淺議機械畢業(yè)設(shè)計滑塊厚度綜合檢測平臺系統(tǒng)總體設(shè)計論文

1、淺議機械畢業(yè)設(shè)計805滑塊厚度綜合檢測平臺系統(tǒng)總體設(shè)計論文淺議機械畢業(yè)設(shè)計805滑塊厚度綜合檢測平臺系統(tǒng)總體設(shè)計論文導讀：temtosubstitutefortraditionalhandeparticularprocedureandthedemandforstrictprecision,thisfully-automaticmeasuringplatformindetail.Thesyntheticalmeasuringisposedoffourparts:measuringsystem,本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 摘要空氣調(diào)節(jié)機的滑塊厚度精度要求很高，相比傳統(tǒng)的手工測量方法，采用自動檢測系

2、統(tǒng)可極大地降低人的勞動強度，提高檢測效率，并能大大地減少檢測出錯率。根據(jù)滑塊厚度檢測的精度要求及特殊的翻面檢測工序，設(shè)計了一套全自動的檢測平臺。文中詳細介紹了檢測平臺的總體設(shè)計方案，該綜合檢測平臺分成四大部分：控制平臺分料機構(gòu)、傳感器、采集系統(tǒng)及控制系統(tǒng)。針對上述四大部分探討了檢測平臺、分料機構(gòu)及控制系統(tǒng)的功能要求、工作原理、設(shè)計方法、實現(xiàn)方法及可行性，并對各分系統(tǒng)的關(guān)鍵件進行了選型分析。按課題要求對全系統(tǒng)分別進行了設(shè)計、加工、調(diào)試，經(jīng)聯(lián)調(diào)檢測證明了系統(tǒng)的設(shè)計是符合要求的。 關(guān)鍵詞：自動檢測平臺 滑塊 厚度 總體設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） AbstractThe slipper , ent

3、 in dimensional precision. In order to improve the efficiency, decrease the error effectively and reduce the intensity of labor, it is important to develop an automatic measuring system to substitute for traditional hand e particular procedure and the demand for strict precision, this fully-automati

4、c measuring platform in detail. The synthetical measuring is posed of four parts: measuring system, sorting mechanism, sensor and selecting system, control system. In connection easuring system, sorting mechanism and the function requirement but also odel of important apparatus ent of the task, the

5、easuring platform ed to the initial requirement Keyatic measuring platform, slipper, thickness, general design本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）目次 第 3 頁 共 37 頁1 緒論 . 411 概述 . 412 國內(nèi)外發(fā)展和研究狀況 . 41.3 研究方向和研究手段 . 51.4 本文的主要工作 . 62 系統(tǒng)總體方案論證 . 721 滑塊厚度檢測現(xiàn)有工序分析 . 722 滑塊厚度綜合檢測平臺總體設(shè)計 . 723 機械部分總體設(shè)計 . 1024 控制部分總體設(shè)計 . 1225 檢測部分及上位

6、機功能設(shè)計 . 123 檢測平臺投料、分料機構(gòu)設(shè)計 . 1431 檢測平臺設(shè)計 . 5 淺議機械畢業(yè)設(shè)計805滑塊厚度綜合檢測平臺系統(tǒng)總體設(shè)計論文(2)導讀：聯(lián)調(diào).3261.安裝調(diào)試.3262.方案改進. 1432 入料機構(gòu)設(shè)計 . 163.3 分料機構(gòu)設(shè)計 . 174 控制系統(tǒng)設(shè)計 . 2041 概述 . 2042 控制系統(tǒng)設(shè)計 . 2143 控制軟件設(shè)計 . 245 滑塊厚度檢測系統(tǒng)及上位機功能設(shè)計 . 275.1 概述 . 275.2 檢測系統(tǒng) . 275.3 上位機功能設(shè)計 . 286 檢測平臺的系統(tǒng)聯(lián)調(diào) . 3261.安裝調(diào)試 . 3262.方案改進 . 326.3 檢測結(jié)果. 34

