零件质量的自动化检测系统设计

1、哈尔滨工业大学制造系统自动化技术作业题目：零件质量的自动化检测系统设计 班号：学号：姓名：作业三零件质量的自动化检测系统设计一、零件结构图0 15±0.018 / 6、自动检测项目(1) 孔是否已加工？如图1所示，禾I用光电传感器来检测孔是否已加工。PS、PS2、pq三个光电传感器接受光信号，其中 PS和检测从凸台两侧反射回来的光信号， ps,检测从凸台中 心线出反射回来的光信号。 当孔已加工则所测得的波形如图 3中ps,所示，若孔还没有加工则p§所测得的波形和ps、ps,所测得的波形相同，故可以通过波形来确认孔是否已加工。3 图2工件检测示意图(2) 面A和B是否已加工？

2、图4为检测A,B面是否加工的检测原理图，光电传感器发射装置发射脉冲，若两个面均已经加工，则接收装置可以在工件经过时候接收到光电脉冲。若A,B面没有加工，则在工件经过时检测不到光电脉冲。图4工件检测图(3) 孔© 15± 0.01精度是否满足要求？方向设计一个类似于塞规的测定杆，在测定杆的圆周上沿半径方向放置三只电感式位移传感器。测量原理如图所示。 假设由于测定杆轴安装误差，移动轴位置误差以及热位移等误差等导致测定杆中心与镗孔中心0存在偏心e，则可通过镗孔内径上的三个被测点 W1 ,W2 ,W3测出平均圆直径。在测定杆处相隔t © 角装上三个电感式位移传感器，用该检

3、测器可测量出间隙量yi, y2，y3。已知测定杆半径r，则可求出Y1 = r + yi, Y2 = r+y2,丫3= r + y3。根据三点式平均直径 测量原理，平均圆直径D°=2X(丫1丫：+b丫 3)，公式中a,b为常数，由传感器配置角决1+a+b定，该测量杆最佳配置角度取 t= © = 125°取a=b=0.8717。偏心e的影响完全 被消除，具有以测定杆自身的主机算环为基准值测量孔径的功能， 可消除室温变 化引起的误差，确保土2叩的测量精度。图5孔径测定原理图(4) 凸台外径© 40± 0.012!度是否满足要求？测量凸台外径©

4、; 40± 0.0121度时可以用CCD图像传感技术，其示意图如图 6所示。LED光源2_工件3-LED光源4-摄像机5-图像采集卡6-汁算机图6凸台外径尺寸检测系统结构图该系统主要有照明装置、图像采集装置及处理系统三部分组成。主要工作原 理：通过光学成像系统将工件外径图像成在 CCD的像敏面上，像敏面将罩在每 个像敏单元上的图像信号通过光电效应， 将物体的反射光线按亮度强弱转变， 变 成相应数目的载流子。在某一个时钟周期内，CCD器件 在转移脉冲的作用下将 门极上收集到的电子量转移到 CCD的移位寄存器中，在图像采集卡作中，通过 放大电路 对信号进行放大，再经过A /D转换将模拟信

5、号的一系列 有目的性的 处理转变成为数字信号。数字信号保存到计算机或者其他处理器进行图像或图形 的处理，从而获取工件外径尺寸的相关信息，进而转化为具体的尺寸值，以判断 外径尺寸是否满足其精度要求。(5) 零件质量20± 0.01kg是否满足要求？在测力传感器中，把电阻应变片贴在专门设计的传感部件(弹性元件上)，当被测力作用在弹性体上时，弹性体因受力而产生应力和应变， 粘贴在变形部位 的电阻应变片的阻值发生改变。当贴片部位受拉应力作用时，应变片的电阻丝被 拉长而使阻值变大，当贴片部位受压应力作用时，应变片得电阻丝被压缩而使阻 值减小，通过分压电路或者电桥测量应变片阻值变化大小，即可测量

6、出被测力的大小。将受拉应力和压应力的应变片构成如图所示的电桥，在电桥的一个对角上施加一定的电压，另一个对角作为信号输出。当被测力为零时，Ri = R2 = R3 =R4,电桥处于平衡状态，所以U2=0；被测力不为零时，贴在弹性体上的应变片的阻 值改变，R1工R2工R3工R4，电桥失去平衡，此时3K( 1+ JLU2 = HEbhh wu1公式中片应变片的泊松比，一般为0.250.5K-应变片的灵敏系数，可以查表取得。E-弹性材料的弹性模量，采用钢时为 2.1 X1011 N/m2L-变形梁的长度，mb-变形筋的宽度，mW-额定载荷重力，Nui-输入电压，Vu1-输出电压，V(6) 产品标签(白色)是否帖正或漏帖？如图7所示，利用四个圆柱式反射型传感器来检测标牌是否正确安装。 当标 牌在正确位置时候，四个传感器收到相同强度的反射光，系统工作正常， 让产品 通过。当标牌位置不正确时或者漏钉标牌时， 反射光变化，经逻辑电路启动机械 推杆，剔出线外纠正。(光电开关)图7标签检测图(7) 如果不合格将其剔除到次品箱；如图8所示，在每个检测台上安装一台废品剔除装置，当检测得到该产品不 合格时立即给此装置一个信号，电磁阀动作使液压缸中的活塞杆向前推进， 将不 合格产品推到次品箱中。图8剔除废品装置(8) 对合格产