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基于数控车床的在线超声检测系统是以数控车床所有能加工的零件与超声检测技术可能检测对象的交集作为检测对象，对于实现检测对象通用化、降低投资和运行成本有重要意义。
一、超声检测的工作原理
通常超声波是指频率高于20000赫兹的音频。超声波的波速一般为1500m/s，波长为0.01cm～10cm，因此超声波有一些可听声波不具有的特点：①该波频率高，波长短，因此其传播方向强，能够得到定向且聚焦的波束;②该波在介质中传播时，振动加速度非常大，当振幅相同时，频率越高，能量就越大，它比声波能量大的多。③该波在气体中衰减很强，在不透明的固体中，能够穿透几十米，因此该波的穿透能力强;④对人体无害。这些特点使得超声检测技术灵敏度高、适用性强、装置轻巧、成本低，因此该检测技术广泛应用于医学、工业、军事和农业很多领域。超声波在传播过程中会出现衰减、折射、衍射和反射现象，通过对反射波的相位、延迟时间及幅度等特性进行分析，就可以了解材料性能和结构的变化。
二、超声波检测技术的发展
无损检测技术就是以不破坏和损伤被检物体为前提，对其性能、质量、有无内部缺陷进行检测的技术，随着工业技术的迅速发展，也越来越受到人们的重视。工业上最常用的无损检测方法有五种：超声检测（UT）、射线检测（RT）、渗透检测（PT）、磁粉检测（MT）和涡流检测（ET）。在这几种无损检测方法中，超声检测（UT）因超声波具有独特的优点而得到了迅速的发展.自然界在人们还没有认识超声波之前就早早存在和应用超声波了。利用超声波导航的作用，蝙蝠能疾速飞行于黑暗窟穴之中而不碰壁。但是人们对超声波的研究和应用还是比较晚的。1880年发现了压电效应。1912年有人提出用超声波探测海底冰山。1917年法国研究用超声波探测潜艇，并制成了第一个压电式超声波发生器;1918年制成了第一个超声波探测设备（声纳），可以探测一公里左右远的潜艇了。直到有人提出利用超声波探测材料的内部缺陷，并制成了超声波探伤仪，但是它只能探测有无缺陷，而不能确定缺陷的大小及位置。1934年有人提出用脉冲超声波探伤。第二次世界大战后，由于雷达技术的发展，制成了现在常用的脉冲超声波探伤仪。它不仅能确定有无缺陷，并能对缺陷作定量、定位的探测及定性分析。1982年，随着微处理器控制技术的发展，此后超声检测仪器朝着数字化、智能化和自动化方向发展。早期的超声检测主要用于探伤，但是由于常规的超声检测技术本身有一定的局限性，使其在缺陷定位、定量及定性方面的可靠性和靈敏度不高。随着超声工程应用范围的扩大，常规方式已经不能满足检测的需要，近年来，缺陷的定量技术、信号处理技术、人工智能、超声波成像、检测可靠性、材料特性分析、超声波换能器技术、数值模拟和过程仿真、雷达和声纳技术、现场检测等各种先进技术纷纷应用于超声检测领域，促进了超声检测的发展，使得超声检测这一新技术更为引人注目。
近几十年来，超声无损检测技术已经取得了较大的发展和广泛的应用，几乎应用到各个行业中。无损超声检测技术的发展表现在以下各个方面：与超声检测技术相关的理论和新方法、新技术的研究，超声检测对象的扩展，超声检测仪器的进步，超声换能器新材料和特性的改进，各种构件的检测系统的研发等。国外发达国家的超声检测技术已逐步由探伤检测向超声评价过渡，并且进一步向自动无损评价和定量定性的方向发展和应用.