7、結(jié) 論 . 35致 謝 . 36淺議機械畢業(yè)設(shè)計805滑塊厚度綜合檢測平臺系統(tǒng)總體設(shè)計論文(3)導讀：到安全狀態(tài)，可節(jié)省大量人力，減少設(shè)計成本。采用可編程控制器和計算機聯(lián)合控制，使得整個控制過程可靠靈活。2.浙江大學現(xiàn)代制造工程研究所研制的基于ARM核芯片的軸瓦壁厚/平行度自動檢測系統(tǒng)。采用了功能強大的16/32位的嵌入式微處理器和占先式的實時操作系統(tǒng)構(gòu)成中心測控系統(tǒng)，以PLC為現(xiàn)場控制模塊，應用光柵尺獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實復,直到滿意為止，這樣的設(shè)計方法顯然缺乏競爭力和總體性。課題組成員組成了團隊，針對設(shè)計任務，分別負責機械部分設(shè)計、控制部分軟件部分設(shè)計、控制部分硬件設(shè)計等等。本文主要針對總體設(shè)計

8、進行闡述。12 國內(nèi)外發(fā)展和研究狀況1.南京理工大學研制的機車轉(zhuǎn)向綜合測試平臺用于對機車加載，并實時對四輪載荷分布及軸位移進行檢測。整個加載系統(tǒng)采用可編程控制器（PLC）和工控機作為控制系統(tǒng)的主體，通過組成單回路反饋控制系統(tǒng)，在加載過程中準確控制對轉(zhuǎn)向架施加的壓力。當對轉(zhuǎn)向架加載和卸載力時，實時監(jiān)測四輪受力和變形的關(guān)系。車輪的形變體現(xiàn)縱向和橫向發(fā)生變化，因此需要使用精密位移傳感器測量其二維變化。具體要求本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 5 頁 共 37 頁 有：4路水平位移檢測：量程：050mm，相對不確定度優(yōu)于1%；6路豎直位移檢測：量程0100mm，相對不確定度優(yōu)于1%。整個系統(tǒng)能夠自動控制

9、，自動報警，隨時切換到安全狀態(tài)，可節(jié)省大量人力，減少設(shè)計成本。采用可編程控制器和計算機聯(lián)合控制，使得整個控制過程可靠靈活。2.浙江大學現(xiàn)代制造工程研究所研制的基于ARM核芯片的軸瓦壁厚/平行度自動檢測系統(tǒng)。采用了功能強大的16/32位的嵌入式微處理器和占先式的實時操作系統(tǒng)構(gòu)成中心測控系統(tǒng)，以PLC為現(xiàn)場控制模塊，應用光柵尺獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了對軸瓦壁厚和平行度的實時、在線以及高精度測量（光柵分辨率為0.1m）3.德國生產(chǎn)的銦瓦線尺測距儀DISTINVAR，應變儀DISTERMETER ISETH，石英伸縮儀，各種光學應變計，位移與振動激光快速遙測儀等。采用多譜勒效應的雙頻激光干涉儀，能在數(shù)十米

10、范圍內(nèi)達到0.01m的計量精度，成為重要的長度檢校和精密測量設(shè)備；采用CCD線列傳感器測量微距離可達到百分之幾微米的精度，它們使距離測量精度從毫米、微米級進入到納米級世界。4.德國Grecon公司生產(chǎn)的TMNC型激光測厚儀，采用模塊式設(shè)計的多處理機系統(tǒng)，使系統(tǒng)功能易于擴展，易于維修，可以方便地修改和增補各種功能軟件。處理機計算厚度的平均值，進行統(tǒng)計分析，超差時發(fā)出警報。在CRT上，可以清楚地看到三對測定頭測得的板厚分度情況。該裝置可以方便地貯存數(shù)據(jù)，需要時按要求打印報告，檢測精度為0.1mm，檢測范圍為0100mm。1.3 研究方向和研究手段隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，人們要求檢測設(shè)備自動化進行以

11、提高試驗效率，同時對檢測結(jié)果的可信賴性和精確性要求也越來越高，智能化是檢測技術(shù)的發(fā)展方向，同時也是滑塊厚度綜合檢測平臺的努力方向?；瑝K厚度綜合檢測平臺廣泛采用自動化控制技術(shù)，滑塊的上下料、滑塊的傳送，滑塊厚度的檢測等動作全部自動化進行，不僅能夠使測試效率大大提高，還能減少測試人員的主觀因素對測試結(jié)果可信賴性的影響。比較設(shè)計了檢測平臺分料機構(gòu)，對傳動系統(tǒng)進行設(shè)計分析。執(zhí)行裝置采用了四通公司的步進電機；出口分料處的滑塊分類通過電磁鐵的通電放電及步進電機的轉(zhuǎn)角來實現(xiàn)；采用可編程序控制器（PLC）作為系統(tǒng)的控制核心，通過串行通訊與工控機組成上位機監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對滑塊檢測、分料過程的實時監(jiān)視和自動控制。

