基于PC机数学处理与二维零件加工精度的自动检测方式.pdf

图 2 R C串联等效 电路 电路 计 算 及 其 参 数 确 定 量 块 的 宽 度 为 2 0 m m 2 5 ra m 平 尺 的 宽度 为 2 0 m m 1 0 m 2 2 mm 1 5 m 2 5 ra m 2 0 m 电容极板面积 4 0 1 0 4 m 4 4 x 1 0 4 m 5 0 x 1 0 I n 5 5x1 0 m 6 25 1 0 m 频率 f 5 0 H z 空气介电常数 e 8 8 5 p F m 1 电容值 c 点 s 电容极板面积 2 复阻抗 Z 画 其中 X c 3 输出电压 V V f S 电容极板面积 4 回路电流 一 v R2 X 2 当 R 5 0 0 k n时 2 r R 1 3 9 1 0 2 3电压放大 电路 如图 3所示为电路中的实际符号 电压放大电路 采用 运算放 大器作 为放 大的主 体 其 中放大 倍数 约 1 0 0 0倍 由于运 算放 大器有 1 5 V 和一 1 5 V两 种直 流电 源 故选取 WY J 一 6 B型晶体管直流稳压电源 U U 1 5V 图 3 运算放大器符号 U S Y z 如图 4所 示为 R C测 量电路 电压放大 电路 和稳 压电 源连接图 图 4 R C测量 电路 电压放大 电路和稳压电源连接图 3自动检测 与数据分析的结构 3 1自动检测原 理 把加工 零件在二维平 面内所产生的平 面度误差 f 测量 块规与被测量表 面问的间隙 转化成 电信号 其 中转换方 式采用 如图 1所示的电容传感器 原理的测量 电路来 实现 则 电路中的空气 间隙 6值为垂直方向坐标 Z值 它是由零 件在二维空间内的不平误差所造成 的 这 种转 换后 的电信号通过运算放 大电路的足够 放大 使其数 据能正 常处理 再经过定标电路将电信号还原成误 差 数值 将所有数据 计算 公式存入到 P C机 把被检测平 面上的特殊点如 图 5所示的 A B C三点的坐标值输入到 P C机种并计算出基准平 面方程 0 0 2 5 0 A B J 8 A Bl 1 B 1 B 3 L D C 图 5 被检测平面的特殊点平面图 先将各个测量点所 测数据值均输入 P C机并计算 出各 个测 量点误差 d值 然后通 过 P C机 比较 各个测量点 值 获得最 大误差 值 和最小 误差值 最后 P C机根据 8 输出零件二维空间的平面度误差 与 3 2自动检测与数据分析的结构 如图 6所示为结构组成框图 R C 测量 电路 I 电压放大电路 J 稳压定标电路 J 各个测量点误差转换器 P C 机数学处理 l 显示平面度误差 图 6 自动检测 与数 据 处 理 流程 图 4数学 建模 的 自动 检 测 及 数 学 处 理 系统 4 1 数 学建模 在机械加工过 程中 企业根 据 金 属切 削机 床 精度 检验 标 准 中对 平 面度 的检 测规 定 在 检验 平 面度 时 误差 的 判定 采 用不 在 同一 条直 线上的 三点法 则通 过被 检测 的某 一 个二 维 面 内平 面度上 的 三个 点 作为 基准 面 被 检测 的 面上各 测量 点 到基 准 面 的坐标 值 就 是各 点相 对基准 面的偏差 因而各偏差的最大代数和就是被检测 的 某一个二维面内平面的平面度误差 利用空 间直角坐标系 中不在同一条直线上 的三个点可 以确定 一个平 面的思路 可 采用 一个三 元一 次方 程来表 示 那 么对于被检测的平面上任意一点 都可 以利用求解 方程来得 出它到给定平面的距离 并通过给定平面上 的法 线 矢量 及其方 向余 弦 将 该段距离 投影到垂直 坐标轴上 从 而得到被测平面外的一点 到给定平面的坐标数值 因此在被检测零件 上建 立空间直角坐标系 将被检测 的二维平面上三个 点所确定 的平 面作 为基 准面 求解方程 式 A x B y C z D O 方向余弦及其 法线矢 量 将计算 各 测量点到基准面的距离后 转换成坐标值 则 为各 测量 点 相对基准面的偏差 然后将偏差值逐个进行 比较并 计算 出 最大值与最小值 的代数差 这就是被检测平面 的平 面度误 差 4 2数 学处理 如 图 5所示中采用 网格 分布点法检测工件二维空间 的 平 面度示意图 若 设图 5中 A B和 A D线布局为相互垂直 并分别与工 件边 平行 设 A B D为工 件二维空 间中被 测量的三个角点 并且 以 A点为坐标 原点 建立空 间直角 坐标系 如 图 7 所示 若 各测 量点 坐标 为 A 口 b c B 1 Y l z 1 D 2 Y 2 z 2 连接 A B D三个 点 即为基准平面 矢量A 3 l E t Y 1 b l I c l Y 1 A r口 y r6 2 c X 2 Y 2 z 2 基准平面的法线矢量 n 蔚 若取 I A 0 y z 2 y zZ l 则 玩 2 I Co y2 x t ylX2 0 B o C o J 那么矢量 n对 z 方 向的余弦 co s y X A o 2 Bo 2 C o 2 根据二维空 间的点法式方程得 A o x B o y C o A o x 1 B