超声波自动检测技术存在的问题
目前自动超声检测技术的发展存在如下问题：
（1）超声自动检测设备投资费用高昂，往往要几十万，几百万甚至上千万，而且绝大多数是针对某一种至多是几种被检工件的封闭式专用系统，检测对象范围窄，通用性差，检测成本高。
（2）超声自动检测是传感器、机械、电子、控制、计算机、信号处理、图像处理及显示等多种技术的集成，其技术复杂程度较高，开发难度较大。
（3）绝大多数自动检测系统没有与企业的CAD、CAPP、CAE、CAM、PDM实现集成，处于“自动化孤岛”状态，对企业的信息集成产生严重影响，也降低了企业对超声检测自动化技术的重视程度。
（4）零件的超声检测过程与加工过程分离，增加了检测的辅助时间，降低了检测效率，增加了检测成本。
（5）超声检测专业队伍中高级技术人员和高级操作人员所占比例较小，阻碍了超声自动检测技术的应用和发展。
由于上述问题的存在，目前超声自动检测技术还主要应用于一些缺陷严重影响其工作性能甚至造成灾难性后果的构件，如航空、航天、兵器、船舶、核工业和石油管道等领域的一些关键构件的检测和监控，而对大量的普通零件不进行检测，即使检测大多还停留在手工检测阶段，采用自动检测技术的很少。
三、数控机床超声自动检测系统的组成原理及功能定义
数控机床超声自动检测系统包括超声发射接收部件、超声辅助探测部件、超声耦合部件、协调控制部件、计算机、数控机床。将该超声自动检测系统子系统（机床超声自动检测附件）安装在机床的刀架上，在耦合部件中安装合适的超声波探头，控制耦合部件中耦合液排出，以实现探头与工件之间的声波传递，通过控制探头和工件的扫描位移，从而达到检测工件的目的。其各个功能定义如下：
（1）对检测对象具有数控加工和超声波探伤两种功能：当在系统加工过程中时可以穿插超声检测，工件可以在加工前，加工中，加工后超声检测处理，该检测也可以与加工同时进行检测。
（2）基于三维CAD环境的检测工艺计算机辅助设计化。
（3）检测过程自动化：除工件与超声波探测器用手装卸外，检测运行过程都是自动进行处理。
（4）检测结果自动报警或图形化显示测试结果：当工件检测内部出现缺陷，如裂纹，气孔，夹杂物可以以二维的灰度图像，也可以使用三维CAD模式进行显示。
因此，随着质量意识在工业生产中的地位越来越高，而无损检测作为一种检测质量的技
术，在全面质量监控中有着至关重要的作用，超声波探伤是无损检测技术的使用频率最高和应用最广泛的，它将是多种先进的现代技术的综合运用。
一、超声检测的工作原理
通常超声波是指频率高于20000赫兹的音频。超声波的波速一般为1500m/s，波长为0.01cm～10cm，因此超声波有一些可听声波不具有的特点：①该波频率高，波长短，因此其传播方向强，能够得到定向且聚焦的波束;②该波在介质中传播时，振动加速度非常大，当振幅相同时，频率越高，能量就越大，它比声波能量大的多。③该波在气体中衰减很强，在不透明的固体中，能够穿透几十米，因此该波的穿透能力强;④对人体无害。这些特点使得超声检测技术灵敏度高、适用性强、装置轻巧、成本低，因此该检测技术广泛应用于医学、工业、军事和农业很多领域。超声波在传播过程中会出现衰减、折射、衍射和反射现象，通过对反射波的相位、延迟时间及幅度等特性进行分析，就可以了解材料性能和结构的变化。
二、超声波检测技术的发展
无损检测技术就是以不破坏和损伤被检物体为前提，对其性能、质量、有无内部缺陷进行检测的技术，随着工业技术的迅速发展，也越来越受到人们的重视。工业上最常用的无损检测方法有五种：超声检测（UT）、射线检测（RT）、渗透检测（PT）、磁粉检测（MT）和涡流检测（ET）。在这几种无损检测方法中，超声检测（UT）因超声波具有独特的优点而得到了迅速的发展.自然界在人们还没有认识超声波之前就早早存在和应用超声波了。利用超声波导航的作用，蝙蝠能疾速飞行于黑暗窟穴之中而不碰壁。但是人们对超声波的研究和应用还是比较晚的。1880年发现了压电效应。1912年有人提出用超声波探测海底冰山。