12、本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）1.4 本文的主要工作本文主要做了如下工作： 第 6 頁 共 37 頁第二章對系統(tǒng)總體方案從機械部分、控制部分、檢測部分等進行了論證與設(shè)計。第四章詳細地介紹了控制系統(tǒng)，包括測控方案及其功能設(shè)計，以及PLC控制軟件的設(shè)計。第六章介紹了部分聯(lián)調(diào)情況，并對系統(tǒng)進行可行性分析。最后對全文進行了總結(jié)。本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）2 系統(tǒng)總體方案論證 第 7 頁 共 37 頁滑塊厚度綜合檢測平臺由自動分料機構(gòu)、自動檢測系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、檢測平臺等組成，可以達到實現(xiàn)自動檢測滑塊尺寸的目的。按照要求，該系統(tǒng)應該能夠快速地檢測出滑塊的厚度和平行度，并且根據(jù)所得數(shù)據(jù)進行自動分類。寧波市科

13、技局提出的具體要求有：1）檢測誤差允許范圍為0.1m；2）垂直公差1絲；3）平行公差1%mm；4）精度要求10-7m；5）每臺機器一個工作日檢測應至少達到20000個滑塊。21 滑塊厚度檢測現(xiàn)有工序分析目前，滑塊厚度的檢測仍然依靠手工操作。工廠女工利用千分尺等測量工具對厚度進行檢測，然后人工做出判斷，對滑塊是否合格進行分類。這種檢測方法嚴重制約了滑塊的生產(chǎn)效率，而且勞動強度大，易受主觀因素影響，無法得到精確的數(shù)據(jù)，可靠性也不高。因此，設(shè)計一臺自動化程度高的滑塊厚度檢測平臺顯得尤為重要。22 滑塊厚度綜合檢測平臺總體設(shè)計1.首先，為了明確設(shè)計對象的功能和約束條件，我們運用了“黑箱法”將設(shè)計任務

14、灰塵度 溫度 振動 滑塊 驅(qū)動能 檢測要求 檢測結(jié)果 振動 噪聲 有功熱 滑塊分類 圖2.1滑塊厚度綜合檢測平臺“黑箱”示意圖本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 8 頁 共 37 頁 抽象化。我們有意識地按照設(shè)計活動自身的內(nèi)在規(guī)律進行，應用發(fā)散式的、以功能設(shè)計為主的設(shè)計思維，并在此基礎(chǔ)上強調(diào)抽象的設(shè)計構(gòu)思，極好地防止了過早地進入實體結(jié)果分析，從而使結(jié)果既在系統(tǒng)的工作原理和結(jié)構(gòu)有關(guān)的本質(zhì)上有所創(chuàng)新，又能結(jié)合實際，達到預期的設(shè)計目標。對于我們所要設(shè)計的滑塊厚度綜合檢測平臺，在求解之前，猶如一個不知其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的“黑箱”。給“黑箱”輸入物料、能量、信息以及外界的影響，則經(jīng)“黑箱”后產(chǎn)生輸出量以及“黑箱”對

15、外界的影響。圖2.1為滑塊厚度綜合檢測平臺的“黑箱”示意圖。左邊的輸入量由被測工件滑塊、驅(qū)動能和檢測要求，右邊的輸出量為檢測結(jié)果和滑塊分類，上邊為該檢測平臺對外界環(huán)境的影響，下邊為環(huán)境對檢測平臺的影響因素?；瑝K厚度綜合檢測平臺的總功能是檢測出滑塊的厚度并對滑塊進行分類。2.確定了總功能后，就可尋求功能解，即實現(xiàn)功能的技術(shù)物理效應和功能載體。據(jù)此，我們將總功能分解成復雜程度較低的分功能，并相應找出各分功能的解?；瑝K厚度綜合檢測平臺本身由許多子系統(tǒng)組成，所以在此，我們可按照各子系統(tǒng)進行分解（各子系統(tǒng)的分解功能圖本文從略），如圖2.2所示。 圖2.2滑塊厚度綜合檢測平臺功能結(jié)構(gòu)圖 3.經(jīng)過分析討論，

