开题报告-某药筒尺寸自动测量设备开发控制系统设计

毕 业 设 计 开 题 报 告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文献综述：文 献 综 述1.1 研究背景某产品药筒工件都是成批量加工生产，成型较复杂，且加工精度要求比较高。而现在药筒尺寸合格与否的判定，都是依靠手工测量来实现。这种高强度、低效率的测量方式，势必会引入人为主观因素，造成测量误差。因而需要开发一套自动化测量设备来代替手工检测 13 。1.2 研究意义本研究课题为实现药筒尺寸自动测量的专用设备。能够实现该型药筒尺寸自动侧量等功能，具有高效率、低误差、高精度，可以实现柔性参数设定，实现程序系统易读易改。降低了药筒的生产成本，可以节省多名手工测量人员。而且该设备能够使得该药筒工件易于管理和质量监测，满足现代化的生产要求，为提升我国军用测量设备的水平做出贡献 4 。2 国内外研究现状目前药筒尺寸的自动化测量，还没有一套成型的系统测量方法，大多数关于药筒测量方面的研究，只是针对单一或少量几何尺寸进行测量，功能比较单一，集成化低，测量不够全面 56 。70 年代以前，我国军用测试设备的自动化程度是很低的，以手工操作为主，测量设备是为了某种测量目的而专门设计制造的，难以改作它用，称为第一代军用测量系统。70 年代末 80 年代初，我国的军用自动测量设备转入以 GPIB 和 CAMAC 总线为主的半自动和自动测试阶段 79 。与以前的专用设备比较，采用 GPIB 总线和 CAMAC 总线武器系统测量设备箱标准化、模块化、通用化体制迈进了一大步，提高了设备的重复利用率；避免了各型号或同型号不同批次测量设备的重复性研制，降低了设备投资，技术上达到了相互交流和继承，使用上达到了成果共享和设备通用，因此缩短了研制周期，节省了人力和资金，成为第二代军用测量系统。90 年代初，随着 VXI 总线的逐渐普及，我国的军用自动测试设备越来越多的采用VXI 总线，称之为第三代测量系统。经过 30 多年的发展，我国的测量仪器的生产规模和生产能力仅次于美国、日本、英国、德国、法国，居世界第六位。但这些测量仪器主要是中、低档仪器 10 。3、长度尺寸测量经过广泛查询对比长度尺寸测量仪器资料，差动变压器式传感器可以被用于该药筒长度测量。差动变压式传感器是将线性变化的机械量转化成电量的变化 11。差动变压器式位移传感器初级绕组接通交流电源后，两个次级绕组由于互感作用产生了感应电动势 E2-1 与 E2-2。如果把两个二次线圈的同名端相连接，会在另一对同名端产生一个与铁芯位移成线性函数关系的特性曲线。当铁芯位于两个二次线圈中间位置时，两个线圈的电动势相等（即 E2-1 E2-20） ，输出电压为 0V，把此时的电压值称为零点电压或残余电压当铁芯偏离中间位置时，两组线圈产生的互感发生变化。两个次级线圈中的感应电动势不再相等，便有电压输出，输出电压的大小和铁芯的位移量有关，输出电压的相位取决于铁芯移动的方向 12。4、外径测量激光测径仪箱体内带有高速旋转的 HeNe 激光发射器和激光接收器,由激光发射器发出的激光束通过多面镜反射后，透过发射透镜变成平行光。工件只要挡住光束，通过接收透镜，传到光电探测器上，就会有信号产生。然后通过光电传感器将此信号传到计算机上进行处理,便可获得测量工件的直径值 13。5、内经测量电子柱式气动量仪的设计原理是比较测量法，其测量方法是将长度信号转化为气流信号，再通过气电转换器将气信号转换为电信号，由发光管组成的光柱显示出测量值。一套运用电子柱式气动量仪建立的完整气动测量系统，一般包括：气压阀、放大器、气动测头、标定规、连接器及其他附件组成 146、底厚测量机器视觉技术以其处理速度快、包含信息量大和方便实现自动化等特点，已经广泛的应用于工业自动化控制领域。机器视觉是运用计算机模拟人的视觉功能，代替人眼实现测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉采集装置，对目标区域进行图像采集，然后将其转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统软件，再对特征信息进行分析处理，转化成数字信号被计算机识别控制 15 参考文献：1 钱杏轩，钢制整体引伸药筒的设计与制造M，国防工业出版社，1988.9，1-2 2 Brain Tasson,“Aluminum Cartridge Case Concept”,AD-E403 044,ATK Ordnance and Ground Systems LLC,4700 Nathan Lane North Plymouth,MN 55442-2512,May 2005, 6-7 3 郭俊杰， “弹药发展史上的一次革命-药筒可燃化” ，金属世界，1998,6. 