轴承内径在线检测系统的研究

论文摘要

轴承是机械行业中应用最广泛的机械零件,其精度的高低直接影响到整个设备性能的好坏。而目前轴承行业多采用离线检测,存在着效率低、精度差、废品率高的问题。针对这一现状,本文研究设计了一种轴承内径在线检测系统。该系统可实时显示加工工件的直径与加工余量,并与数控磨床相连,完成对工件粗磨、精磨、光磨以及磨削停止的控制,可大幅地提高轴承的加工精度及企业的生产效率。本文综合论述了研究轴承检测技术的意义、轴承检测技术的现状及目前国内外的发展动态。在分析比较了各种常用测量方法的基础上,结合轴承磨削过程中的特点和工作环境,确定了轴承内径在线检测系统的最佳测量方法及算法,设计了轴承内径在线检测的测量机构并对其进行了误差分析。本文设计的轴承内径在线检测系统是基于MCS-51系列单片机的机电检测系统,它利用气动位移传感器采集工件内径的变化,由单片机系统CPU—AT89C51对采集到的数据进行处理,送8279键盘显示器进行显示,并可以响应键盘输入。硬件简单,电路简洁,体积小,显示清晰,稳定性高。软件系统的设计利用Keil C51语言进行编程,采用模块化设计,各个功能模块的实现以子程序的形式出现,主程序调用各模块,完成系统的功能。本软件系统充分发挥Keil C51的优势,很好地利用了它的结构性和模块化,编写的程序容易理解和维护,有很好的移植性,算法清晰,程序简洁。最后,将本系统应用于滚动轴承内径检测试验。在对大量实验数据进行分析的基础上,验证了本系统的正确性和实用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的及意义
• 1.2 国内外研究的动态和趋势
• 1.3 课题研究目标及系统总体方案
• 1.3.1 课题研究的目标
• 1.3.2 系统总体方案
• 1.4 课题研究的主要内容
• 第2章 轴承内径在线检测系统的测量原理
• 2.1 测量方法的研究
• 2.1.1 测量方法的分类
• 2.1.2 内径测量方法的研究
• 2.2 轴承内径在线检测系统测量方法的确定
• 2.3 轴承内径在线检测系统精度的确定
• 2.4 气动位移传感器的工作原理
• 第3章 轴承内径在线检测测量机构设计与误差分析
• 3.1 轴承内径在线检测测量机构的设计
• 3.1.1 轴承内径在线检测测量机构的工作原理
• 3.1.2 测量机构气动回路的设计与分析
• 3.2 轴承内径在线检测系统的误差分析
• 3.2.1 安装测量机构时产生的误差
• 3.2.2 测量过程中测量臂不稳定引起的误差
• 第4章 轴承内径在线检测系统的硬件设计
• 4.1 单片机
• 4.1.1 AT89C51 的工作特性
• 4.1.2 AT89C51 的功能
• 4.2 模数转换电路
• 4.2.1 MAX197 的引脚功能及内部逻辑结构
• 4.2.2 MAX197 的工作原理
• 4.2.3 MAX197 与51 单片机的连接
• 4.3 键盘、显示接口电路
• 4.3.1 8279 的工作特性
• 4.3.2 8279 片内结构和工作原理
• 4.3.3 8279 的引脚功能
• 4.4 非易失性随机存储器D51220AB
• 4.5 看门狗与电源监控电路
• 4.6 与数控磨床的通信电路
• 4.6.1 串行通讯的基本概念
• 4.6.2 AT89C51 与MAX232A 的硬件接口
• 第5章 轴承内径在线检测系统的软件设计
• 5.1 系统的构架设计
• 5.2 主程序设计
• 5.3 初始化模块设计
• 5.3.1 AT89C51 初始化子程序
• 5.3.2 8279 初始化子程序
• 5.3.3 MAX197 初始化子程序
• 5.4 数据采集模块设计
• 5.5 数据处理模块设计
• 5.5.1 数字滤波子程序
• 5.5.2 标度变换子程序
• 5.6 数据输出显示模块设计
• 5.7 键盘控制模块设计
• 5.7.1 读键值中断服务程序
• 5.7.2 功能键散转程序
• 第6章 可靠性和抗干扰设计
• 6.1 轴承内径在线检测系统的主要干扰
• 6.2 轴承内径在线检测系统可靠性和抗干扰设计
• 6.2.1 硬件抗干扰
• 6.2.2 软件抗干扰
• 第7章 实验结果分析
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 附录
• 详细摘要