【正文】 的最大沖力和穩(wěn)定后彈力；二是檢測(cè)彈簧被壓縮一定距離后產(chǎn)生的形變。最后概括了本論文的主要研究?jī)?nèi)容與研究意義?，F(xiàn)今國(guó)內(nèi)外研究中，位移壓 力特性測(cè)試技術(shù)在比例電磁鐵性能測(cè)試中應(yīng)用較 多。帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)均為具有中間撓性件的嚙合傳動(dòng)。與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的制造與安裝精度要求較低，鏈輪齒受力較小、強(qiáng)度較高、磨損也較輕，鏈傳動(dòng)具有較好的緩沖、吸振性能。張緊裝置形式很多，例如螺釘、曲柄杠桿、掛重、彈簧和液壓等，對(duì)中、高速的重要傳動(dòng)應(yīng)采用自動(dòng)張緊裝置，其中以液壓張緊為優(yōu)，它不受松邊伸長(zhǎng)的影響。 可編程序控制器是在繼電接觸器控制和計(jì)算機(jī)控制基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的工業(yè)自動(dòng)控制裝置是計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的一種應(yīng)用技術(shù)。 可編程序控制器作為控制器構(gòu)成的自動(dòng)控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量的控制，也可實(shí)現(xiàn)模擬量的控制；可實(shí)現(xiàn)斷續(xù)控制，也可實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制；系統(tǒng)組成可以是開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，也可構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。（ 3）采用模塊化結(jié)構(gòu)。可編程控制器設(shè)計(jì)的方法與步驟如 圖 所示 ： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 3 確 定 控 制 對(duì) 象 及 控 制 范 圍可 編 程 序 控 制 器 機(jī) 型 選 擇總 裝 調(diào) 試投 入 運(yùn) 行硬 件 設(shè) 計(jì)（ 外 圍 電 路 ）軟 件 設(shè) 計(jì)符 合設(shè) 計(jì) 要 求調(diào) 整 硬 件 調(diào) 整 軟 件N NY 圖 可編程序控制器設(shè)計(jì)流程圖 PLC 可與機(jī)械加工的數(shù)字控制 及計(jì)算機(jī)控制聯(lián)成一體實(shí)現(xiàn)數(shù)值 控制；可用于配置柔性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等。 （ 2）縮小與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的差距向大規(guī)模、大容量、強(qiáng)功能、高速度方向發(fā)展。 （ 5）編程語(yǔ)言多樣化、高級(jí)化 隨著 PLC 硬件不斷發(fā)展的同時(shí)，其編程語(yǔ)言朝兩個(gè)方向發(fā)展：一方面向 多種語(yǔ)言編程方向發(fā)展 ，如面向過(guò)程的編程語(yǔ)言、梯形圖語(yǔ)言及控制系統(tǒng)流程圖等；另一方面向 高級(jí)語(yǔ)言方向發(fā)展，可用 BASIC、 C++及匯編語(yǔ)言編制用戶程序。 （ 8）向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 PLC 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的總目的是向高速度、多層次、開(kāi)放性、高可靠性方向發(fā)展，并遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) IEEE802， 特別是加強(qiáng)異種機(jī)通訊功能。在確定好研究對(duì)象后，決定使用何種方法來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。在此課題中 以彈簧的彈力負(fù)荷測(cè)試為主，通過(guò)張緊器工作時(shí)以柱塞彈簧為主要研究對(duì)象，來(lái)測(cè)試彈性器件的彈力負(fù)荷。在器件選擇部分，通過(guò)介紹器件的工作原理、用途、型號(hào)、規(guī)格及符號(hào)等知識(shí)，對(duì)器件進(jìn)行了合理選擇。壓縮柱塞，單向閥關(guān)閉，高壓腔的油液處于壓縮狀態(tài)，由于機(jī)油的 可壓縮比小，形成較大阻尼，進(jìn)而回壓過(guò)程中，柱塞阻尼較大，減小正時(shí)鏈條的振幅及傳動(dòng)噪音。