o y l C o z 1 0 因被测量表面通过坐标原点 则 Ao x 1 B o y 1 C l 0 所 以基准面的方程 A o x B o y C o z 0 基 准面外的一点 E Y o 到被测量表面的距离 I A o x o B o y o C o z o I d I X A o 2 B o 2 C o2 然后将这个距离向 Z轴投影 即得 到 E点相对基准面 的偏差值 A C o I A x o B o y o C o z o A o 2 B o 2 C 0 2 最后把各个 测量点 到基准面 的偏 差值逐个 进行 比较 找 出最大值和最小值 即可求 出二维空间内被检测面的平 面度误差 e 一 5 P C机的测量数据处理 由于二维空间的面都是 由若 干个点 组成 为 了提高测 量效率 准确得 出各个测量点相对基准 面的误差 并进行 图 7 空间坐标系中的平 面度计算示意 图 下转第 l 1 1页 y 经验 因素都会 造成过热器普遍超温或存在较大 的热偏差局部超 温 在制造 安装和检修中如果 出现管 内异物堵塞 屏过 联箱隔板倒等缺陷 会造成工质流动不畅 引起受热面超 温 运 行中如果 出现燃 烧控 制不 当 火焰 上移 火 焰偏 斜 炉膛 出口烟温高风量不足 燃烧不完全引起烟道二次 燃烧 蒸 汽流量不足 减温水投停不当 高压加热器投入 率低等情 况 也会 造成 过热器 管超温 另外给 水 品质 不 良 引起管内结垢 积盐 影 响传 热 也会 造成过热器管在 运行 中超温 2防止过热器再热器爆管的技术措施 1 为了预防过热器再热器管超温 在运行 中 应 严 格按运行规程规定操作 锅炉启停时应严格按启停 曲线进 行 控制炉膛 出 口温度不超过 5 4 0 C 控制锅 炉参数和过 热器管壁 温度在允许范 围内 过热器和再热器 出口温度超 温 达到 5 4 5 以上者 考核值班员 3 0 0元 次 过热器再 热器管壁超 温时 考核 值班员 1 0 0元 次 严密 监视锅炉 蒸汽参数 蒸发量及水位等主要指标 防止超温超压 满 水 缺水事故发生 做 好锅炉燃烧调 整 防止火 焰偏斜 注意控制煤粉细度 合理 用风 防止 结焦 减少 热偏差 防止锅炉尾部再燃烧 加 强吹灰和吹灰 器管理 防止受热 面严 重积灰 在一 个 8小 时 内全面 吹灰可 能导 致汽温 偏 低 将水冷壁的吹灰任务分成 三部 分 白班 前夜班 后 夜班分工 负责 保证 2 4小时 内全 面吹灰一 次以上 维 持 受热面清洁 保证锅炉给水 品质正 常及运行 中汽水 品质合 格等 2 实行状态机修 保证设备健康可靠运行 利用机 组大小修 的时间对锅炉各个受热面进行探伤检查 发现个 别炉管有缺陷时立即更换 防止炉管在运行 中损坏 保证 锅炉安全运行 3 提供优质的炉管备品 从源头上保证炉管的可靠 性 在采购环节选择质量可靠的厂商购买炉管 优质的管 材是保证锅炉安全运行的基础 4 成立防四管爆 破技 术小 组 加强监督检查炉管的 运行情况 对过热器再 热器 管壁 温度加强监督 保持管壁 温度计能够准确的反映炉管 的壁 温情 况 对超 温现象进 行 考核 定期检查受 热面 的清 洁情况 有 针对性 地吹灰 有 必要时减负荷吹灰 防止锅炉结焦 5 对锅炉吹灰器定期检查维护 保证每个吹灰器 能 够正 常投用 运行 中出现吹灰器故障时 立 即联系检修并 处理好 6 提高焊接质量 防止因焊接 问题造成爆管 在大 小修 时锅炉 的换管工作承包给有资质 的火 电安装公 司进行 焊接 并对焊接部分进行探伤检查 确保可靠 7 进行严 格 的汽水 质量监督 保证凝结水 给水 炉水 蒸汽质量合格 防止炉管发生结垢 8 大力推进运行值班 员的培训 工作 提高运行值 班 员的运行技术水平 防止锅炉发生超 温 汽温 汽压 大幅波 动 保证燃料燃烧充分 稳定 减少炉管积灰结焦 3结语 该厂认真总结锅炉投产初期屡次爆管 的经验 在 防止 锅炉四管爆破方面 采取一系列积极 的措施 取得 了良好 效果 机组持续高负荷运行极少发生锅炉爆管事故 总装 机容量 1 2 0 MW 的电厂在 2 0 0 4年发 电 8 8亿千 瓦时 这样 骄人 的成绩与锅炉安全运行是分不开的 作者简介 王继 丰 男 1 9 7 1 年生 辽宁新 民人 大学专科 助 理工程师 研究领域 发电厂机组运行和维护 以及安全生产 管 理 编辑 王智圣 l 1 1 l b l l l l 1 it 1 l P l l l l 上接第 9 3页 逐个 比较后 得出被测表面的平 面度 误差 故采用 P C机进 行测量数据 的处理 其工作过程如下 1 记 录各个测量点误差的电压 与长度的转换值 2 将数学处理 的计算公式输入 到 P C机中 3 对 于基准 面上 的各 点数值 能够 显示其 点法 式方 程 4 根据各个测量点 的坐标值 采 用数学处理公式计 算 出其相对基准面的偏差值 5 比较所有各 个测量点 的偏差值 记 下最 大值和最 小值 6 计算 出二维空间内被测表面的平 面度误差 7 通过 P C机显示计算结果 6结论 本方法 可广泛应用在平 面度要求很 高的加工 测量 中 通过采 用 P C机进行数学处理 使 被加