16、確定設(shè)計要求：1）分別以滑塊的兩個面為定位基準，測出兩組數(shù)據(jù)；2）每個面需要測多個點，并且這些點能夠決定一個平面；3）能夠自動處理檢測數(shù)據(jù)，并按照要求把其分成七類，從七個不同的出口滑出；4)能夠?qū)崟r顯示檢測到的滑塊數(shù)據(jù)，及滑塊檢測數(shù)量及每個分類口分出的滑塊數(shù)；5）系統(tǒng)具備較高的精度、可靠性和穩(wěn)定性，在工作中能給出精確數(shù)據(jù)。6）具有一定的容錯能力，即使出現(xiàn)滑塊卡位、不能完成正確分類，也不會出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰或誤分類等現(xiàn)象；7）設(shè)計方案應力求簡單。本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）4.功能實現(xiàn)途徑：滑塊厚度綜合檢測平臺是一個分布式的測控系統(tǒng)，由三大部分組成：以C+Builder為基礎(chǔ)的中心測控單元，基于PLC的

17、現(xiàn)場模塊和采用光柵傳感器的厚度/平行度原始數(shù)據(jù)檢測裝置。中心測控單元和現(xiàn)場控制模塊之間的協(xié)調(diào)通過I/O予以完成。1）機械傳動流程圖（如圖2.3所示） 圖2.3 滑塊厚度綜合檢測平臺流程圖 2）控制系統(tǒng)組成（如圖2.4所示） 圖2.4 滑塊厚度綜合檢測平臺控制系統(tǒng)組成示意圖3）出口分料設(shè)計（如圖2.5所示）本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 10 頁 共 37 頁 圖2.5 出口分料結(jié)構(gòu)示意圖其中，3為傳動裝置的出料槽口，其余七個口為分料口，滑塊利用加速度由傳動裝置的出料槽口滑入轉(zhuǎn)盤的槽道內(nèi)，轉(zhuǎn)盤根據(jù)信號，轉(zhuǎn)動向相應的角度即可從對應的分料口分類出去。23 機械部分總體設(shè)計機械部分的設(shè)計是 5 淺議機

18、械畢業(yè)設(shè)計805滑塊厚度綜合檢測平臺系統(tǒng)總體設(shè)計論文(4)導讀：整個檢測平臺的基礎(chǔ)，其設(shè)計好壞直接影響到整個系統(tǒng)的檢測精度、檢測速度等等。1.傳送裝置的選擇傳送裝置是自動線結(jié)構(gòu)中的運動件及工件的承載體。它把工件按照一定的節(jié)拍或 速度從一個工位送到下一個工位，從結(jié)構(gòu)上把機械裝置與其他設(shè)備聯(lián)結(jié)成一個整體。傳送裝置的種類比較多，有滾軸式、滾軸鏈式、鏈板式、懸掛鏈條式、帶式傳送裝置、傳送螺旋、滾輪式、推桿滑道式、搓板推動式等等。鑒于滑塊的尺寸較小，驅(qū)動力矩小等原因，結(jié)構(gòu)簡單的帶式傳送裝置即可滿足設(shè)計的要求。2.滑塊轉(zhuǎn)彎、轉(zhuǎn)向傳送裝置目前，轉(zhuǎn)彎、轉(zhuǎn)向傳送裝置一般分為錐輥傳送裝置，90環(huán)帶、隨行夾具式、升

19、降轉(zhuǎn)盤、升降托盤等等?；瑝K厚度綜合檢測平臺的機械裝置具有一定的定向要求，同時為了盡可能地把裝置簡單化。因選擇了用隨行夾具式傳送裝置。3.滑塊厚度綜合檢測平臺機械結(jié)構(gòu)由于滑塊需要平穩(wěn)地向前移動，所以我們對帶式傳送裝置進行了改良，如圖2.6所示。本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 11 頁 共 37 頁2.6 滑塊厚度綜合檢測平臺機械結(jié)構(gòu)示意圖采用同步齒形帶9，一面與相應類型的帶輪2配合、另一面的齒槽中套接滑塊外夾具4的長柄，外夾具隨同步帶一起移動。滑塊內(nèi)夾具5與外夾具間隙配合，其中間開孔放置被測滑塊6，內(nèi)夾具的兩個銷耳7在導軌槽道8中滑動以限制內(nèi)夾具的方向，這樣內(nèi)夾具、滑塊一面隨外夾具移動，一面隨兩

