觉察。通过实时在线测量其偏心量的变化，可以提高其生产效率，针对应用于工业生产线而言，超声波测厚是运用最为广泛的一种方法。

1　系统原理

1．1超声脉冲反射原理

超声波是由机械振动产生的，可在不同介质中以不同的速度传播，具有定向性好、能量集中、传输过程中衰减较小、反射能力较强等优点。超声测厚技术从原理上分为谐振式和脉冲反射式2种。系统采用脉冲反射式测厚法，其原理是：超声波进入被测材料后，在测料的上下面之间来回反射形成多次反射波。如果能测量出超声波在材料中往返一次的传播时间Δt，在速度v已知的情况下，根据式(1)，可以求得被测材料的厚度d[1-2]：

d=vΔt/2

(1)

1．2深孔加工工件壁厚确定

为了实时在线检测工件厚度，检测装置采用三通道即3个探头在被测工件上呈120°放置。如图1所示。

图1　工件壁厚检测原理