【正文】 （ L/min） 型號 1 定量葉片泵 24 YBE 2 液控單向閥 24 YAF3Ea 3 三位四通 電磁 換向閥 20 4WE6D50W22050 4 溢流閥 63 YF310B 長春工程學院 2021屆畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 31 液壓油箱容積的確定 液 壓系統(tǒng)的油箱容積一般取液壓泵的額定流量的 57倍，本設(shè)計取 7倍，故油箱的容積為 V=（ 7Ｘ 24） L=168L 4 控制系統(tǒng)設(shè)計及編程 主要結(jié)構(gòu)與工作方式 控制系統(tǒng)主要涉及的結(jié)構(gòu)有 （圖 ） ： （ 1） 滑臺 滑臺的作用是在檢測過成中支撐縱梁 ，為適應(yīng)各種規(guī)格尺寸的縱梁，滑臺設(shè)計成可沿縱梁寬度方向滑動的運動零件，其運動由液壓系統(tǒng)驅(qū)動。 （ 4） 小車運動到 B端，當 SB7再次遇到縱梁邊緣時，小車勻速行駛，遇到 SB2時開始減速，至停止； （ 5） 手動模式下，按下手動按鈕，小車從靜止加速 ，手動停止后減速 停下； （ 6）檢測完畢， 支撐桿 到 B端，遇到 SB5 后停止，同時滑臺滑到 A端，此時可取下縱梁； （ 7） SB1和 SB4為安全限位開關(guān)，當小車不能及時停止，遇到 SB1和 SB4時立即停止。 系統(tǒng) I/O： 本機 I/O 14入／ 10出 擴展模塊數(shù)量 7個模塊 數(shù)字量 I/O映像區(qū) 256（ 128入／ 128出） 數(shù)字量 I/O物理區(qū) 168（ 94／ 74） 模擬量 I/O映像區(qū) 32入／ 32出 模擬量 I/O物理區(qū) 35（ 28／ 7）或 14出 模式四： 當小車遇到 C 端的槽形光電開關(guān) SB3時（圖 ），小車開始減速，直至停 止。 模式二： 小車沿縱梁檢測過程中按加速、勻速、減速、停止的模式周期性運動，運動的過程見圖 。 (1)CPU224技術(shù)指標 【 9】 （ 4） 攝像機 采取分段拍攝，在小車工作周期的暫停階段， 攝像機 進行拍攝 。液壓缸的進、出油管按輸入、排出的最大流量來計算。 則液壓缸的最大壓力 p=4 Fmac / 2d? = 4 ???= 長春工程學院 2021屆畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 29 表 液壓缸參數(shù)表 液壓泵的計算與選擇 （ 1） 確定液壓泵的最大工作壓力 考慮到正常工作中進油管路有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為 p =p+ΣΔP 式中 pp — 液壓泵最大工作壓力； P— 執(zhí)行元件最大工作壓力； ΣΔP — 進油管路中的壓力損失， 取 Mpa。 （ 2） 結(jié)構(gòu)設(shè)計 一根連接桿需要和支撐板轉(zhuǎn)動連接，兩根連接桿之間也需要轉(zhuǎn)動連接，設(shè)計用鉸鏈連接。 Q275 其 具有較高的強度、較好的塑性和切削加工性能，一定的焊接性能。在 MQ線上查得σ Flim1=σ Flim2=350MPa ? ?? ?? ?? ?? ?? ?,4484482323311121111111222111m i n22limm i n11lim1???????????????? ????????????????????FSaFadFSaFaFSaFaFSaFaFNFFNFFYYzYTKmYYYYYYM P aM P aSYFM P aM P aSY??????????入設(shè)計公式，求得將確定后的各項數(shù)值代設(shè)計齒輪模數(shù)取 修正 1m smnzmv / 111 ??? ? 查得 KV= Kβ = Kα = 則 K=KA KV Kβ Kα = = 33 ??? mmKKmmTt 選取第一系列模數(shù) m=2mm 齒輪主要幾何尺寸： d1=mz=50mm b=ψ dd1 = 50=35mm 但是由于齒 輪 過寬使得齒條尺寸必然加大，使整體尺寸變大，影響加工工藝 ，所以取 b=25mm。 （ 1）計算電機所需的最小轉(zhuǎn)矩 當支撐桿由完全收起狀態(tài)伸出時所需的動力最大，此時的阻力有轉(zhuǎn)動軸與軸孔之間的摩擦力，支撐桿鉸鏈之間的摩擦力： ① 由 proe的質(zhì)量分析可得轉(zhuǎn)動軸和支撐桿的質(zhì)量大約分別為 M1=53kg和 M2=20kg， 取剛 剛之間的摩擦系數(shù)為 ? = 轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動時的摩擦力為： F1=? xM1xgx3== 當支撐桿轉(zhuǎn)動時單個鉸鏈之間的摩擦力為： f=M2xgx? == 支撐桿處在最低位時候由連個連桿的受力平衡可知： F2=3fx cosθ 1/ cosθ 2=伺服電機的轉(zhuǎn)矩計算公式為： T=FxDxn（ n 為減速比 ,這里為 ） 帶入數(shù)值計算： T 總 =(F1xL1+F2xL2)=（ F1xd/2+F2xL2) =(+) = ② 選擇電機型號 根據(jù)所需的最大轉(zhuǎn)矩為 ， 所選電機的最大轉(zhuǎn)矩必須大于 ,可以選用無 錫市德誠自動化技術(shù)有限公司的 60 系列伺服電機 ，根據(jù) 電機的額定輸出選擇電機型號為60STM00630,額定轉(zhuǎn)矩為 。