【正文】 本次畢業(yè)設計實現(xiàn)了很多大學所學知識的綜合運用，尤其提升了我的邏輯思維能力。 （ 3）電機在驅動器的控制下能否正常工作。 程序流程圖設計 根據(jù)本檢測機設計的要求，控制部分分為手動和自動兩種模式。 圖 電氣控制原理圖 1 重慶理工大學畢業(yè)設計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設計 22 圖 電氣控制原理圖 2 重慶理工大學畢業(yè)設計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設計 23 圖 電氣控制原理圖 3 重慶理工大學畢業(yè)設計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設計 24 主回路設計部分 （ 1）管材直線度檢測機主回路接入電源為 220 VAC 電源上，同時在主回路上需要接入一個空氣開關 QS 和熔斷器 Fu，來控制和保護整個電路的通斷。它的實物圖如圖 所示。 （ 5） 支持直線插補、圓弧插補，同步跟隨和電子齒輪運動控制。 P L C控 制 器視 覺 傳感 器 A視 覺 傳感 器 B步 進 驅動 器步 進電 機工 作 臺繼 電 器計 算 機 圖 管材直線度度檢測機控制系統(tǒng)原理圖 本系統(tǒng)主要采用 PLC 控制系統(tǒng)向步進電機驅動器發(fā)送相應的脈沖和方向信號，再由步進電機驅動器控制不進電機的旋轉和停止，從而達到工作臺的移動與停止，即達到了視覺傳感器組的運動要求。 載荷系數(shù) 無沖擊運動 普通運動 有沖擊運動 Fw 表 載荷系數(shù)表 取 Fw 為 代入得 Cm =84N （ 7）計算最小螺紋底徑 重慶理工大學畢業(yè)設計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設計 11 dm =ELmF? 0 dm ：最小螺紋底徑 L 為 行程 +1014Ph F0 :靜摩擦力 已知：行程為 4000mm F0 =100N 代入得： dm =50mm （ 8）計算絲杠預拉伸力 dF mt t ?? Ft ：預拉伸力 t? ：溫差，在此取 dm ：最小螺紋底徑 代入數(shù)據(jù)得： Ft =11950N （ 9）滾珠絲杠副工作圖設計 絲桿螺紋長度 LLL eus 2?? Lu ：有效行程，取 4000mm Le ：余程，根據(jù)導程為 5mm 和下表可知 Le =20 余程與導程關系表見表 所示。根據(jù)設計要求，需要承受的載荷不大，定位精度高，因此選用三角形導軌和平面導軌的組合。 基于上述方案的研究，做出一些改進。因此 ,測量時首先將儀器與 靶子調整好 ,然后將靶子沿被測表面重慶理工大學畢業(yè)設計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設計 4 測量方向移動 ,便能得到直線度誤差的原始數(shù)據(jù)。所采用的直線基準通常有三種 :實物基準、重力水平基準和光線基準 光隙法是用刀口尺作為理想直線測量直線度誤差的一種方法，如圖 。但是從目前幾何量領域的情況來看。 本文對已有的各種檢測方法進行了分析和比較，確定了基于數(shù)字圖像處理的視覺傳感器檢測法，通過視覺傳感器發(fā)出的激光面與管材形成的截面進行攝像，通過圖 像模擬得到圓心數(shù)據(jù)，多次采集后將數(shù)據(jù)傳輸給計算機，通過計算機對多個得到的圓心數(shù)據(jù)處理即可得到管材的直線度誤差。 直線度檢測方法 縱觀世界對直線度誤差的測量方法，可總結歸納為如下兩大類。三坐標測量機是近二十年來發(fā)展起來的一種以精密機械為基礎 ,結合光柵與激光干涉技術、計算機技術、應用電子技術等先進技術的測量設備。這種狀況嚴重制約著我國精密計量測試領域的發(fā)展步伐。 圖 機床總體布置圖 管材由三個支架支撐，在最右端有一個擋塊，主要作用是：放置管材時起一個定位的作用， 上下兩個對組式傳感器安裝在移動的滑臺上，當系統(tǒng)開始啟動時，步進電機旋轉，通過聯(lián)軸器帶動絲桿的旋轉，再經(jīng)過絲桿螺母的配合使滑臺向左移動，當程序設定的脈沖輸入結束，電機停止， LD 激光發(fā)射器發(fā)出激光， CCD 攝像機攝像，數(shù)據(jù)處理后，傳輸給計算機，通過兩個 CCD 得到的數(shù)據(jù)得到第一個截面圓心的數(shù)據(jù)。 計算選型 電機的計算選型 根據(jù)經(jīng)驗，初選導程為 5mm 的絲杠。 支撐方式 fnk 固定 固定 固定 支撐 支撐 支撐 固定 自由 表 支撐方式與載荷系數(shù)關系表 在此 fnk取 LLLm 01?? L1 ： 兩固定支撐距離 L0 ：行程起點離固定支撐距離 代入得： nc =960 960nmax =600 綜合以上驗算，此絲杠符合各方面的要求。 