通用回转体检测仪的软硬件设计

通用回转体检测仪的软硬件设计

论文摘要

回转体工件的生产在制造行业中占有很大的比重,由于内燃机的广泛使用,气缸套、活塞等回转体工件在国民经济中更是占有极重要的地位,而随着现代工业的快速发展,传统的回转体检测仪器不能很好地满足高精度在线检测的要求,从而对高精度高效率的回转体检测仪器研制提出了要求,本课题的研究即是在这种形势下开展的。本文设计的通用回转体测量仪在检测原理上属于坐标测量,是一种将接触和非接触两种探测技术结合的坐标测量系统,能够很好地满足工业生产提出的高精度快速高效检测的要求,且具有较好的通用性和开放性,并在一定程度上实现了仪器的智能化。论文主要研究内容和工作如下:根据回转体的特点,对传统的标准三坐标测量机进行改造,更适合于回转体的检测,并节省了仪器的制造成本;将接触和非接触测量结合,继承两者的优势,使仪器能同时具备高精度和快速高效的优点;建立了以“PMAC+IPC”的双CPU硬件结构为基础的运动控制系统,再与开放性良好的测量软件相结合,使仪器具有较好的开放和扩展性;使用各硬件模块搭建了完整的运动控制系统,对该系统的参数进行合理的设置与调试,并通过PMAC实现了手轮功能、触发式测头的保护以及典型的操作面板等功能;编写了智能化的测量软件,说明了测量软件的设计思想和实现方法,并给出了一键快速测量的详细实现框架和步骤;根据国家或行业的相关安全标准,对仪器进行了预先危险性分析,并采取了多种安全保护措施保障仪器中的安全可靠运行;对检测仪进行了测量系统分析(MSA),分别对仪器的偏倚、稳定性、线性以及重复性和再现性等重要统计特性进行了研究,并根据MSA的判定原理和流程对仪器进行了实际评定。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 坐标测量机的发展
  • 1.2 课题的提出及研究意义
  • 1.3 本文的主要工作
  • 第二章 仪器的硬件组成
  • 2.1 整体结构
  • 2.2 直线轴和转台设计
  • 2.2.1 直线运动轴
  • 2.2.2 转台和工装
  • 2.3 运动控制卡
  • 2.4 伺服驱动系统
  • 2.5 标尺系统
  • 2.6 测头
  • 2.7 其他设备
  • 2.8 本章小结
  • 第三章 控制系统的建立
  • 3.1 系统构建
  • 3.2 PMAC 安装与参数设置
  • 3.2.1 PMAC 变量
  • 3.2.2 PMAC 参数调试
  • 3.3 PMAC 程序
  • 3.3.1 PLC 程序的结构
  • 3.3.2 操作面板PLC 程序
  • 3.3.3 防碰撞PLC 程序
  • 3.3.4 PLC 程序的其他应用
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 测量软件
  • 4.1 主要尺寸参数测量的实现
  • 4.1.1 外轮廓与内孔直径
  • 4.1.2 圆度误差
  • 4.1.3 径向圆跳动误差
  • 4.1.4 孔锥度误差
  • 4.1.5 外倒角角度/高度
  • 4.1.6 圆弧半径
  • 4.1.7 其他
  • 4.2 测量路径
  • 4.3 软件界面
  • 4.4 应用实例
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 系统安全保护
  • 5.1 参考的安全标准
  • 5.2 安全及可靠性设计
  • 5.2.1 预先危险性分析(PHA)
  • 5.2.2 软件方面的安全措施
  • 5.2.3 硬件方面的安全措施
  • 5.3 本章小结
  • 第六章 仪器评定实验
  • 6.1 测量系统分析(MSA)介绍
  • 6.1.1 基本概念
  • 6.1.2 变差研究及可接受准则
  • 6.1.3 测量系统分析的流程
  • 6.2 测量系统分析实验
  • 6.3 本章小结
  • 第七章 总结与展望
  • 7.1 总结
  • 7.2 展望
  • 参考文献
  • 发表论文和参加科研情况说明
  • 致谢
  • 相关论文文献

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