20、條導軌槽的距離變化發(fā)生轉(zhuǎn)動。槽道的形狀與尺寸將決定滑塊對角線與其移動方向的夾角。為了使傳送裝置具有良好的穩(wěn)定性，設(shè)計壓帶輪部件，以壓帶輪的彈性來減弱外部環(huán)境的振動。夾具布滿整個工作導軌，并隨傳動帶循環(huán)運動，當滑塊從入料口進入時，在某一時刻必定有一內(nèi)夾具與之配合，滑塊即進入測量循環(huán)軌道，并在出料口滑出。通過改變導軌的形狀來使滑塊旋轉(zhuǎn)一個固定的角度（如圖2.7所示），從而實現(xiàn)檢測滑塊同一個面兩條對角線上點的目的。 圖2.7 滑塊厚度綜合檢測平臺導軌形狀示意圖本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）24 控制部分總體設(shè)計1.控制部分的組成 第 12 頁 共 37 頁滑塊厚度綜合檢測平臺的控制系統(tǒng)主要包括工控機、P

21、LC、數(shù)采卡、傳感器探頭、位置檢測傳感器和各控制及執(zhí)行元件。2.各部分功能1）工控機：作為整個系統(tǒng)的監(jiān)控、調(diào)度中心，通過PLC間接地控制、監(jiān)測系統(tǒng)運行的狀態(tài)；2）PLC作為系統(tǒng)的控制核心，直接完成對各部件動作的協(xié)調(diào)控制以及各運動位置檢測；3）檢測系統(tǒng)由傳感器、數(shù)采卡和工控機等組成，通過對滑塊的幾何量的測量、計算，作為分類產(chǎn)品判斷的依據(jù)；4）位置檢測傳感器和各控制及執(zhí)行元件：主要完成對系統(tǒng)狀態(tài)的檢測以及各部件動作的協(xié)調(diào)執(zhí)行，給系統(tǒng)施于動力源。3.控制部分所能實現(xiàn)功能1）控制系統(tǒng)完成滑塊在流水線上平穩(wěn)傳送；2）控制兩個步進電機的轉(zhuǎn)動；3)完成滑塊厚度檢測全過程，根據(jù)所得數(shù)據(jù)對滑塊進行正確分類；4）

22、具有一定的容錯能力。即使是出現(xiàn)滑塊卡位、不能完成正確分類也不會出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰或誤分類現(xiàn)象等。如果出現(xiàn)錯誤，系統(tǒng)明確指出錯誤來自哪個方位，即使不能指明錯誤，也能檢測到流水線的某個大致位置，以方便維護，及時排除故障。25 檢測部分及上位機功能設(shè)計在本課題中，檢測平臺的垂直公差要求為1絲，平行公差要求為1%mm，精度要求為0.1m。選用JGX系列的密封式光柵位移傳感器，它的測量分辨率為0.025m（400線/mm），可以滿足精度要求。檢測平臺的檢測速度為2萬/天，針對這一效率要求，應該全面考慮其自動化程度，如微機控制，自動上下料，自動傳送工作，自動檢測等。另外還要考慮可行性等等。檢測平臺的上位機運用C

23、+Builder編程，能夠?qū)鞲衅魉玫降臄?shù)據(jù)進行分析處理，并能夠?qū)⒎诸愋盘枌崟r傳給PLC，從而控制滑塊的正確分類。系統(tǒng)第一次運行或本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 位機都能夠發(fā)出警報，給予工作人員提醒。第 13 頁 共 37 頁 者運行時間過長都應該重新標定。一旦發(fā)生滑塊堆積、分類錯誤、系統(tǒng)運行錯誤，上本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）3 檢測平臺投料、分料機構(gòu)設(shè)計31 檢測平臺設(shè)計1. 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 15 頁 共 37 頁 由上圖可以看出:滑塊在檢測平臺上處于并發(fā)流水線式檢測。通過安裝在傳感器旁的感應開關(guān)，可告知傳感器滑塊已經(jīng)到達可以檢測，當工作人員沒有定時添加滑塊時，系統(tǒng)等待。2.傳

