外圓磨床工件直徑的在線測量和進(jìn)給控制系統(tǒng)設(shè)計

1.94萬字
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摘要 我國的很多企業(yè)都還沿用傳統(tǒng)的普通磨床進(jìn)行加工，普通磨床上不配備高精度在線檢測裝置，對于工件的檢測只限于靜態(tài)離線檢測，這樣反復(fù)加工，多次裝夾，不僅降低了生產(chǎn)效率，還增大了誤差，因此產(chǎn)品的廢品率高，提高了成本。為了改變這種現(xiàn)狀，可以采用電子技術(shù)、光電檢測技術(shù)、計算機技術(shù)，對現(xiàn)有的磨床進(jìn)行改造。本文提出了一種改造方法，在外圓磨床上安裝D5V傳感器，對外圓磨床上工件的外徑尺寸進(jìn)行動態(tài)實時檢測。
本文主要針對外圓磨床在線檢測系統(tǒng)設(shè)計了CP1H 系列PLC軟件，創(chuàng)新點在于我們采用OMRON CP1H-XA40DT-D為控制器，同樣采用歐姆龍D5VA-3B1接觸式位移傳感器采集工件外徑的變化。將砂輪架用于控制縱向進(jìn)給的手輪拆下，手輪軸一側(cè)安裝（二相混合式）步進(jìn)電機，可以實現(xiàn)對外圓磨床的閉環(huán)控制。同時實現(xiàn)了部分硬件的軟件仿真，對于普通外圓磨床進(jìn)行了數(shù)字化、高精度在線檢測的改造。在實際生產(chǎn)中具有廣泛推廣的意義。
關(guān)鍵詞： 外圓磨床； 在線檢測； D5V傳感器，CP1H系列PLC，觸摸屏


目 錄
第一章 概論 6
1.1 國內(nèi)外的現(xiàn)況 6
1.2 意義 7
1.3 應(yīng)用前景 7
第二章 外圓磨床在線檢測系統(tǒng)測量原理 9
2.1測量的基本概念 9
2.2系統(tǒng)測量原理…………………………………………………..……..............…..…10
2.3測量方法…………………….…………………………………………………….…..11
2.4在線檢測系統(tǒng)方案選擇與設(shè)計（最小二乘法） 12
第三章 外圓磨床在線檢測系統(tǒng)的硬件系統(tǒng) 18
3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………...…...…….18
3.1.1測量裝置………………………………………………………………..….…19
3.2步進(jìn)電機的介紹………………………………………………………..……….…...21
3.2.1步進(jìn)電機及驅(qū)動器選型………………………………………………..….21
3.2.2控制電路…………………………………………………………………..….23
3.3接觸式位移傳感器D5V的介紹 24
3.4主機MT506MV觸摸屏的介紹 28
3.5從機CP1H XA-40DT-D歐姆龍PLC的介紹 …………………………….………..31
第四章 外圓磨床在線檢測系統(tǒng)的軟件設(shè)計………………….……………..…34
4.1開發(fā)工具……………………………………………………………….……………..34
4.2系統(tǒng)架構(gòu)………………………………………………………………………...…....34
4.3測量控制……………………………………………………………………...………34
4.4人機接口通信……………………………………………………………………..…36
4.4.1 MODBUS通信協(xié)議………………………………………….………….…36
4.4.2主機觸摸屏程序………………………………………………….…………37
4.4.3操作說明…………………………………………….……….……………….50
第五章 實驗與誤差分析………………………………………………..………..…..…52
5.1系統(tǒng)調(diào)試與實驗……………………………………………………………...…....52
5.1.1觸摸屏與PLC之間通信調(diào)試………………………………….………..…52
5.1.2實驗及數(shù)據(jù)分析…………………………………………………………….53
5.2誤差分析及處理……………………………………………………………….…..54
5.2.1測量誤差…………………………………………………….……………..…55
5.2.2檢測系統(tǒng)儀器儀表誤差……………………………………………....……56
5.2.3數(shù)學(xué)誤差…………………………………………..……………………….…56
5.2.4環(huán)境誤差……………………………………………………..………….……56
5.3誤差處理…………………………………………………………………….…….…57
第六章 總結(jié) 58
致謝 59
參考文獻(xiàn) 60
附錄A .系統(tǒng)電氣原理圖……………………………………………….…………..……61
附錄B . PLC與D5V傳感器接線示意圖……………………..……………….……62
附錄C. 從機PLC程序………..…………………………………………………….……63
附錄D. PLC地址注釋…………………………………………………….…………….…81