轴类零件轴向尺寸参数电子在线测量仪的研制

论文摘要

汽车制造业中存在着大量的轴类零件的检测问题,轴类零件轴向参数电子在线测量仪就是为满足这一要求而立项进行研制的。该测量仪可实现在线检测汽车发动机曲轴的多个轴向参数,它也可用于其他轴类零件轴向参数的检测。曲轴轴向参数柔性检测仪采用光栅位移测量系统对轴类零件的轴向参数进行检测,采用电感传感器作为测头进行瞄准定位。光栅传感器输出信号经细分辨向后,通过RS485串行总线接口将测量数据送入计算机系统,本文中采用的是一种基于硬件查表的细分方法,该方法具有很快的速度,细分倍数也容易做到很高。电感传感器输出信号经放大、检波滤波后,通过数据采集卡将测量数据送入计算机系统。设计管理控制软件对测量数据进行处理、保存并显示。设计的检测仪具有结构简单、精度高、稳定性好、易于维护和修改、抗干扰能力强、效率高、成本低等特点。文中对检测仪器测量方案的确定、机械结构的设计、测量原理、硬件系统及软件系统的设计,以及系统的整体调试,测量数据分析等几个方面进行了详细的描述。检测仪的机械系统和电子系统及软件系统联调后,进行了长时间的通电运行和测试。测试数据表明,该测量系统运行可靠、稳定,检测精度高、重复性好、效率高,能够满足生产线上快节奏高精度在线检测的需要。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 国内外发展现状
• 1.2.1 轴类零件检测系统的发展现状
• 1.2.2 长度测量器具的发展
• 1.2.3 精密检测仪器的发展
• 1.3 课题研究内容
• 第2章 测量原理及机械结构
• 2.1 总体测量方案
• 2.2 机械结构及工作过程
• 2.3 测量系统误差分析
• 2.4 传感器原理
• 2.4.1 光栅传感器原理
• 2.4.2 电感式传感器原理
• 2.5 本章小结
• 第3章 测量仪器硬件电路系统设计
• 3.1 电感传感器信号调理电路
• 3.1.1 测量放大电路
• 3.1.2 相敏检波电路
• 3.1.3 滤波电路
• 3.2 光栅传感器信号细分辨向电路
• 3.2.1 硬件总体结构设计
• 3.2.2 模/数转换模块
• 3.2.3 只读细分存储模块
• 3.2.4 辨向计数模块及逻辑时序控制模块
• 3.2.5 复位模块
• 3.2.6 上位机接口模块
• 3.3 硬件系统抗干扰设计
• 3.4 本章小结
• 第4章 测量仪软件系统设计
• 4.1 CPLD软件系统设计
• 4.1.1 A/D转换及细分结果读取
• 4.1.2 细分整波辨向计数
• 4.2 串行通信设计
• 4.2.1 串行异步通信的桢格式
• 4.2.2 串行异步通信的波特率
• 4.2.3 串行发送电路设计
• 4.3 计算机控制软件设计
• 4.3.1 上位机软件功能描述
• 4.3.2 上位机软件功能组成
• 4.4 本章小结
• 第5章 系统功能测试及测量数据分析
• 5.1 测量仪器的装调
• 5.2 测量数据分析
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录1 细分辨向电路EPM570 连线图
• 附录2 细分辩向电路模数转换模块连线图
• 附录3 EPM570 层次设计图
• 附录4 系统实物图
• 致谢