4 李华， “工程塑料在弹药部件上的应用及发展趋势”J，工程塑料应用,2007 年，第 35 卷，第 8 期，71-72. 5 F. W. ROBBINS， “COMBUSTIBLE CARTRIDGE CASES:CURRENT STATUS AND FUTURE PROSPECTS”，AD-A254 636，BALLISTIC RESEARCH LABORATORY ,ABERDEEN PROVING GROUND, MARYLAND，AUGUST 1992，1-2 6 五三九六课题组， “122 毫米榴弹炮用塑料药筒的研究”22-23. 7 史纯厚， “可燃药筒的防护涂层” ，表面技术J，1990 年第 19 卷，第 1 期，24-25. 8 吉韶华， “可燃药筒燃烧性能研究” ，火炸药J，1988 年第 1 期，29-30.9 张会生， “可燃药筒点火问题浅析” ，弹道学报J，1995 年第 7 卷，第 2 期，27-28. 10 李煜，郭德惠， “新型含能纤维可燃药筒性能研究” ，含能材料J，2009 年11 张秋鄂.工件几何尺寸自动测量系统.电子测量与仪器学报J.2004 年增刊： 1068-107112 Al Chilsholm.OLE for Process Control takes first step to ward data sharing standards.2006,69(9)：49-5313 范富明，程良伦，王晓芬等.一种新型光学快速自动聚焦系统J.光电工程.2010，37（5）： 127-133.14 Ramnivas Laddad.Separate Software Concerns with Aspect oriented Programming.IEEE Network Magazine,2004,8(1)：56-61.15 窦燕，孔令富.一种基于视觉注意机制的刀具检测方法J.中国机械工程.2008，19（17）： 2024-2028.16张秋鄂.工件几何尺寸自动测量系统.电子测量与仪器学报J.2004 年增刊 1068-1071.17Keshab Das,Pramathes Das and Chand Mohan Roy,Application of distributed controla case study,WORLD CEMENT,SEPTEMBER.2005：59-62.18Olivoer Peyro,Saint Paul,Poul Skjoth.Process control in Greenfield Rim Super Plants.Cement Industry Technical Conference, 201-211. 毕 业 设 计 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）：1 研究的问题本文药筒几何尺寸的测量集成了多种测量方式，包括全长测量、内径测量、两档外径测量等。综合以上测量类别，将药筒测量归结为三大类，即长度测量技术以及内外径测量技术。本文主要研究内容是某药自动测量控制系统的系统设计，首先阐述课题的研究目的及意义，其次通过对药筒尺寸特点分析，将药筒尺寸分为对长度值、内径值、外径值、的测量，按照不同的尺寸类型探讨测量的方法及原理，然后进行总体规划，明确该型检测设备机械部分如何开发设计， PLC 控制系统的搭建。并重点对控制系统的搭建与开发进行详细阐述。2 研究的方案对于该型药筒的长度尺寸检测，为了满足到达检测精度要求和自动化检测的要求。需要寻找一款简单适用的测量仪器。经过广泛查询对比长度尺寸测量的仪器资料，差动变压器式位移传感器可以被用于该型药筒自动测量的长度值测量。差动变压器式位移传感器是将线性变化的机械量转化成电量的变化。图 4.1 差动变压器式位移传感器原理图针对该型药筒的内径尺寸测量，经过查找论证，选用成熟的电子式气动量仪，比较容易满足于药筒内径值检测。电子式气动量仪是一种针对内外径尺寸，运用非接触式测量方法的精密测量仪器。它能够满足自动化检测要求，具有高效的测量效率。图 4.2 典型气动测量系统连接图针对该型药筒外径需要对多个尺寸进行测量，最好寻求一种能够一次测量完成多个外径尺寸的方法。而且需要满足测量效率和精度较高，方便实现数据采集和控制。经过查找论证，选用成熟的激光测径仪，可以满足于该型药筒外径尺寸值测量。激光测径仪是一种运用光电一体化的高新技术产品。该设备采用激光