零件质量的自动化检测系统设计

哈尔滨工业高校

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二、自动检测项目(1)孔是否已加工？如图1所示，利用光电传感器来检测孔是否已加工。PS］、PS2.PS3三个光电传感器接受光信号，其中PS］和PS?检测从凸台两侧反射回来的光信号，PS2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PS2所示，若孔还没有加工则PS,所测得的波形和PS】、PS3所测得的波形相同，故可以通过波形来确认孔是否已加工。用JWULMTLfLPS?nnnriPS用JWULMTLfLPS?nnnriPS3J '图3检测波形图（2）面A和B是否已加工？图4为检测A3面是否加工的检测原理图，光电传感器放射装置放射脉冲，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。（3）孔015±OO1精度是否满意要求？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％与链孔中心O存在偏心e,则可通过链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,<p角装上三个电感式位移传感器，用该检测器可测量出间隙量y~y2,y3o已知测定杆半径r,则可求出丫1=r+丫［丫2=r+丫2，丫3=r+丫3。依据三点式平均直径测量原理，平均圆直径D°=2X（Y：胃bY3）,公式中a,b为常数，由传感器配置角确定,该测量杆最佳配置角度取T=（p=125。，取a=b=0.8717。偏心e的影响完全被消退，具有以测定杆自身的主机算环为基准值测量孔径的功能，可消退室温变更引起的误差，确保±2|im的测量精度。图5孔径测定原理图(4)凸台外径040±0.012精度是否满意要求？测量凸台外径040±0.012精度时可以用CCD图像传感技术，其示意图如图6所示。二二1-LED光源2-工件3-LED光源4-摄像机5-图像采集卡6-计算机图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，从而获得工件外径尺寸的相关信息，进而转化为详细的尺寸值，以推断外径尺寸是否满意其精度要求。(5)零件质量20±0.01kg是否满意要求？在测力传感器中，把电阻应变片贴在特地设计的传感部件(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变更。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更大小，即可测量出被测力的大小。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肯定的电压，另一个对角作为信号输出。当被测力为零时，%=R2=R3=R4,电桥处于平衡状态，所以叼=。；被测力不为零时，贴在弹性体上的应变片的阻值变更，R1WR2HR3WR4，电桥失去平衡，此时3K（1+|1）LU2=—WUi"4Ebh21公式中卜应变片的泊松比，一般为0.25〜0.5K-应变片的灵敏系数，可以查表取得。E-弹性材料的弹性模量，采纳钢时为2.1XlO^N/m2L-变形梁的长度，mb-变形筋的宽度，mW-额定载荷重力，N输入电压，VUi-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，反射光变更，经逻辑电路启动机械推杆，剔出线外订正。（光电开关）//图7标签检测图（7）假如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马上给此装置一个信号，电磁阀动作使液压缸中的活塞杆向前推动，将不合格产品推到次品箱中。图8剔除废品装置(8)对合格产品和不合格