1917年法国研究用超声波探测潜艇，并制成了第一个压电式超声波发生器;1918年制成了第一个超声波探测设备（声纳），可以探测一公里左右远的潜艇了。直到有人提出利用超声波探测材料的内部缺陷，并制成了超声波探伤仪，但是它只能探测有无缺陷，而不能确定缺陷的大小及位置。1934年有人提出用脉冲超声波探伤。第二次世界大战后，由于雷达技术的发展，制成了现在常用的脉冲超声波探伤仪。它不仅能确定有无缺陷，并能对缺陷作定量、定位的探测及定性分析。1982年，随着微处理器控制技术的发展，此后超声检测仪器朝着数字化、智能化和自动化方向发展。早期的超声检测主要用于探伤，但是由于常规的超声检测技术本身有一定的局限性，使其在缺陷定位、定量及定性方面的可靠性和靈敏度不高。随着超声工程应用范围的扩大，常规方式已经不能满足检测的需要，近年来，缺陷的定量技术、信号处理技术、人工智能、超声波成像、检测可靠性、材料特性分析、超声波换能器技术、数值模拟和过程仿真、雷达和声纳技术、现场检测等各种先进技术纷纷应用于超声检测领域，促进了超声检测的发展，使得超声检测这一新技术更为引人注目。
近几十年来，超声无损检测技术已经取得了较大的发展和广泛的应用，几乎应用到各个行业中。无损超声检测技术的发展表现在以下各个方面：与超声检测技术相关的理论和新方法、新技术的研究，超声检测对象的扩展，超声检测仪器的进步，超声换能器新材料和特性的改进，各种构件的检测系统的研发等。国外发达国家的超声检测技术已逐步由探伤检测向超声评价过渡，并且进一步向自动无损评价和定量定性的方向发展和应用.
超声波自动检测技术存在的问题
目前自动超声检测技术的发展存在如下问题：
（1）超声自动检测设备投资费用高昂，往往要几十万，几百万甚至上千万，而且绝大多数是针对某一种至多是几种被检工件的封闭式专用系统，检测对象范围窄，通用性差，检测成本高。
（2）超声自动检测是传感器、机械、电子、控制、计算机、信号处理、图像处理及显示等多种技术的集成，其技术复杂程度较高，开发难度较大。
（3）绝大多数自动检测系统没有与企业的CAD、CAPP、CAE、CAM、PDM实现集成，处于“自动化孤岛”状态，对企业的信息集成产生严重影响，也降低了企业对超声检测自动化技术的重视程度。
（4）零件的超声检测过程与加工过程分离，增加了检测的辅助时间，降低了检测效率，增加了检测成本。
（5）超声检测专业队伍中高级技术人员和高级操作人员所占比例较小，阻碍了超声自动检测技术的应用和发展。
由于上述问题的存在，目前超声自动检测技术还主要应用于一些缺陷严重影响其工作性能甚至造成灾难性后果的构件，如航空、航天、兵器、船舶、核工业和石油管道等领域的一些关键构件的检测和监控，而对大量的普通零件不进行检测，即使检测大多还停留在手工检测阶段，采用自动检测技术的很少。
三、数控机床超声自动检测系统的组成原理及功能定义
数控机床超声自动检测系统包括超声发射接收部件、超声辅助探测部件、超声耦合部件、协调控制部件、计算机、数控机床。将该超声自动检测系统子系统（机床超声自动检测附件）安装在机床的刀架上，在耦合部件中安装合适的超声波探头，控制耦合部件中耦合液排出，以实现探头与工件之间的声波传递，通过控制探头和工件的扫描位移，从而达到检测工件的目的。其各个功能定义如下：
（1）对检测对象具有数控加工和超声波探伤两种功能：当在系统加工过程中时可以穿插超声检测，工件可以在加工前，加工中，加工后超声检测处理，该检测也可以与加工同时进行检测。
（2）基于三维CAD环境的检测工艺计算机辅助设计化。
（3）检测过程自动化：除工件与超声波探测器用手装卸外，检测运行过程都是自动进行处理。
（4）检测结果自动报警或图形化显示测试结果：当工件检测内部出现缺陷，如裂纹，气孔，夹杂物可以以二维的灰度图像，也可以使用三维CAD模式进行显示。
因此，随着质量意识在工业生产中的地位越来越高，而无损检测作为一种检测质量的技
术，在全面质量监控中有着至关重要的作用，超声波探伤是无损检测技术的使用频率最高和应用最广泛的，它将是多种先进的现代技术的综合运用。