【正文】 本次畢業(yè)設(shè)計的完成離不開以上各位老師指導(dǎo) ,以及同學(xué)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(xué)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(xiàn) [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(xué)學(xué)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(xué)， 2021， [5] 孫長庫，葉聲華，盧榮勝等，無縫鋼管直線度視覺準(zhǔn)直在線實時測量系統(tǒng) [J],天津大學(xué)學(xué)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(jì)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(xué)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(xué) .北京郵電大學(xué)出版社 .2021； 。由于自身知識和能力有限，存在一些不足之處，望老師指正。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(xué)到了很多書本上未學(xué)過的東西，磨礪了意志。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。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。 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。 重慶理工大學(xué)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(xué)習(xí)了相關(guān)知識，尤其在 PLC 編程方面有了很大的進(jìn)步。得到仿真如圖 、 、 。 重慶理工大學(xué)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。 （ 3）運行調(diào)試。 軟件系統(tǒng)的調(diào)試 （ 1）輸入程序。 （ 4） PLC 單獨測試，指示燈是否正常。 （ 2）電機直接接在供電電源上，檢測電機能否正常工作。各種設(shè)備檢查無誤后，開始具體的調(diào)試。 重慶理工大學(xué)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(xué)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(xué)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。電機停止正傳，電機反轉(zhuǎn)回到原點。電機正傳，傳感器組左移，當(dāng)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。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)。 程序流程圖如圖 所示。 手動模式 在手動模式下 ，可以對每個設(shè)備進(jìn)行單獨的控制，可以對對管材直線度度進(jìn)行手動檢測，程序流程圖如圖 所示。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。步進(jìn)電機的電源直接從步進(jìn)驅(qū)動器輸入，即步進(jìn)驅(qū)動器的 A+、 A、 B+、 B觸點分別接步進(jìn)電機的相應(yīng)接點。 PUL+和 DIR+分別接 PLC 的 Y0 和 Y1 輸出觸點。 Y3 為報警信號。 （ 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。 （ 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。 （ 3）在主回路上我們需要接入視覺傳感器 A 和 B 的工作電源，通過接觸器 KA1 來控制 A 和 B 的通斷，而兩個視覺傳感器通過 USB 接口與計算機相連，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的上傳。 （ 2）由于控制回路需要接入 24V 輸出的開關(guān)電源，所以我們需要在在主回路上接入一個開關(guān)電源，其輸入電源為 220V， 輸出為 +24V 和 0V 兩線。 根據(jù)控制的要求，設(shè)計管材直線度的電氣控制原理圖如圖 、 、 所示。 輸出地址 輸出設(shè)備 Y0 步進(jìn)電機脈沖信號 Y1 步進(jìn)電機方向信號 Y2 視覺傳感器工作信號 Y3 報警信號 表 輸出地址分配表 PLC 電氣控制 原理圖 電氣控制介紹 （ 1）視覺傳感器電氣控制，控制視覺傳感器時， PLC 輸入得到信號后， Y2 輸出相重慶理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設(shè)計 21 應(yīng)信號，使 KA2 線圈得電，視覺傳感器控制電路接通，繼電器 KM1 得電工作，開關(guān)KM1 閉合，視覺傳感器 A 和 B 相應(yīng)工作。 編號 名稱 型號 備注 1 PLC 控制器 EC202021BRA 2 繼電器 KA1 SAl220 3 步進(jìn)驅(qū)動器 DMD402A 4 開關(guān) 電源 NED75B 表 控制柜內(nèi)部布局說明表 重慶理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設(shè)計 20 5 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 PLC 的 I/O 資源配置 根據(jù)相關(guān)功能的要求，對 PLC 的 I/O 進(jìn)行配置，具體表 所示。 圖 布局圖 布局說明： （ 1）控制柜尺寸為 400mm 300mm 150mm。 編號 作用 對應(yīng) PLC 輸入設(shè)備 備注 1 啟動 SB0 2 自動控制 SB2 3 手動控制 SB1 4 急停開關(guān) SB7 重慶理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設(shè)計 19 5 檢測開關(guān) SB5 6 工作臺正方向運行 SB3 7 工作臺負(fù)方向運行 SB4 8 視覺傳感器開關(guān) SB6 9 報警清除 SB14 表 操作面板按鈕說明表 電氣控制柜 電氣控制柜是電 氣控制的核心設(shè)備，主要是安裝其他控制元件，主要包括開關(guān)電源，步進(jìn)驅(qū)動器， PLC 可編程可控制器等。 操作面板的設(shè)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(guān)，手動開關(guān)，急停開關(guān)等，具體布置如圖 所示。并且在控制箱的設(shè)計中，應(yīng)盡量滿足以下要求：整個系統(tǒng)集中，緊湊，在空間允許的情況下，把發(fā)熱元件，振動大的元件盡量遠(yuǎn)離其他元件；緊急停止開關(guān)應(yīng)放在顯眼和便于操作的位置。 圖 FTM2D 實物圖 重慶理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 管材直線度檢測機系統(tǒng)設(shè)計 17 視覺傳感器的技術(shù)指標(biāo)如下： （ 1）光學(xué)參數(shù) 激 光：紅色激光二極管 波長： 650mm （ 2）電氣參數(shù) 工作電壓： 24V （ 3）機械參數(shù) 長寬高： 90X50X25mm （ 4）環(huán)境參數(shù) 防護(hù)等級： IP65 存儲溫度： 30℃ 80℃ 硬件選型表 根據(jù)主要硬件的選型和其他配件的選用，建立硬件選型表 所示。 視覺傳感器的選取 因為在本檢測機的方案設(shè)計中，采用的兩個視覺傳感器對管材的同一個截面進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，就勢必要求兩個視覺傳感器的 CCD 攝像機拍攝的是同一個截面，基于以上考慮，首先考慮到激光視覺傳感器，只有激光照射的管材截面 CCD 才能成像，只要保證兩個視覺傳感器的 LD 激光發(fā)射器的對中性，就能夠保證兩個視覺傳感器是采集的管材同一截面的數(shù)據(jù)，查閱多方資料，我選用了北京精準(zhǔn)偉業(yè)測控技術(shù)有限公司的FTM2D 視覺傳感器。 （ 6）細(xì)分?jǐn)?shù) DMD402/DMD402A 最高可 128/256。 （ 4）自動半流功能。 （ 2）光電隔離信號輸入。其細(xì)分功能使步進(jìn)電機低頻振動 減小，噪聲降低，同時有助于運轉(zhuǎn)精度提高。 DMD402A不進(jìn)驅(qū)動器，具有高性能、低價格的特點，適合驅(qū)動兩相或四相混合式步進(jìn)電機。 型號 電源電壓 V 輸入 /輸出點數(shù) 輸入信號電壓 輸入端 /公共端 輸出端 /公共端 脈沖輸入 脈沖輸出 EC202012BRA 90264 20/12 24V 20/1 12/3 有 有