課程設(shè)計--滾珠直徑測試機(jī)構(gòu)(參考版)
2025-06-08 22:39本頁面
【正文】 本設(shè)計在滾珠測量精度及分選效率提高中具有較大的實用價值，還可以在以下幾方面進(jìn)行提高 : 該設(shè)計目前只適用于滾珠的分選 ,對于其它類型的滾子（如：圓錐滾子）測量不具有通用性，因此可以在送料裝置部分進(jìn)行改進(jìn)以提高其適用性。 本設(shè)計主要得出如下研究結(jié)果： (1)采用 CCD 激光傳感器，探究滾珠測量新方法，有別于傳統(tǒng)接觸式測量的方法，保證了測量的精度要求，為以后分選機(jī)的研制提出了新的方法和思路。在設(shè)計中，采用半導(dǎo)體激光器作為發(fā)射光源， CCDTCD142D 圖像傳感器傳感器作為測量元件，通過 AT89C52 單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和控制分選，用 LCD128640402B 進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。 本設(shè)計在總結(jié)現(xiàn)階段滾珠分選方式的優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，提出了一種利用 CCD激光傳感器測量滾珠直徑的測量方式。 由于時間比較緊迫和需要準(zhǔn)備考試，這次的設(shè)計還很不完善，有很多地方還有待改進(jìn)，對整個系統(tǒng)的可行性也有待考證。 八、 設(shè)計小結(jié) 該設(shè)計系統(tǒng)選用 AD698 高精度線性差動式電感傳感器，將其所檢測的細(xì)微位移量經(jīng)過相敏檢波、比較放大等信號處理電路，轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓信號，輔以合適的電氣動控制電路，最后通過電磁驅(qū)動器、單片機(jī)完成滾珠直徑分選、正次品個數(shù)和誤差的統(tǒng)計。在滾珠加工的過程中，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)墓に噧?yōu)化以避免圓度不合格的滾珠。 從本章上述對于誤差的分析過程中，可發(fā)現(xiàn)影響測量精度的因素有多種，分為隨機(jī)誤差、系統(tǒng)測量誤差以及系統(tǒng)誤差三種。其特點是具有重復(fù)性、單向性。但可以通過改變激光器的發(fā)射功率，使用偏振片削光 來減少光強(qiáng)變化對測量的影響。被測面粗糙度較大時，光澤較暗淡，有利于激光傳感器的正常工作。當(dāng)表面過于光滑， 粗糙度值過小，一方面，使漫反射成份減少， CCD 圖像傳感器輸出減弱；另一方面，當(dāng)正反射成份的增大， CCD圖像傳感器可能接收到正反射光，正反射光是一種干擾信號。 針對此類問題，采取的解決方法主要有：一方面，在加工過程中進(jìn)行控制，保證滾珠加工精度；另一方面，在測量過程時，對滾珠測量過程中進(jìn)行多次測量，取測量結(jié)果平均值，使測量結(jié)果接近真實值，避免由于測量方式不合理而對滾珠分選而產(chǎn)生影響。若滿足測量要求，則： ｜ d1 一 d｜ 2μm；｜ d2 一 d｜ 2μm （ 61） 式中， d d2 分別為 圓度不同的滾珠的截面測量尺寸， d為滾珠理想尺寸。 被測滾珠尺寸產(chǎn)生的測量誤差 （ 1） 滾珠測量前是經(jīng)過多步加工完成的，加工后的滾珠不僅尺寸不相同，而且滾珠的外形的不同，也會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。 系統(tǒng)測量誤差是指在測量過程中由于外來因素引起的難以避免的誤差，但該誤差可以被量化，可以根據(jù)數(shù)學(xué)推理來判斷其對測量結(jié)果的影響大小，從而找到減小該誤差對測量結(jié)果影響的解 決方案。雖然單側(cè)測量的隨機(jī)誤差沒有規(guī)律，但多次測量的總體卻服從統(tǒng)檢測理論與 應(yīng)用 課程設(shè)計（論文） 14 計規(guī)律，通過對測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理能在理論上估計對測量結(jié)果的影響。其特點是：誤差具有隨機(jī) 性，符合統(tǒng)計規(guī)律，大小和方向都不固定，也無法測量或校正。分類的根據(jù)是取決于設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式以及使用環(huán)境，本文將結(jié)合具體實際情況將測量過程中產(chǎn)生的誤差進(jìn)行分類，如圖 51所示： 誤 差 產(chǎn) 生 原 因 分類隨 機(jī) 誤 差 系 統(tǒng) 測 量 誤 差滾 珠 熱脹 冷 縮被 測 滾珠 尺 寸滾 珠 表 面粗 糙 度雜 質(zhì)傳 感 器定 位 圖 51 產(chǎn)生誤差的因素分析 誤差產(chǎn)生的原因有三種類型，分別是隨機(jī)誤差，系統(tǒng)測量誤差以及系統(tǒng)誤差。本章將對上述可能情況產(chǎn)生的誤差進(jìn)行分析，對每種產(chǎn) 生的誤差對測量結(jié)果的影響進(jìn)行評價，同時對測量結(jié)果產(chǎn)生重大影響的因素提出減小誤差產(chǎn)生的方案。 該設(shè)備中，電 感 傳感器是測量的工具，其偏移、定位不準(zhǔn)確等問題會導(dǎo)致測量結(jié)果與真實結(jié)果的差異，因此，對其進(jìn)行誤差分析不僅有利于測量設(shè)備的安裝調(diào)試，也能驗證設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。 AT89C52 主要性能參數(shù)如下： ? 與 MCS51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容 ? 8k字節(jié)可重擦寫 Flash 閃速存儲器 ? 1000 次擦寫周期 ? 全靜態(tài)操作： 0Hz24MHz ? 三級加密程序存儲器 ? 256 8字節(jié)內(nèi)部 RAM ? 32個可編程 I/O 口線 ? 3個 16位定時 /計數(shù)器 ? 8個中斷源 ? 可編程串行 UART 通道 檢測理論與 應(yīng)用 課程設(shè)計（論文） 13 ? 低功耗空閑 和掉電模式 測量誤差分析及誤差消除方案 該設(shè)備屬于精密測量儀器，測量的精確性是測量結(jié)果的保證。通過 LCD1602，我們可以直觀的看到正品數(shù)量和次品數(shù)量 。 根據(jù)本系統(tǒng)的需要，我選擇用 LCD1602。 12232 液晶屬于圖形型液晶，它的意思是液晶有 122 列、32 行組成，即共有 122 32 個點來顯示各種圖形，我們可以通過程序控制這 122 32 個點中的任一個點顯示或不顯示。各種型號的液晶通常顯 示字符的行數(shù)或液晶點陣的行、列數(shù)來命名的。 為了直觀的顯示滾珠分選的結(jié)果，我打算使用液晶顯示器。芯片內(nèi)具有三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器，可直接連接在數(shù)據(jù)總線上。一般采用逐次比較型 A/D 轉(zhuǎn)換器用得比較多，所以我采用了 ADC0804。 信號執(zhí)行模塊 （ 1）、 使用 A/D 轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號 ,輸入單片機(jī) ,再通過數(shù)碼管將結(jié)果顯示出來。 檢測理論與 應(yīng)用 課程設(shè)計（論文） 11 為了便于分析，由 、 、 3 個電阻組成任意標(biāo)準(zhǔn)等級設(shè)置成標(biāo)準(zhǔn)信號檔，可以通過選擇不同的標(biāo)準(zhǔn)檔，滿足各種標(biāo)準(zhǔn)量與相敏檢波
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