打 開 電 源裝 夾 管 材是 否 到 位手 動復 位模 式 選 擇手 動模 式自 動 模 式Y E SN O循 環(huán) 模 式工 作 臺 正方 向 運 轉視 覺 傳 感器 工 作輸 出 數(shù) 據(jù)是 否 結 束工 作 臺 負方 向 運 動工 作 臺 正方 向 運 動工 作 臺 負方 向 運 動視 覺 傳 感器 工 作輸 出 數(shù) 據(jù)數(shù) 據(jù) 處 理輸 出 結 果測 量 結 束Y e sN o 圖 系統(tǒng)工作流程圖 重慶理工大學畢業(yè)設計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設計 15 對流程圖的簡單說明： （ 1）位置確認：開始測量之前必須確認管材放置是否到位，工作臺是否在起點位置，如果沒有，測需要手動回位，而后開始測量。 DMD402A不進驅動器，具有高性能、低價格的特點，適合驅動兩相或四相混合式步進電機。 操作面板的設計 操作面板即是控制箱的輸入按鈕，主要有啟動按鈕，自動開關，手動開關，急停開關等，具體布置如圖 所示。 （ 2）根據(jù) PLC 數(shù)字輸入地址表分配可知，我們本次輸入觸點需要接入 X0— X14 共13 個觸點。系統(tǒng)開始工作前傳感器組應位于原點，原點及左極限位置都安裝有 ST1 和 ST2 兩個行程開關。 （ 3）運行調試。由于自身知識和能力有限，存在一些不足之處，望老師指正。 重慶理工大學畢業(yè)設計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設計 33 7 總結 本次畢業(yè)設計期間，查閱了很多資料，學習了相關知識，尤其在 PLC 編程方面有了很大的進步。 重慶理工大學畢業(yè)設計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設計 28 重慶理工大學畢業(yè)設計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設計 29 重慶理工大學畢業(yè)設計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設計 30 圖 PLC 梯形程序圖 、系統(tǒng)調試 硬件系統(tǒng)調試 將系統(tǒng)的各部分硬件連線接好。 PUL+和 DIR+分別接 PLC 的 Y0 和 Y1 輸出觸點。 編號 名稱 型號 備注 1 PLC 控制器 EC202021BRA 2 繼電器 KA1 SAl220 3 步進驅動器 DMD402A 4 開關 電源 NED75B 表 控制柜內部布局說明表 重慶理工大學畢業(yè)設計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設計 20 5 PLC 控制系統(tǒng)設計 PLC 的 I/O 資源配置 根據(jù)相關功能的要求，對 PLC 的 I/O 進行配置，具體表 所示。 （ 4）自動半流功能。 PLC 參數(shù)表如表 所示。 編程方法簡單易學。 電機參數(shù)如表 所示。步進電機由脈沖信號觸發(fā)控制。 檢測方案設計 已有測量方案的分析 :天津大學在這方面的測試技術領先于國內。其中心與靶子的機械軸線重合。反向法是將被測零件進行兩次安裝 ,并分別進行兩次測量 ,兩次安裝的位置正好反向 ,經(jīng)數(shù)據(jù)處理求出被測零件的直線 度誤差。由于鑄造、加工、自重以及使用中的碰撞、溫度變化等原因造成鋼管的塑性變形而形成不可恢復的彎曲 ..對于鋼管的使用是有影響的。大口徑鋼管廣泛應用于冶金、石油及化工等行業(yè)，它的質 量關系到工業(yè)設備的安全。按照信息獲得的途徑不同 ,無直線基準測量法又可分為反向法、錯位法和多測頭法。其測量原理為 :由氦 2氖激光器發(fā)出的一束激光經(jīng)準直后射向目標測量靶 ,該靶中心有一塊圓形四象限硅光電池 ,兩兩相對的硅光電池接成差動式 。要求直線度誤差小于 。步進電機具有慣性小，不需制動裝置，啟動性能好，能頻繁瞬間啟動、倒轉和停轉等優(yōu)點。 可知所要選的電機轉矩應該大于 根據(jù)所算的電 機轉矩 T 和步距角，選取步進電機型號為：樂創(chuàng)公司兩相步進電機DM5676A。因此 PLC 有以下優(yōu)點： 抗干擾能力強，可靠性高，環(huán)境適應性好。選擇艾默生公司生產(chǎn)的 EC202021BRA 系列的 PLC 作為本檢測機電氣控制系統(tǒng)的控制主機。 （ 3）輸入信號 TTL 兼容。 （