直到棘爪轉(zhuǎn)動(dòng)到一定角度，柱塞齒在棘爪齒導(dǎo)向作用下能自由伸出，柱塞頂住正時(shí)鏈條的張緊導(dǎo)軌，預(yù)張緊力 =彈簧力； 第二步：?jiǎn)?dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油，通過(guò)供油道進(jìn)入張 緊器總成低壓腔內(nèi)，機(jī)油壓力克服單向閥彈簧力，推動(dòng)鋼球，打開(kāi)單向閥，機(jī)油進(jìn)入到總成高壓腔內(nèi)；總成張緊力 =油壓力 +彈簧力； 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 7 第三步：正時(shí)鏈條系統(tǒng)在拉力，高溫與磨損作用下伸長(zhǎng)，柱塞隨著鏈條系統(tǒng)的伸長(zhǎng)，繼續(xù)向總成外伸出，棘爪齒嚙合柱塞的下一個(gè)齒，進(jìn)而使正時(shí)鏈條系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中始終保持一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的張緊力，預(yù)防鏈條在磨損后出現(xiàn)脫鏈現(xiàn)象，減小鏈條振幅及噪音； 第四步：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，鏈條系統(tǒng)松邊張緊力度變大 ,使柱塞壓縮，此時(shí)，張緊器總成的單向閥機(jī)構(gòu)關(guān)閉，在高壓腔內(nèi)形成較大阻尼，以減緩鏈條的擺動(dòng)來(lái)降低振幅與噪音，高壓腔 內(nèi)的機(jī)油通過(guò)殼體與柱塞的間隙泄漏到總成外，進(jìn)而起到過(guò)壓保護(hù)及潤(rùn)滑作用。 張緊器靜態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 根據(jù)油壓式張緊器的工作原理可以透徹了解張緊器的工作過(guò)程，由于 要做 張緊器靜態(tài)試驗(yàn)， 所以此處不用考慮機(jī)油壓力，只用考慮靜態(tài)時(shí)的工作狀態(tài)。在 50mm 之外由于對(duì)光柵測(cè)量的值沒(méi)有多大影響，因此開(kāi)始畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 8 時(shí)可以使其快速下壓，當(dāng)?shù)竭_(dá)第一個(gè)接近開(kāi)關(guān) 時(shí)，稱重傳感器是在接近光柵的位置，此時(shí)需要緩慢下降。這個(gè) 值就是標(biāo)定值。即 L= L07mm。與試驗(yàn) 1不同的是，試驗(yàn) 2不需要墊塊，因此也不需要?dú)飧?。拔銷后，光柵收縮，伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，控制稱重傳感器向相反方向運(yùn)動(dòng)，柱塞會(huì)跟隨光柵一起向上運(yùn)動(dòng)，直到柱塞彈簧處于松弛的穩(wěn)定狀態(tài)。PLC 與重力傳感器之間的通信需要進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換， PLC 中的 A/D 模塊 可以完成 A/D轉(zhuǎn)換的任務(wù)，從而使 PLC 對(duì)重力傳感器進(jìn)行控制。 PLC與 PC 機(jī)之間的通信主要 采用串行異步通信，其常用的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)有 RS232C、 RS422A 和 RS485 等，在這里 主要 是 用RS232C 來(lái) 實(shí)現(xiàn)通信的。 PC 機(jī)與 PLC 實(shí)現(xiàn)通信的條件： ①帶異步 通信適配器的 PC機(jī)與 PLC 只有滿足如下條件 , 才能互聯(lián)通信 : 帶有異步通信接口的 PLC 才能與帶異步通信適配器的 PC機(jī)互聯(lián)。 PLC 中配有通信機(jī)制 , 一般不需用戶編程。 PLC 的選型 歐姆龍 PLC 是一種功能完善的緊湊型 PLC，能為世 界領(lǐng)先的輸送分散控制等提供高附加值機(jī)器控制；它還具有通過(guò)各種高級(jí)內(nèi)裝板進(jìn)行升級(jí)的能力，大程序容量和存儲(chǔ)器單元，以 Windows 環(huán)境下高效的軟件開(kāi)發(fā)能力。 CP1H 系列小型 高功能 PLC(CP1HXA40DRA)的性能規(guī)格如下所示： 基本性能 ：（ 1） 處理速度：基本指令 ；特殊指令 1 2 1/O （ 2）容量： 最多 7個(gè)擴(kuò)展單元，開(kāi)關(guān)量最大 320 點(diǎn)，模擬量最大 37路 ； 程序容量：20K 步 ； 數(shù)據(jù)容量： 32K 字 （ 3） 機(jī)型類別：本體 40 點(diǎn)， 24點(diǎn)輸入， 16 點(diǎn)輸出，晶體管輸出 。4 （ 3） 內(nèi)置模擬量： 4輸入， 2輸出 （ 4） 通信接口：最大 2個(gè)串行通信口（ RS232A 或 RS422/485 任選） 本體附帶一個(gè) USB編程端口 （ 5） 通信功能：上位鏈接、無(wú)協(xié)議通信、 NT 鏈接（ 1:N）、串行網(wǎng)關(guān)功能、串行 PLC 鏈接功能、 ModbusRTU 簡(jiǎn)易主站 。 90mm(H)179。經(jīng)估算輸入 24 口，輸出 16口即可滿足輸入輸出所需端口數(shù)。在稱重傳感器主要技術(shù)指標(biāo)的基本概念和評(píng)價(jià)方法上，新舊國(guó)標(biāo)有質(zhì)的差異。