圆锥滚子轴承装配高在线自动检测技术研究

论文摘要

随着我国装备制造业的发展,作为具有高度互换性的标准部件,滚动轴承生产中的自动装配技术得到越来越多的重视与应用,同时轴承成品的在线自动化检测也成为了生产厂家的迫切需要。本文以襄阳汽车轴承股份有限公司圆锥滚子轴承自动装配线在线检测系统的研制为背景,进行了圆锥滚子轴承装配高的在线自动检测技术研究。文中介绍了现有轴承装配高检测仪器的特点和方法,分析了圆锥滚子轴承在线自动检测系统的功能需求,给出了以适应在线自动检测的机械结构为基础,以电感测量系统为测量手段,基于PLC控制技术和虚拟仪器技术的装配高在线自动检测系统方案。本文介绍了该方案中的机械系统设计,主要包括装配高测量机构和分选机构的设计思路、依据及结果。其中,测量机构的研制依据装配高测量原理,按国家标准指定的测量方法,通过气缸驱动模拟人工测量操作自动完成检测动作,包括被测工件的初定位和精定位。所设计的分选机构能根据装配高测量结果自动实现轴承装配高合格与不合格的分选。基于所设计的机械系统,根据装配高测量数据的获取以及测量和分选动作的需求,本文完成了控制系统的机、电硬件和相应控制以及计算软件的设计。控制系统主要包括动作程序控制、装配高测量和PLC与工控机间I/O接口三个部分,文中分别对各部分的设计进行了详细地介绍。动作程序控制是通过PLC对气动执行系统的控制来实现的,主要包括装配高测量动作和分选动作;装配高测量主要由电感测量系统、A/D采集卡和工控机组成,并由工控机完成装配高信号的采样与处理;PLC与工控机间I/O接口实现两者间通讯,装配高测量准备动作完成后,PLC通知工控机启动采样,工控机将装配高是否合格的结果通知PLC。实现上述控制的软件系统是基于虚拟仪器技术,使用LabVIEW开发的,并给出了适应自动生产线现场调试操作、结果显示、故障报警等友好的人机界面。最后,本文对系统进行了实验验证,同时对机械结构引起的主要误差进行了分析,并采取了相应的措施予以消除。实验结果表明,该系统测量精度为±8.5μm,测量效率为16s/套,达到了预期的设计目的,精度高、速度快、可实现无人检测,满足圆锥滚子轴承自动装配线中装配高自动检测的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 装配高检测的发展现状
• 1.3 课题来源、研究意义及本文结构
• 1.4 本章小结
• 2 总体方案设计
• 2.1 装配高测量原理
• 2.2 装配高检测系统的结构及设计原理
• 2.3 本章小结
• 3 机械系统结构设计
• 3.1 机械系统结构设计方案
• 3.2 装配高测量系统的结构设计
• 3.3 分选机构的结构设计
• 3.4 本章小结
• 4 测控系统设计
• 4.1 测控系统硬件设计
• 4.2 测控系统软件设计
• 4.3 系统抗干扰技术
• 4.4 本章小结
• 5 实验验证及误差分析
• 5.1 实验目的
• 5.2 实验条件
• 5.3 实验内容与结果分析
• 5.4 机械结构引起的测量误差分析
• 5.5 本章小结
• 6 全文总结
• 6.1 全文总结
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献