攝像小車采取分段拍攝，每個拍攝周期小車的運動有加速（啟動）、勻速（運行）、減速（制動）、暫停（停止）四段組成，攝像機在暫停時間進行拍攝。 計算接觸面壓 p 由 Pro_e 軟件可以分析出攝像機支架的總體重量為 ，則絲杠承受的軸向力FP =?= 則 p= ?? ?? N/mm 計算滑動速度 V。 其主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)示意圖如 表 二、導軌精度設(shè)計 由于攝像機支架上的絲杠螺母要與垂直安裝的絲杠配合，導軌的安裝精度直接影響著絲杠副的傳動精度，故導軌的精度應(yīng)選高一些， SBC直線導軌的精度等級分三級，這里選用等級 H，如表 表 導軌精度 H H 和 W2 的測量 40? um 單位 mm 型號 安裝尺寸 滑塊尺寸 高度 E W2 寬度 W 長度 L 安裝螺栓孔 L1 K T 注油嘴 B J M S 安裝孔 T1 N SBG15FL 24 16 47 58 3830 M5 M4 38 21 4 5 SBG30FL 42 5 31 90 98 7252 M10 M8 37 12 M6 單位 mm 型號 導軌尺寸 承載性能 重量 寬度W1 高度H1 孔間距 H 螺栓孔 G 導軌最大長度 動態(tài) C 靜態(tài)Co 靜態(tài)力矩 滑塊 導軌 MRo Mpo Mro SBG15FL 15 15 60 20 3000 850 1370 7 5 5 SBG30FL 28 25 80 9 14 12 20 4000 2980 5490 60 50 49 表 導軌參數(shù)表 長春工程學院 2021屆畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 18 同一導軌的每一滑塊上， H 和 W2 之間的最大差值 15um 平行度要求 5um 三、 絲杠 的 選用 絲杠與螺母配合使用組成攝像機工作高度的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 （ 2） 精確定位，軌道摩擦系數(shù)小，具有 良好的重復(fù)性。 ② 機架材料選擇 由于機架承受的應(yīng)力較小，對材料的力學性能要求不高，但由于是焊接機架，故對材料的焊接性能有特殊要求，應(yīng)選用焊接性能較好的金屬材料。 （ 2） 結(jié)構(gòu)合理，便于制造。 小車的設(shè)計應(yīng) 考慮 以下幾個問題 ： 機架的結(jié)構(gòu)不能太高，以滿足攝像機最大工作高度為準，而且重心應(yīng)盡可能低，另外，應(yīng)該注意加強機架的剛度，以增強其抗震性。如果此時按停止按鈕， 支撐板 到達 B端 （見圖 ） ，之后滑臺返回 A端，此時可將縱梁取下。因此 S7200系列具有極高的性價比。為使滑臺能獨立運動，在液壓缸進油回路安裝節(jié)流閥。是實現(xiàn)液壓油流的溝通、切斷和換向，以及壓力卸載和順序動作控制的閥門。因此，要求支撐部分面積應(yīng)很小。 （ 2） 剛度要求 在必須保證特定外形的條件下，對機架的主要要求是剛度。 長春工程學院 2021屆畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 9 電機的選擇 電機是小車的驅(qū)動部件，根據(jù)縱梁的檢測要求，必須對小車運動的速度進行控制和對小車的位置進行精確地定位，普通異步電機顯然不能滿足要求 。 作為檢測裝置的運動機構(gòu)其作用是：通過小車沿著縱梁做直線運動來實現(xiàn)車載 攝像機 和縱梁之間 的相對運動，從而實現(xiàn)對整個縱梁的拍攝。 （ 2） 使用一個 攝像機 ，讓縱梁和 攝像機 之間產(chǎn)生相對運動，到達指定位置就拍攝一幅長春工程學院 2021屆畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 8 圖像。它可在 振動 強烈的環(huán)境下進行滿足精度要求的檢測。 汽車縱梁在汽車 結(jié)構(gòu)有著重要的作用，被稱為汽車的脊梁。