滑块厚度综合检测平台控制系统硬件部分开题报告

南 京 理 工 大 学 毕业设计 (论文 )开题报告 学 生 姓 名： 李言华 学 号： 0101170104 专 业 ： 测控技术与仪器 设计 (论文 )题目 ： 滑块厚度综合检测平台 控制系统硬件部 分 指 导 教 师 : 孔德仁 2005 年 3 月 29 日 开题报告填写要求 1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在 专业审查后生效； 2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于 15篇（不包括辞典、手册）； 4 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 GB/T 7408 94数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2004 年 3 月 15 日”或“ 2004-03-15”。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000 字左右的文献综述： 文 献 综 述 1 课题的研究背景 滑块是空气调节器中的一个关键性部件，滑块的几何尺寸、形位公差、表面粗糙度等因素都直接关系到其性能的好坏。 随着空气调节器的发展，滑块的需求量越来越大，对其精度要求越来越高， 而传统的人工检测方法存在检测速度慢（一个工人一个班次只能检测几百块），效率低，人为因素影响大的问题，严重制约了滑块的生产效率。为了改善这一状况，由 宁波市科技局提出、南京理工大学承担研制一套自动化程度高、检测效率高的滑块厚度综合检测平台。该系统由检测平台设计、自动分料机构设计、自动检测系统、自动控制系统等组成，可以达到实现自动化检测滑块的尺寸，以减轻工人劳动强度，节省大量的人力、财力、物力，并提高检测的正确率，使生产量与检测同步，以提高生产效率。 测量时首先要求的就是精度，即不确定度。我们应根据实际中被测对象的精度要求来确定测量设备的精度，一般设备的测量误差取被测件公差的 1/3，或者取被测件公差的1/5 或 1/10。在本课题中，检测平台的垂直公差要求为 1%mm，平行公差要求为 1%mm，精度要求为 0.1 m，因此本课题在精度方面的要求还是相当高的。其次，我们要考虑生产效率，即单位时间内的检测效率。根据宁波市科技局的要求，该检测平台的检测速度需要达到 2 万件 /天。针对这一要求，我们应全面考虑其自动化程度，如微机控制，自动上下料，自动传送工作，自动检测等，另外还要考虑可其行性等。为了保证传送过程中的平稳性，避免传动机构的震动引入附加的测量误差，造成测量结果的失真，传动测量机构采用了分体结构的设计，将测量工作台与传动机构分离，从而可以大大减少传动机构对测量过程的影响 。滑块的每一表面要测量两条对角线上共五个点（中心交叉处可看作一个），因此 ,滑块在流水线上不但要做 90 度旋转，还要做 180 度翻转。通过在测量平台上刻画合适的曲线使滑块能够按照预先设定的轨迹作适当的角度旋转，而滑块的 180度翻转，则要通过设计流水线的空间结构来实现。 就硬件而言，系统所用器件质量的优劣和结构工艺是影响可靠性的重要因素，故应 合理地选择元、器件，在设计时对元、器件的负载、速度、功耗、工作环境等技术参数应留有一定的安全量，并对元、器件进行老化和筛选。 控制系统硬件设计主要包括工业控制计算机的设计和选择 ，输入参数的检测和传感器、步进电机、电磁铁的选择，输出驱动方式和驱动元件的选择，人机联系方式的选择，最后生成控制系统原理图和接线图。 本课题以西门子公司 S7-200系列 PLC和工业控制计算机为核心，将 PLC驱动能力强、可靠性高、性价比优良、使用方便等特点与工业控制计算机数据处理能力强、人机界面友好、管理水平高的特点结合起来，构成了滑块厚度综合检测平台测控系统，实现了滑块厚度检测和分类全过程的自动化。当把系统的软硬件设计工作完成后，还需对系统进行调试。调试工作分为三步：硬件调试，软件调试与仿真，软硬件联调即系 统调试。硬件调试工作的主要任务为排除故障，包括设计上的错误和工艺性故障。软件调试可对各个模块单独调试，然后再进行软件联调。系统调试应解决软硬件之间不协调，不匹配的问题。 2 国内外自动检测的现状 成件物品分拣是将众多的不同物品，迅速地按其要求分送到众多目的地的一种物料搬运过程。过去，成件物品分拣一般用人力和借助简单机械来进行，其主要缺点是劳动量大，效力低，差错率高。 随着生产及商业连锁经营模式的发展和商品品种的激烈增多，目前物品分拣系统已成为各种行业，如邮政、医药、烟草、图书等末端配送中心的重要设施，也是物料 搬运自动化的一个重要分支。 双向滑块分拣系统主要由前处理设备、双向推块分拣主机、后处理设备、控制装置及电脑管理等四部分组成。 1.前处理设备包括双向滑块分拣机之前向双向滑块分拣机输送物品的进给台及其他辅助性输送机和作业台等。进给台的功能主要有两个：一是操作人员利用输入装置或条码识别装置将各个分拣物品的尺寸、目的地址送入资讯处理系统，然后经控制器转换为确定推块方向、位置、数量和驱动分岔机构等一系列指令；另一个是控制分拣物品进入分拣主机的时间和速度，使进入分拣主机的物件与分配好的推块同步，确保和物件准确分拣。