24、動機構(gòu)為了保證傳送過程中的平穩(wěn)性，避免傳動機構(gòu)的震動引入附加的測量誤差，造成測量結(jié)果的失真，傳動機構(gòu)采用了分體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，將檢測工作臺與傳動機構(gòu)分離，從而大大減少了傳動機構(gòu)對檢測過程的影響?；瑝K的每一表面要測量兩條對角線上共五個點（中心交叉處可看作一個），因此,滑塊在流水線上不但要做90度旋轉(zhuǎn)，還要翻轉(zhuǎn)180度。通過在測量平臺上刻畫合適的曲線使滑塊能夠按照預先設(shè)定的軌跡作適當?shù)慕嵌刃D(zhuǎn)?；瑝K的180度翻轉(zhuǎn)，則通過設(shè)計流水線的空間結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。3.驅(qū)動機構(gòu)1）電機選擇思路本平臺共需兩臺電動機，一臺用來帶動傳送帶，一臺帶動圓盤轉(zhuǎn)動。電機的選擇一般包括選擇電動機的類型、電動機的功率及額定轉(zhuǎn)矩等。其具體

25、思路如下：首先，選擇電動機的類型，然后比較電動機的機械特性與負載特性，看它們是否吻合，并在此基礎(chǔ)上檢查是否滿足調(diào)速范圍與精度，順便考慮一下經(jīng)濟性的問題，如果以上各個方面均滿足，接下來，我們便可以開始計算電動機功率，進行起動轉(zhuǎn)矩過載倍數(shù)及加速轉(zhuǎn)矩校驗、發(fā)熱校驗等。如過發(fā)熱校驗不通過，可以減小功率數(shù)或改用FSN小的電機?；蛘?，在滿足加速度要求下，看能否通過減小加速轉(zhuǎn)矩來滿足上述要求。最后，再作出具體決定。2）電機類型的選擇（以分料口的電機為例）在自動控制系統(tǒng)中，經(jīng)常會使用一些小功率電機用于信號的檢測、變換和傳遞，作執(zhí)行元件或信號元件，這類電機稱為控制電機。常用的控制電動機乳汁流伺服電動機、交流伺服

26、電動機和步進電機等等。控制電機一般具有的特點：1）快速性好，即加速轉(zhuǎn)矩大頻響特性好；2）位置控制精度高、調(diào)速范圍寬，低速運行平穩(wěn)無爬行現(xiàn)象，分辨率高，振動噪聲??；3）適應起、停頻繁的工作要求；4）可靠性高，壽命長。 對起停頻率高（如數(shù)百次/分），但不要求低速平穩(wěn)性的產(chǎn)品，選用電機主要性能指標為高比功率。在額定輸出功率相同的情況下，交流伺服電機的比功率最高，直流伺服電機次之，步進電機最低。本課題要求的電機起停頻率低，但要求低速平穩(wěn)，扭本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 16 頁 共 37 頁 矩脈動小，在整個測速范圍內(nèi)均可穩(wěn)定運動的機械，功率密度為主要的性能指標。這時，步進電機為最佳的選擇。其中，功

27、率密度為P/G，電動機的比功率為T2N/Jm (TN為電機的額定轉(zhuǎn)矩，Jm為電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量) 。步進電機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應的角位移或線位移的機電執(zhí)行元件，每外加一個控制脈沖，電機就運行一步。與其他驅(qū)動元件相比，步進電機及其控制系統(tǒng)有幾個明顯的優(yōu)點1）通常不需要反饋就能對位移或速度進行精確控制；2）輸出的轉(zhuǎn)角或位移精度高，誤差不會累積；3）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，與數(shù)字設(shè)備兼容，價格便宜。選擇步進電機的計算：1）計算齒輪的減速比；2）計算電機軸上的慣量；3）計算電機輸出的總力矩M；4）負載起動頻率估算。經(jīng)過計算，選用四通公司的56BGY系列250C電機。其保持轉(zhuǎn)矩為1.04N?M，定位轉(zhuǎn)