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 13 稱重傳感器 能將作用在被測(cè)物體上的重力按一定比例轉(zhuǎn)換成可計(jì)量的輸出信號(hào)。 稱重傳感器的電壓輸出范圍為 0～ 30mV。 LCSS3 拉壓力傳感 器采用 S型柱式作為彈性體，具有精度高、強(qiáng)度好、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)， 結(jié)構(gòu)緊湊、安裝使用方便，互換性好適用于吊鉤秤 、配料秤、包裝秤、機(jī)電結(jié)合秤等場(chǎng)合的測(cè)力 。 % 零點(diǎn)平衡 177。 %℃ 輸出溫度影響 177。 稱重傳感器不能把所接受到的信號(hào)直接傳給 PLC，必須通過(guò)變送器 將接收到的壓力信號(hào) 轉(zhuǎn)換成 模擬量的 電壓信號(hào)后 通過(guò) PLC 的模擬量輸入端口 傳給 PLC。 光柵尺的 選擇 光柵測(cè)微傳感器的種類有很多， DKB50光柵測(cè)微傳感器，是以高精度光柵作為檢測(cè)元件的精密測(cè)量裝置。其優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量值數(shù)字化顯示，精度高，穩(wěn)定可靠，讀數(shù)直觀準(zhǔn)確。177。同時(shí)光柵微位移傳感器的褐色和紅色接線也要正確連接才能正常工作。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制，并能快速柵 距 10um(100 對(duì)線 /毫米 )， 20um（ 50X 對(duì)線 /毫米） 顯示分辨率 ,5um， 1um 準(zhǔn) 確 度 177。幅值大于 500mv二路或四路脈沖信號(hào)，無(wú)絕對(duì)參考零位 光 源 紅外發(fā)光二極管 接收元件 組合光電二極管 工作溫度 0℃ ～ 40℃ 儲(chǔ)存溫度 20℃ ～ 70℃ 外形尺寸 長(zhǎng) *寬 *厚 =L*42*22（ mm） ,L0 測(cè)桿伸出長(zhǎng)度。 因?yàn)?伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的 功能，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖 。 伺服驅(qū)動(dòng)器上有幾個(gè)主要端口接線，伺服驅(qū)動(dòng)器的電源輸入接口，電機(jī)接口， 旋轉(zhuǎn)編碼器接口，RS232/PLC 接口。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 17 3 系統(tǒng) 硬件 電路 設(shè)計(jì) 本章主要介紹硬件的設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以更近一步了解各硬件的使用方法及使用條件，更加清楚系統(tǒng)各部分的工作及銜接。 RS232C是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì) E1A 制定的一種串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)。 RS232C一般用于 20m 以內(nèi)的通信。 RS485 用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便，可以省掉許多信號(hào)線。發(fā)送線和接受線三條線異步傳輸 ，還可以加其它控制線完成同步等功能。 PLC 一般都具有RS232， PLC 通信的系統(tǒng)整體框圖如 圖 所示： 現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)輸入單元 電 源 部 件微 處 理 器 C P U編程設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通信接口系統(tǒng)程序用戶程序用戶數(shù)據(jù)存 儲(chǔ) 器I / O擴(kuò)展接口I / O擴(kuò)展單元輸出單元驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象 圖 PLC 通信系統(tǒng)整體框圖 目前 RS232 是 PC 與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口， RS代表推薦標(biāo)準(zhǔn)， 232 是標(biāo)識(shí)號(hào)。 RS232是為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊而設(shè)計(jì)的，其驅(qū)動(dòng)器負(fù)載為 3～ 7 KW。 PC 機(jī)與 CP系列 PLC,要經(jīng)過(guò) RS232 單元進(jìn)行連接。 由于 PLC 選的是歐姆龍的 CP1H 系列的，因此匹配的九針的 RS232 與 CP1H的連接 如 圖 所示 ： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 19 電腦側(cè) RS232 PLC 側(cè) RS232 九針 D形母頭 九針 D形公頭 123495768123495768 圖 PLC上位機(jī)通信線 實(shí)際應(yīng)用中，通常在 9 針的基礎(chǔ)再進(jìn)行簡(jiǎn)化，只用其中的 5 三個(gè)管腳進(jìn)行通信。