其 他辅助性输送机则是向进给台输送分拣物品，可根据分拣系统现场的要求和条 件来设置。 2.双向推块分拣主机是系统的核心设备，由板式输送机、推块、道岔等关键部件组成，根据控制装置的指令、通过滑块将分拣物品分拣到相应的下线格口。 3.后处理设备一般指设置在双向滑块分拣主机两侧的下线格口，其功能是暂存经分拣的物件。下线格口有多种类型和表式，如：有动力和无动力、滑槽和排轮结构等，以适应不同需求，线格口一般设有预满格及满格声光提示功能。格满后，由人工收集和装车发运，也有直接将伸缩式输送机或其他输送机连接下线格口组成 后处理系统，以提高分拣效率。 4.控制装置及电脑管理是对物品分拣资讯和处理，给系统设备各执行机构发出动作指令，使物品迅速、准确地在预定的分拣口进入目的地，完成对物品的分拣搬运处理。电脑管理主要是对系统中各设备运行的资料进行记录、监测和统计，相关生产资料、技术资料、各类报表等的整理和列印，并能与上位机联网，实现网路管理。 3 课题研究的目的及意义 本课题意在通过研制出的滑块厚度综合检测平台系统的自动检测功能，以达到减轻工人劳动强度、提高生产效率的目的。该系统经过加工、安装、调试证明系统设计合理，具有适应性强、智 能化自动化程度高、移植性通用性强等特点， 大大提高了检测效率，降低了生产成本，为企业带来了更大的效益。 参考文献： 1 天津电仪职大 .自动生产线技术 .北京：电子工业出版社 ,1995 2 周万珍等 . PLC 分析与设计应用 .北京：电子工业出版社 ,2004 3 王昌明，孔德仁，朱蕴璞 机电测控执行器 .南京：南京理工大学， 2002 4 钟约先，林亨 .机械系统计算机控制 .北京：清华大学出版社， 2001 5 刘杰，赵春雨，宋伟刚，张镭 .机电一体化技术基础与产品设计 .北京：冶金工业出版社， 2004 6 孙传友，孙晓斌等 .测控系统原理与设计 .北京：北京航空航天大学出版社， 2002 7 赵永成，王丰，李明颖 .机电传动控制 .北京：中国计量出版社， 2003 8 薛钧义，武自芳 .微机控制系统及其应用 .西安：西安交通大学出版社， 2003 9 强锡富 .传感器 北京：机械工业出版社， 2003 10 李正军 .计算机测控系统设计与应用 .第 1 版 .北京：机械工业出版社， 2004 11 黄惟一等 .测试技术 :理论与应用 .第 1 版 .北京：国防工业出版社， 1988 12 齐从谦，王士兰 .PLC 技术及应用 .北京：机械工业出版社， 2000 13 廖常初 .PLC 编程及应用 .北京：机械工业出版社， 2002 14 Michael R.Lyu.软件可靠性工程手册 .北京：电子工业出版社， 1997 15 王永华 .现代电气控制及 PLC 应用技术 北京：北京航空航天大学出版社， 2004 16 金茂椿，魏家轼 .电机与控制 .成都：电子科技大学出版社， 1992 课题工作进度计划： 2005 年 3 月 15 日 3 月 18 日 接受毕业设计课题，了解其内容 3 月 19 日 3 月 26 日 开题报告 3 月 27 日 4 月 4 日 外文翻译 4 月 5 日 5 月 31 日 设计并实验 6 月 1 日 6 月 14 日 初步完成毕业设计论文撰写 6 月 15 日 6 月 18 日 修改 6 月 19 日 6 月 24 日 论文答辩 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 一 . 拟制的滑块厚度综合检测平台应满足以下几点要求： 1检测速度为每个平台 2 万 件 /天，流水式，带传动 。 2测滑块厚度共六个数据 15 个点，正反面各测一次 。 3. 垂直公差要求为 1%mm，平行公差要求为 1%mm，精度要求为 0.1 m。 4 电机要正反转且要旋转所需要的相应的正确的角度。 5能够自动处理检测数据，并按照要求把其分成七类，从七个不同的出口滑出。 6系统具有一定的容错能力， 通过调节驱动机构的电机转速和设计判别滑块堆积感应开关来实现对滑块队列的检测，充分保证滑块的队列有序可靠 通过，并且即使出现滑块卡位、不能完成正确分类，也不会出现系统崩溃或误分类等现象。 二 拟采用的研究方法 随着科技的不断发展，检测自动化已成为一种提高效 率、提高检测结果精确性的重要途径。 传统的滑块检测主要依靠工人手工打表的方式，对滑块是否合格进行检验。人工检测存在检测速度慢、效率低下、人为因素影响大等问题。因此，滑块的自动化检测成为必然。本课题中滑块的传送、分料、滑块厚度的检测等动作全部由系统进行自动化检测，这不仅能够大大提高测试效率，还能减少工作人员的主观因素对测试结果精确性的影响。要达到滑块厚度尺寸的自动检测的目的，本系统主要采用的是流水线式导轨结构，在导轨中完成滑块的运行及其翻转和旋转，并在完成综合检测后自动分料，导轨用步进电机带动双面同步齿形带传 动，分料机构部分用步进电机带动，电磁铁得失电来实现；采用可编程序控制器（ PLC）作为系统的控制核心，通过串行通讯与工控机组成上位机监控系统，实现对滑块检测、分料过程的实时监视和自动控制。 毕 业