【導讀】高，現(xiàn)有的測量技術(shù)還不滿足于生產(chǎn)生活的要求。論述了管材直線度檢測機機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計和控制系統(tǒng)的方案設(shè)計。數(shù)據(jù)處理即可得到管材的直線度誤差。本檢測系統(tǒng)能夠達到的技術(shù)指標為，測量管材長度為4m，直徑為10mm到40mm，直線度誤差小于。

　　

【正文】 連接。 （ 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。其中， XOX14 對應(yīng)輸入開關(guān) SB0SB14。 （ 3）根據(jù) PLC 數(shù)字輸出地址表分配可知，我們本次輸出觸點需要接入 Y0— Y3 共 4個觸點。同時為了滿足功能需要， Y0 和 Y1 分別為步進電機的脈沖信號和方向信號，Y2 為視覺傳感器的控制信號。 Y3 為報警信號。 驅(qū)動器、電機控制部分 步進驅(qū)動器的接線則是由驅(qū)動器是 DC+、 DC觸點分別接開關(guān)電源的 +24V 和 0V 觸點。 PUL+和 DIR+分別接 PLC 的 Y0 和 Y1 輸出觸點。 PUL和 DIR則接開關(guān)電源的 +24V觸點。步進電機的電源直接從步進驅(qū)動器輸入，即步進驅(qū)動器的 A+、 A、 B+、 B觸點分別接步進電機的相應(yīng)接點。 重慶理工大學畢業(yè)設(shè)計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設(shè)計 25 6 軟件系統(tǒng)設(shè)計 本管材直線度檢測機的控制軟件部分主要由 PLC 作為編程軟件。首先按照控制功能要求，編制出程序流程圖，再按照程序流程圖編制梯形圖。 程序流程圖設(shè)計 根據(jù)本檢測機設(shè)計的要求，控制部分分為手動和自動兩種模式。 手動模式 在手動模式下 ，可以對每個設(shè)備進行單獨的控制，可以對對管材直線度度進行手動檢測，程序流程圖如圖 所示。 程 序 開 始模 式 選 擇手 動工 作 臺 正方 向 運 行工 作 臺 負方 向 運 行視 覺 傳 感器 工 作程 序 結(jié) 束X 0X 1X 3X 4X 5 圖 手動模式程序流程圖 重慶理工大學畢業(yè)設(shè)計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設(shè)計 26 自動模式 處于自動模式時，系統(tǒng)開始工作，自動對管材檢測。 程序流程圖如圖 所示。 程 序 開 始模 式 選 擇循 環(huán) 模 式工 作 臺 正方 向 運 轉(zhuǎn)視 覺 傳 感器 打 開是 否 結(jié) 束N OY E S工 作 臺 負方 向 運 行停 止自 動 模 式X 0X 2X 3X 6X 1 2 X 1 3 圖 自動模式程序流程圖 重慶理工大學畢業(yè)設(shè)計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設(shè)計 27 程序流程圖說明： 兩個視覺傳感器組成的測量系統(tǒng)，稱之為傳感器組。系統(tǒng)開始工作前傳感器組應(yīng)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(guān)。 傳感器組的左右移 動都是靠步進電機的正傳與反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。電機正傳，傳感器組左移，當脈沖結(jié)束，電機停工作并延時，視覺傳感器攝像并傳輸數(shù)據(jù)給計算機。如此循環(huán) 15 次后。電機停止正傳，電機反轉(zhuǎn)回到原點。 、 PLC 程序編寫 使用 Control Star PLC 編程軟件編出的梯形程序圖如 所示。 重慶理工大學畢業(yè)設(shè)計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設(shè)計 28 重慶理工大學畢業(yè)設(shè)計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設(shè)計 29 重慶理工大學畢業(yè)設(shè)計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設(shè)計 30 圖 PLC 梯形程序圖 、系統(tǒng)調(diào)試 硬件系統(tǒng)調(diào)試 將系統(tǒng)的各部分硬件連線接好。檢查各部分供電是否正常，檢 查設(shè)備的電氣控制是否正常，能否正常開機，各種控制開關(guān)能否正常工作。各種設(shè)備檢查無誤后，開始具體的調(diào)試。硬件部分的調(diào)試過程： （ 1）供電線路的檢查，主要用萬用表檢測供電線路是否正常。 （ 2）電機直接接在供電電源上，檢測電機能否正常工作。 （ 3）電機在驅(qū)動器的控制下能否正常工作。 （ 4） PLC 單獨測試，指示燈是否正常。 經(jīng)過測試，結(jié)果表明上述功能一切正常，然后進行總體調(diào)試。 軟件系統(tǒng)的調(diào)試 （ 1）輸入程序。 （ 2）模擬調(diào)試。 （ 3）運行調(diào)試。 理論上 plc 得電輸入輸出端 對應(yīng)如表 所示。 重慶理工大學畢業(yè)設(shè)計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設(shè)計 31 表 輸入輸出得電順序?qū)?yīng)表 通過系統(tǒng)調(diào)試，能夠?qū)崿F(xiàn) PLC 在系統(tǒng)控制中的手動，自動模式的控制。