零件質(zhì)量的自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)制造系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)作業(yè)題目：零件質(zhì)量的自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)班號(hào)：學(xué)號(hào)：姓名：作業(yè)三 零件質(zhì)量的自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、零件結(jié)構(gòu)圖二、自動(dòng)檢測(cè)項(xiàng)目（1）孔是否已加工？如圖1所示，利用光電傳感器來(lái)檢測(cè)孔是否已加工。PS1、PS2、PS3三個(gè)光電傳感器接受光信號(hào)，其中PS1和PS3檢測(cè)從凸臺(tái)兩側(cè)反射回來(lái)的光信號(hào)，PS2檢測(cè)從凸臺(tái)中心線(xiàn)出反射回來(lái)的光信號(hào)。當(dāng)孔已加工則所測(cè)得的波形如圖3中PS2所示，若孔還沒(méi)有加工則PS2所測(cè)得的波形和PS1、故可以通過(guò)波形來(lái)確認(rèn)孔是否已加工。 PS3所測(cè)得的波形相同，3 2（2）面A和B是否已加工？圖4為檢測(cè)A,B面是否加工的檢測(cè)原理圖，光電傳感器發(fā)射裝置發(fā)

2、射脈沖，若兩個(gè)面均已經(jīng)加工，則接收裝置可以在工件經(jīng)過(guò)時(shí)候接收到光電脈沖。若A,B面沒(méi)有加工，則在工件經(jīng)過(guò)時(shí)檢測(cè)不到光電脈沖。圖4 工件檢測(cè)圖（3）孔15±0.01精度是否滿(mǎn)足要求？方向設(shè)計(jì)一個(gè)類(lèi)似于塞規(guī)的測(cè)定桿，在測(cè)定桿的圓周上沿半徑方向放置三只電感式位移傳感器。測(cè)量原理如圖所示。假設(shè)由于測(cè)定桿軸安裝誤差，移動(dòng)軸位置誤差以及熱位移等誤差等導(dǎo)致測(cè)定桿中心O1與鏜孔中心O存在偏心e，則可通過(guò)鏜孔內(nèi)徑上的三個(gè)被測(cè)點(diǎn)W1，W2，W3測(cè)出平均圓直徑。在測(cè)定桿處相隔，角裝上三個(gè)電感式位移傳感器，用該檢測(cè)器可測(cè)量出間隙量y1,y2，y3。已知測(cè)定桿半徑r，則可求出Y1=r+y1,Y2=r+y2,Y

3、3=r+y3。根據(jù)三點(diǎn)式平均直徑測(cè)量原理，平均圓直徑D0=2×(Y1+aY2+bY3)1+a+b公式中a,b為常數(shù)，由傳感器配置角決定，該測(cè)量桿最佳配置角度取=125°，取a=b=0.8717。偏心e的影響完全被消除，具有以測(cè)定桿自身的主機(jī)算環(huán)為基準(zhǔn)值測(cè)量孔徑的功能，可消除室溫變化引起的誤差，確保±2m的測(cè)量精度。2圖5 孔徑測(cè)定原理圖（4）凸臺(tái)外徑40±0.012精度是否滿(mǎn)足要求？測(cè)量凸臺(tái)外徑40±0.012精度時(shí)可以用CCD圖像傳感技術(shù)，其示意圖如圖6所示。圖6凸臺(tái)外徑尺寸檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖該系統(tǒng)主要有照明裝置、圖像采集裝置及處理系統(tǒng)三部分組成

4、。主要工作原理：通過(guò)光學(xué)成像系統(tǒng)將工件外徑圖像成在CCD的像敏面上，像敏面將罩在每個(gè)像敏單元上的圖像信號(hào)通過(guò)光電效應(yīng)，將物體的反射光線(xiàn)按亮度強(qiáng)弱轉(zhuǎn)變，變成相應(yīng)數(shù)目的載流子。在某一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)，CCD 器件在轉(zhuǎn)移脈沖的作用下將門(mén)極上收集到的電子量轉(zhuǎn)移到 CCD 的移位寄存器中，在圖像采集卡作中，通過(guò)放大電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，再經(jīng)過(guò) A /D 轉(zhuǎn)換將模擬信號(hào)的一系列有目的性的處理轉(zhuǎn)變成為數(shù)字信號(hào)。數(shù)字信號(hào)保存到計(jì)算機(jī)或者其他處理器進(jìn)行圖像或圖形的處理，從而獲取工件外徑尺寸的相關(guān)信息，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為具體的尺寸值，以判斷外徑尺寸是否滿(mǎn)足其精度要求。（5）零件質(zhì)量20±0.01kg是否滿(mǎn)足要求？在測(cè)

5、力傳感器中，把電阻應(yīng)變片貼在專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的傳感部件（彈性元件上）， 3當(dāng)被測(cè)力作用在彈性體上時(shí)，彈性體因受力而產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變，粘貼在變形部位的電阻應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變。當(dāng)貼片部位受拉應(yīng)力作用時(shí)，應(yīng)變片的電阻絲被拉長(zhǎng)而使阻值變大，當(dāng)貼片部位受壓應(yīng)力作用時(shí)，應(yīng)變片得電阻絲被壓縮而使阻值減小，通過(guò)分壓電路或者電橋測(cè)量應(yīng)變片阻值變化大小，即可測(cè)量出被測(cè)力的大小。將受拉應(yīng)力和壓應(yīng)力的應(yīng)變片構(gòu)成如圖所示的電橋，在電橋的一個(gè)對(duì)角上施加一定的電壓，另一個(gè)對(duì)角作為信號(hào)輸出。當(dāng)被測(cè)力為零時(shí)，R1=R2=R3=R4,電橋處于平衡狀態(tài)，所以u(píng)2=0;被測(cè)力不為零時(shí)，貼在彈性體上的應(yīng)變片的阻值改變，R1R2R3R4，電橋失

6、去平衡，此時(shí)3K 1+ Lu2=wu1 公式中-應(yīng)變片的泊松比，一般為0.250.5K-應(yīng)變片的靈敏系數(shù)，可以查表取得。E-彈性材料的彈性模量，采用鋼時(shí)為2.1×1011N/m2L-變形梁的長(zhǎng)度，mb-變形筋的寬度，mW-額定載荷重力，Nu1-輸入電壓，Vu1-輸出電壓，V（6）產(chǎn)品標(biāo)簽（白色）是否帖正或漏帖？如圖7所示，利用四個(gè)圓柱式反射型傳感器來(lái)檢測(cè)標(biāo)牌是否正確安裝。當(dāng)標(biāo)牌在正確位置時(shí)候，四個(gè)傳感器收到相同強(qiáng)度的反射光，系統(tǒng)工作正常，讓產(chǎn)品通過(guò)。當(dāng)標(biāo)牌位置不正確時(shí)或者漏釘標(biāo)牌時(shí)，反射光變化，經(jīng)邏輯電路啟動(dòng)機(jī)械推桿，剔出線(xiàn)外糾正。（光電開(kāi)關(guān)）圖7標(biāo)簽檢測(cè)圖（7）如果不合格將其剔除到次品箱；如圖8所示，在每個(gè)檢測(cè)臺(tái)上安裝一臺(tái)廢品剔除裝置，當(dāng)檢測(cè)得到該產(chǎn)品不合格時(shí)立即給此裝置一個(gè)信號(hào)，電磁閥動(dòng)作使液壓缸中的活塞桿向前推進(jìn)，將不合格產(chǎn)品推到次品箱中。4圖8 剔除廢品裝置（8）對(duì)合格產(chǎn)品和不合格產(chǎn)品進(jìn)行