28、矩為0.04 N?M，空載起動頻率為2.8KHz。為了提高工作可靠性，步進電機的驅(qū)動器采用商品化的整體結(jié)構(gòu)，選用北京四通電機公司的SH-20806B，其采用數(shù)字式升頻升壓驅(qū)動方式，并結(jié)合了恒電流控制技術(shù)，采用80V交流電源供電，輸入控制信號 5 淺議機械畢業(yè)設(shè)計805滑塊厚度綜合檢測平臺系統(tǒng)總體設(shè)計論文(5)導讀：于35mm,槽道的圓周弧度取為62mm。圓盤上每兩兩出料槽間應相隔30，故兩槽道間隔圓周距離取22mm，所以整個塑料圓盤的圓周長度為100.8cm，為便于制作圓盤，圓盤的半徑取為160mm。本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）第19頁共37頁由于合格的滑塊占多數(shù)，所以在設(shè)計時，為盡可能減少步進

29、電機的轉(zhuǎn)動角度，中間一個出口作為合格產(chǎn)品的出口為TTL電平信號，且提供過流保護、過壓保護、步距角切換、雙/單脈沖控制模式切換和試機等功能。減速器原則上希望是1/2,但市場上一般的減速器為1/5，考慮也能滿足要求，故選用1/5的減速器。32 入料機構(gòu)設(shè)計使工人只需在一個位置投料，無需測量、校準。投料的速度不會對系統(tǒng)的檢測效率帶來任何影響，見圖3.2a。為使滑塊順利進入內(nèi)夾具孔中，不出現(xiàn)未入孔就隨夾具滑出投料裝置的情況，安裝時有如下技術(shù)要求：h0<h<h0+h1。其中：h1-內(nèi)夾具厚度；h0-滑塊厚度；本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） h-入料口與導軌之間距離（如圖3.2b）。 a 1- 平

30、臺導軌，2-外夾具，3-內(nèi)夾具，4-滑塊，5-投料裝置b圖3.2 入料口3.3 分料機構(gòu)設(shè)計圖3.3 分料口1分料口的工作流程1）當滑塊從傳動循環(huán)系統(tǒng)滑出，經(jīng)過一段斜坡的加速后便進入圓盤的槽道內(nèi)，感應器將滑塊到達信號送至控制CPU。2)CPU給出命令，控制電機帶動圓盤轉(zhuǎn)動相應角度（由數(shù)據(jù)處理后的分類信號決定），電機停，電磁鐵失電。3)滑塊被電磁鐵從某個出口k彈出。4)接近開關(guān)IOK接受到滑塊彈出信息，并給CPU發(fā)信號，驅(qū)動電機反轉(zhuǎn)至初本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）始位置。2.接近開關(guān) 第 18 頁 共 37 頁接近開關(guān)是傳感器家族中眾多種類中的一個。它是利用電磁工作原理，用先進的工藝制成的，是一種

31、位置傳感器，它能通過傳感器與物體之間的位置關(guān)系變化，將非電量或電磁量轉(zhuǎn)化為所希望的電信號，從而達到控制或測量的目的。在分料口，共需使用十個接近開關(guān)。一個產(chǎn)生定位信號，一個產(chǎn)生滑塊堆積信號，一個產(chǎn)生滑塊到位信號，剩下七個為分類信號。由于需要對滑塊實現(xiàn)定位、數(shù)目檢測、料位控制等功能，故均選用電感式接近開關(guān)。電感式接近開關(guān)（GDKG）屬于一種有開關(guān)量輸出的位置傳感器，它由LC高頻振蕩器、信號觸發(fā)器和開關(guān)放大器組成。振蕩電路的線圈產(chǎn)生高頻交流磁場，該磁場經(jīng)由傳感器的感應面釋放出來。當有金屬物體接近這個能產(chǎn)生電磁場的振蕩感應頭，就會使該金屬物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流，這個渦流反作用于接近開關(guān)，使接近開關(guān)振蕩能力衰減，內(nèi)部電路的參數(shù)發(fā)生變化，當信號觸發(fā)器探測到這一衰減現(xiàn)象，便把它轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號，由此識別出有無金屬物體接近開關(guān)，進而控制開關(guān)的通或斷。 本課題中，電感式傳感器的檢測方式為埋入式，在安裝上為齊平安裝型。3.分料機構(gòu)若使用斜面導軌形式，在導軌側(cè)面開七個口，當滑塊滑到相對應的出料口時，由電磁鐵將滑塊推出，以實現(xiàn)分類，這樣做將增大設(shè)備體積，且無法保證滑塊到了分類口時不繼續(xù)