板状材料厚度自动检测及数据管理系统的开发

论文摘要

本系统是为某研究院在生产中所用元件板进行厚度自动测量而研制的。其目的在于通过利用先进测量手段,使用特别设计的管理软件存储和管理所得的数据,提高生产质量和效率。系统以三菱FX1N系列PLC为控制核心,以自行设计的平台和元件安装台为依托,以精密线性模组为传动机构,以传统的外圆主动测量仪为测量部件,将测得的数据进行初步处理并存储于PLC内。再用上位机编制的基于Visual Basic 6.0编程软件和Microsoft Access数据库的软件将数据读取出来利用比较测量法处理后,进行存储和管理,以达到提高测量精度和工作效率的目的。本文首先对板材料自动测量系统进行了需求分析,确定了系统目标,并对系统进行了总体的结构设计。然后分别阐述了硬件详细设计、PLC控制程序和上位机管理软件设计、系统调试过程和结论。在硬件设计方面,从整个硬件结构的依托部分——底座开始,论述了元件安装台、X-Y运动平台、步进电机和驱动、测量仪、PLC和计算机的设计与选型。控制程序与软件编写方面,详细阐述了PLC程序的编写过程、PLC与计算机通信、上位机管理软件的设计思路和实现过程。本系统通过的相关部门的验收,目前已经投入实际生产中使用,并得到了用户的好评。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 长度量测量方法概论
• 1.2.1 声学测量技术
• 1.2.2 光学测量技术
• 1.2.3 电学测量技术
• 1.2.4 显微镜测量技术
• 1.2.5 其他测量方法
• 1.3 国内外测量技术的发展现状
• 第二章 系统总体方案设计
• 2.1 系统设计目标
• 2.1.1 测量目标尺寸
• 2.1.2 测量项目与测量点布局
• 2.1.3 测量精度指标
• 2.1.4 测量系统的工作环境要求
• 2.2 测量原理
• 2.3 系统构成
• 第三章 硬件部分详细设计
• 3.1 底座设计
• 3.2 元件安装台
• 3.3 X-Y 运动平台
• 3.4 步进电机及驱动
• 3.5 厚度测量仪
• 3.5.1 测量仪测头
• 3.5.2 测量仪电控箱
• 3.6 PLC 及AD 转换模块
• 3.7 计算机配置
• 3.8 系统抗干扰性设计
• 第四章 控制程序与管理软件设计
• 4.1 下位机PLC 选型及连线
• 4.1.1 PLC 系统规划
• 4.1.2 PLC 系统设计
• 4.1.3 PLC 选型
• 4.1.4 I/O 端口分配及外部线路
• 4.2 PLC 程序设计
• 4.2.1 程序稳定性及安全性设计
• 4.2.2 自动测量
• 4.2.3 手动测量
• 4.2.4 回零
• 4.2.5 安全位置
• 4.3 PLC 与计算机的通信
• 4.4 上位机管理软件设计
• 4.4.1 板厚测量系统管理软件系统设计
• 4.4.2 数据采集
• 4.4.3 数据管理
• 4.4.4 组件管理
• 4.4.5 参数设置
• 4.4.6 系统和帮助
• 第五章 系统联合调试及结果
• 5.1 联合调试
• 5.1.1 系统功能性调试
• 5.1.2 系统测量准确性调试
• 5.2 误差分析及修正
• 5.3 结果
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 在学期间研究成果