滑块厚度综合检测平台系统总体设计开题报告

南 京 理 工 大 学 毕业设计 (论文 )开题报告 学 生 姓 名： 学 号： 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 总体设 计 指 导 教 师 : 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 课题研究的背景 滑块是空气调节机中的关键部件之一，其 几何尺寸、表面粗糙度、形位公差等精度的高低 直接关系到空气调节机性能的好坏，所以对它的精度要求相当地高。随着空气调节机产量的日益增加，滑块的需求量也急剧上升。传统的手工检测已远远不能跟上生产的节奏，成了制约生产效率的一个瓶颈。针对这一现状，南京理工大学与宁波市科技局合作研制一套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，可以实现自动检测滑块的尺寸。采用这套自动化测量设备不仅可以缩短时间，使得测量速度与生产节拍相吻合，提高生产率，而且可以提高测量精度，节省人力，消除人为误差，避免重复单调的劳动操作，减少费用，还便于显示及反馈等。 在测量领域，我们首先要求的就是精度（即不确定度）。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，有时取被测件公差的 1/5 或 1/10，在本课题中，本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。可以认为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，根据宁波方面的要求，本检测平台的检测速度为 2 万件 /天。针对这一效率要求，应该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。另外还要考虑可行性等等。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，从而大大减少 了 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，还要翻转 180 度。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。滑块的 180 度翻转，则通过设计流水线的空间结构来实现。 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。软件设计应按照软件工程的要求，认真做好需求分析概要设计，详细设计，编码和测试等每一个环节，使开发的控制程序除满足控制要求外，还 具有较好的可维护性。 本课题采用西门子公司 S7-200 系列 PLC 和工业控制计算机为核心，将 PLC驱动能力强、高可靠性、优良的性价比、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，不匹配的地方。 2 国内外自动检测的现状及发展趋势 南京理工大学研制的机车转向综合测试平台用于对机车加载，并实时对四轮载荷分布及轴位移进行检测。整个加载系统采用可编程控制器（ PLC）和工控机作为控制系统的主体，通过组成单回路反馈控制系统，在加载过程中准确控制对转向架施加的压力。当对转向架加载和卸载力时，需要实时监测四轮受力和变形的关系，同时也可作为衡量转向架承载能力的参考数据。车轮的形变体现纵向和横向发生变化，因此需要使用精密位移传感器测量其二维变化。具体要求 有： 4 路水平位移检测：量程： 050mm，相对不确定度优于 1%； 6 路竖直位移检测：量程 0100mm，相对不确定度优于 1%。整个系统能够自动控制，自动报警，随时切换到安全状态，可节省大量人力，减少设计成本。采用可编程控制器和计算机联合控制，使得整个控制过程更加可靠灵活。 德国生产的 铟瓦线尺测距仪 DISTINVAR，应变仪 DISTERMETER ISETH，石英伸缩仪，各种光学应变计，位移与振动激光快速遥测仪等。采用多谱勒效应的双频激光干涉仪，能在数十米范围内达到 0.01m 的计量精度，成为重要的长度检校和精 密测量设备；采用 CCD 线列传感器测量微距离可达到百分之几微米的精度，它们使距离测量精度从毫米、微米级进入到纳米级世界。 3 本课题研究的目的和意义 本系统经加工、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， 大大提高检测效率，降低生产成本，为企业带来更大的效益。 参考文献： 1尚久浩 .自动机械设计 .第二版 . 北京：中国轻工业出版社 2003 2周万珍等 . PLC 分析与设计应用 .北京： 电子工业出版社 2004 3李庆祥，王东生，李玉和 .现代精密仪器设计 .北京：清华大学出版社， 2004 4王华坤等 .机械设计基础 .南京：兵器工业出版社 2001 5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 6钟约先，林亨 .机械系统计算机控制 .北京：清华大学出版社， 2001 7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 8黄俊钦 .测试系统动力学 .第 1 版 .北京：国防工业出版社， 1996 9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 10童秉枢等 .机械 CAD 技术基础 .第 1 版 .北京：清华大学出版社， 1996 11陶泰和 .自动生产线技术 .北京：电子工业出版社 .1995 12王中发 .实用机械设计 .第 1 版 .北京：北京理工大学出版社， 1998 13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 14张宝芬，张毅，曹丽 .自动检测技术及仪表控制系统 . 第 1 版 .北京：化学工业出版社， 2000 15Ernest O.Doebelin Control system principles and design New York Wiley, 1985 16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 17齐从谦，王士兰 .PLC 技术及应用 .北京：机械工业出版社， 2000 18廖常初 .PLC 编程及应用 .北京：机械工业出版社， 2002 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 . 所设计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。 5系统具有一定的容错能力，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 当滑块从传动循环系统滑出，经过一段斜坡的加速度后进入圆盘的槽道内，感应 器将滑块到达信号送至控制 CPU， CPU 给出命 令