激光淬火技术是一种材料表面改性技术,由于该技术能够提高各种材料的产品质量,延长产品的使用寿命,因此它在很多行业都得到了重要的应用。本文论述了激光淬火的原理、特点和国内外发展趋势,重点针对提高激光淬火质量这一研究方向,总结和分析了国内外研究现状,提出传统的通过优化工艺参数来提高激光淬火质量的方法具有其局限性。为了实现激光淬火过程的自动化,进一步提高激光淬火质量,提出了一种激光淬火过程实时监测与控制方案,并对激光淬火检测及其控制系统的硬件和软件设计进行了深入研究。针对硬化层均匀控制对激光淬火质量的重要影响,本文通过比较各种检测与控制方案,提出了采用电荷耦合器件图像传感器(Charge Coupled Device, CCD)在线检测激光淬火硬化层宽度,提出通过实时改变激光扫描速度实现硬化层宽度的比例积分微分(Proportion Integral Derivative, PID)控制的策略。文章具体阐述了激光淬火控制系统的硬件设计,论述了控制系统硬件设备选型方法及其系统集成,其中包括CCD传感器、滤光片、位移台及其驱动控制单元、图像采集卡等设备的选型和集成。为了实现计算机在线控制,利用Visual C++平台丌发了一套软件系统,该软件系统主要实现激光淬火实时检测,利用数字图像处理提取激光淬火硬化带区域,获得淬火过程中硬化带宽度值,并实现硬化带宽度的闭环控制,软件系统主要包括图像采集、图像处理以及PID控制系统的设计。利用所设计的控制系统在45钢材料上进行大量的激光淬火检测和控制实验,通过实验分析激光工艺参数对硬化带宽度的影响,同时验证所设计系统的可行性。