在汽車檢測方面，傳統(tǒng)檢測技術(shù) 完全依靠技術(shù)人員的經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)故障或缺陷， 然后對其進行針對性的維修。到 80年代中期，由于汽車監(jiān)理工作由交通部轉(zhuǎn)由公安部主管，原來車管所的汽車檢測站也一并劃歸公安車管系統(tǒng)。我國汽車保有量迅速增加， 汽車的運行安全性、經(jīng)濟性和排放污染已成為人們越來越重視的社會問題， 于是汽車的安全、 節(jié)能和環(huán)保逐漸提到政府有關(guān)部門的議事日程，因而促進了汽車檢測與診斷技術(shù)的發(fā)展。 第 4 個階段 長春工程學院 2021屆畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 4 這個階段是汽車檢測、診斷技術(shù)已發(fā)展到車載自診斷系統(tǒng)及汽車故障診斷專家系統(tǒng)階段車載自診斷系統(tǒng)一般是作為汽車結(jié)構(gòu)的組成部分，利用安裝在汽車內(nèi)各個部位的傳感器，將汽車的主要技術(shù)狀況經(jīng)常地、自動地向駕駛員顯示。 第 2 個階段 這個階段是單機機電一體化一計算機控制自動化階段 。在汽車發(fā)展的早期，人們主要是通過“ 望 ” 〔眼看 )、 “ 聞 ” (耳聽 )、 “ 切 ”( 手摸 )的方法，憑借 維修人員 的經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)汽車的故障并作有針對性的修理。汽車制造行業(yè)中，縱梁的生產(chǎn)工藝一般為落料沖孔（鉆孔 ）成形。 為克服這些弊端 ，提高生產(chǎn)效率，設(shè)計 了一種 以 圖像處理技術(shù) 為基礎(chǔ) 的 自動化 檢測裝置 。該自動化檢測裝置操作簡單，可靠性高，檢測精度高，大大改善了生產(chǎn)效率。所謂數(shù)字圖像處理就是利用計算機或者其他數(shù)字硬件，對從圖像信息轉(zhuǎn)換得來的電信號進行某些數(shù)學運算，以提高圖像的實用性。 國外汽車檢測技術(shù)發(fā)展概況 從汽車檢測、診斷技術(shù)與設(shè)備的發(fā)展過程來看，大致經(jīng)歷了 4個同的發(fā)展 階段： 第 1 個階段 這個階段的檢測、 診斷設(shè)備是以機械結(jié)構(gòu)為主的單機人工操作階段。 第 3 個階段 這個階段是汽車檢測設(shè)備智能化，汽車檢測線自動化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化階段。美國凱迪拉克轎車系列，日本豐田、本田轎車系列等均已先后采用了車載自診斷系統(tǒng)。 “ 七五 ” 期間，交通部又把 “ 汽車檢測、診斷設(shè)備在汽車維修生產(chǎn)中的應(yīng)用 ” 課題列為重點 新技術(shù)推廣項目，組織有關(guān)單位進行了研究和試點。 7O年代國內(nèi)僅能生產(chǎn)少量簡單的檢測、診斷設(shè)備 。目前人們已經(jīng)依靠各種先進的儀器設(shè)備，對汽車進行不解體檢測， 這樣不僅克服了傳統(tǒng)檢測方法的缺點，而且大大縮短了汽車的生產(chǎn)維修時間，解放了勞動力。 傳統(tǒng)汽車縱梁孔位檢測主要以人工方式進行：檢測工人把縱梁和標準縱梁 AutoCAD圖紙進行比對來檢測是否有漏孔、用千分尺等工具手動測量孔心位置是否合乎要求。 縱梁拍攝方式的選擇 縱梁是汽車上最長的零件，長 5米到 12米。這里我們采用第二種方案實 現(xiàn)對縱梁的拍攝。這樣在絲杠螺母副的驅(qū)動下小車做直線運動。 攝 像機高度調(diào)節(jié)機構(gòu)設(shè)計 由于各種型號的縱梁寬度不一樣，為使攝像機獲得可調(diào)的視場寬度同時又保證清晰的數(shù)字圖像，需對攝像機的工作高度進行精確調(diào)節(jié)。由于底座承載的重量較輕，且 小車的運動不對底座產(chǎn)生工作應(yīng)力，故底座強度可以按剛度直接設(shè)計，不再考慮強度要求。 因此，可以將檢測過程的支撐和裝卸縱梁時的支撐分開設(shè)計。 電磁換向閥是用電磁鐵的推力來推動閥芯運動以變換流體流動方向的控制閥，簡稱電磁閥。 ]6[ 其他輔助元件 由于滑臺較重，當滑臺由運動變?yōu)?停止時就會有回油現(xiàn)象出現(xiàn)，因此在主進油路和滑臺液壓缸進油路上安裝單向閥， 長春工程學院 2021屆畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 12 液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計 圖 液壓系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)控制方案設(shè)計 控制器的選擇 控