表 了 9針通訊的接口管腳名稱，以下是各管腳的說(shuō)明： 表 RS232 的 9針通訊的接口管腳說(shuō)明 舊制 J1S 名稱 新制 J1S名稱 全 稱 說(shuō) 明 1 CD CD Carr1er Detect 載波 檢出，用以確認(rèn)是否收到Modem 的載波 2 RXD RD Rece1ved Data 數(shù)據(jù)輸入線 3 TXD SD Transm1tted Data 數(shù)據(jù)輸出線 4 DTR ER Data Term1nal Ready 告知數(shù)據(jù)終端處于待命狀態(tài) 5 SG SG S1gnal Ground 信號(hào)線的接地線（嚴(yán)格的說(shuō)是信號(hào)線的零標(biāo)準(zhǔn)線） 6 DSR DR Data Set Ready 告知本機(jī)在待命狀態(tài) 7 RTS RS Request to Send 要求發(fā)送數(shù)據(jù) 8 CTS CS Clear to Send 回應(yīng)對(duì)方發(fā)送的 RTS的發(fā)送許可，告訴對(duì)方可以發(fā)送 9 FG SG Frame Ground 連到機(jī)器的接地線 在使用過(guò)程中，一定要注意各管腳的鏈接，不同型號(hào)的 PLC 與九針的 RS232的連接時(shí)不同的，在試驗(yàn)時(shí)要選擇好相應(yīng)的 PLC 型號(hào)和 RS232 的類型?；?qū)鞲衅鬏斎氲姆请娏哭D(zhuǎn)換成電信號(hào)同時(shí)放大以便供遠(yuǎn)方測(cè)量和控制的信號(hào)源。在 PLC 中有模擬 量輸入模塊 中選用 第一對(duì)模擬量輸入端子 作為模擬量信號(hào)輸入端 。 LCSS3接收到的外界信號(hào)經(jīng)過(guò)稱重變送器轉(zhuǎn)換后，把轉(zhuǎn)換后的電流 1傳送給 CP1H，由于 LCSS3中的電阻是已知的，可以通過(guò)公式轉(zhuǎn)換，算出壓力的大小。傳感器由標(biāo)尺光柵、指示光柵、光路系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)四部分組成。這種傳感器的優(yōu)點(diǎn)是量程大和精度高。光柵尺是由讀數(shù)頭、主尺和接口組成。當(dāng)讀數(shù)頭運(yùn)動(dòng)時(shí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專用紙 22 接口電路的光電接收器分別產(chǎn)生 A相和 B 相兩路相位相差 90176。因?yàn)?1mm=5000 個(gè)脈沖，所以當(dāng)知道脈沖的個(gè)數(shù)后就可以計(jì)算出位移量。 光柵通過(guò)把采集到的數(shù)據(jù)傳給 PLC， PLC再傳給 PC 進(jìn)行記錄和處理，從而完成正確的控制。其主要特點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下 降。 伺服主要靠脈沖來(lái)定位，基本上可以這樣理解，伺服電機(jī)接收到一個(gè)脈沖，就會(huì)旋轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)角度，從而實(shí)現(xiàn)位 移。 ，伺服電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈滾珠絲杠副移動(dòng)10mm，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)一圈需要的脈沖數(shù)為 1000，故該系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量或者說(shuō)驅(qū)動(dòng)分辨率為 (一個(gè)絲 )； PLC 輸出脈沖數(shù) =長(zhǎng)度設(shè)定值 *10。為了保證此精度，一般情況下是讓一個(gè)脈沖的行走長(zhǎng)度低于 ，如設(shè)定一個(gè)脈沖的行走長(zhǎng)度為如上所述的 ，于是電機(jī)轉(zhuǎn)一圈所需要脈沖數(shù)即為 1000 個(gè)脈沖。一般是通過(guò)位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服馬達(dá)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)定位 。 圖 所示的 接線圖中，伺服電機(jī)采用的是位置控制模式，為了安全起見(jiàn)，這里選用的是帶有安全功能的 BRK 端口，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí) p1n p1n11管腳起作用。 P1n31， p1n36， p1n37為伺服電機(jī)的報(bào)警端口， p1n36 為報(bào)警公共端，接外部直流電源的 0V，而 p1n37 接 PLC 的普通輸入端口，伺服電機(jī)報(bào)警， p1n31接 PLC 的普通輸出端口，清除 伺服電機(jī)的報(bào)警。實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的 P41， P42 這兩個(gè)參數(shù)控