當在手動模式下，可通過對檢測機的單步控制和調(diào)試。得到仿真如圖 、 、 。 圖 工作臺負方向運動仿真 操作 輸入 輸出說明 指示燈 備注 開關(guān) SB0 閉合 X0 測量開始 開關(guān) SB14 閉合 X14 報警 Y3 手 動 控 制 開關(guān) SB1 閉合 X0 X1 手動控制 開關(guān) SB3 閉合 X0 X1 X3 工作臺正方向運行 Y0 開關(guān) SB4 閉合 X0 X1 X4 工作臺負方向運行 Y0 Y1 開關(guān) SB6 閉合 X0 X1 X5 視覺傳感器工作 Y2 自動控制 開關(guān) SB2 閉合 X0 X2 自動控制 開關(guān) SB5 閉合 X0 X2 X5 自動檢測開始 Y0 工作臺移動200mm X0 X2 工作臺停止，檢測頭打開 Y2 檢測 20S X0 X2 工作臺繼續(xù)運行 Y0 循環(huán)15次 行程開關(guān) SB13 X13 工作臺反向運行 Y0 Y1 行程開關(guān) SB12 X12 測量結(jié)束 重慶理工大學畢業(yè)設(shè)計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設(shè)計 32 圖 圖 視覺傳感器工作仿真 各個模塊程序在仿真軟件上進行調(diào)試能實現(xiàn)相應(yīng)功能的控制，基本上達到了系統(tǒng)設(shè)計的目標要求。 重慶理工大學畢業(yè)設(shè)計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設(shè)計 33 7 總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計期間，查閱了很多資料，學習了相關(guān)知識，尤其在 PLC 編程方面有了很大的進步。完成了對檢測系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計以及一系列的選型工 作后，最終選擇了恰當?shù)姆椒▽懿闹本€度進行檢測。 在設(shè)計的過程中，遇到了一系列的問題，比如考慮情況不全面，處理方法不合理等等，經(jīng)過為期幾個月的努力，終于克服了這些困難，完成了任務(wù)要求。 回顧這幾個月的歷程，一種成就感油然而生。雖然在完成本次設(shè)計的過程中，遇到了很多困難和麻煩，但經(jīng)過自己的不懈努力和虛心求教，終于解決了一個個難題。本次畢業(yè)設(shè)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。此外；畢業(yè)設(shè)計還開啟了對未知領(lǐng)域的探索，增加了對本專業(yè)的興趣。作為即將走入工作崗位的大四學生，本次畢業(yè)設(shè)計為 日后的工作和學習奠定了良好的基礎(chǔ)。本次畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)了分析問題解決問題的能力，開闊了視野，學到了很多書本上未學過的東西，磨礪了意志。 本著端正的態(tài)度完成了本次畢業(yè)設(shè)計。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(shè)計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設(shè)計 34 致謝 本次設(shè)計由蔣強老師指導，蔣老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、深厚的知識積累和謙遜熱情的做人風格使我深受熏陶 ,受益匪淺 ! 在設(shè)計過程中曾多次得到蔣老師的耐心輔導 ,另外在設(shè)計過程中班上的同學們給了很多幫助，特別是在 PLC 編程方面給予了 很多幫助，并提出了許多寶貴建議。 本次畢業(yè)設(shè)計的完成離不開以上各位老師指導 ,以及同學們的大力幫助，在此 ,對他們熱心而無私的幫助表示衷心的感謝 ! 重慶理工大學畢業(yè)設(shè)計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設(shè)計 35 參考文獻 [1] 劉雷 . 鋼管直線度智能檢測技術(shù)研究 . 2021， 38 [2] 趙志海 . 直線度誤差評定的數(shù)據(jù)處理方法 . 哈爾濱理工大學學報 ,2021, [3] 禾斗， 光軸法測直線 度 . 2021 [4] 馬海榮，郭聚東 . 給定平面內(nèi)直線度誤差的評定方法 . 河北科技大學， 2021， [5] 孫長庫，葉聲華，盧榮勝等，無縫鋼管直線度視覺準直在線實時測量系統(tǒng) [J],天津大學學報第 33 卷第一期 [6] 鄭鳳儀，圖解 PLC控制系統(tǒng) .人民郵電出版社， 2021 [7] 紀名貴，機械設(shè)計，高等教育出版社， 2021 [8] 機械設(shè)計手冊編寫組 .機械設(shè)計手冊 .化學工業(yè)出版社 ,1987； [9] 王也仿 .可變程序控制器應(yīng)用技術(shù) .北京：機械工業(yè)出版社， 2021； [10] 廖常初 .PLC 基礎(chǔ)及應(yīng)用 .北京： 機械工業(yè)出版社， 2021； [11] 廖念釗、李碩根等 .互換性與技術(shù)測量 .中國計量出版社； 2021； [12] 楊玉根、諸世閩 .現(xiàn)代工程圖學 .北京郵電大學出版社 .2021；