意大利MARPOSS公司20世紀(jì)80年代的生產(chǎn)的連桿測量、稱重機,控制系統(tǒng)嚴(yán)重老化,故障率高。
一、改造要求
(1) 在傳感器和機械系統(tǒng)不更換的情況下,只對電氣系統(tǒng)進行改造。經(jīng)改造后的控制系統(tǒng)能與原有的機械和傳感器系統(tǒng)*匹配。以工控機能連續(xù)穩(wěn)定工作2個月為驗收依據(jù)。
(2) 用標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)件,能一次全部校正測量零位,其工控機重復(fù)測量精度不得大于0.001mm/20次。
(3) 顯示屏能顯示以下內(nèi)容。
①對連桿尺寸的測量,正常情況下能顯示(按MARPOSS公司同類產(chǎn)品指示要求) 26個測量點的實際值,并用彩色區(qū)分合格與超差。
②傳感器斷線報警顯示、系統(tǒng)自檢報警顯示和傳感器單獨調(diào)*顯示(以整機驗收時作基準(zhǔn))。
③具有重復(fù)誤差調(diào)零提示。
④能準(zhǔn)確顯示連桿實際重量,并能將被測連桿按重量誤差自動分組顯示組號(0~9)。
二、改造內(nèi)容
1. 被測工件圖及測量內(nèi)容(1) 測量工件簡圖見圖1 (圖1中▲為測量用傳感器的示意位置)。
(2) 測量內(nèi)容見表1。
2. 測量控制系統(tǒng)原理
(1) 系統(tǒng)框圖見圖2。
(2) 工作原理:調(diào)理放大電路,發(fā)出一組6K激勵信號到此Marposs的傳感器Marposs,傳感器的反饋信號經(jīng)分頻、兩級放大后,變成5V的模擬信號。信號的大小為1.12V/50μm, 經(jīng)ADVANTECH板卡轉(zhuǎn)換為12位的數(shù)字信號,送入西門子的工控機(PC670)。工控機對輸入信號進行運算后,得到zui終結(jié)果。
(3) 控制設(shè)備。改造后的系統(tǒng)由以下五部分組成。①機架及MARPOSS的差動變壓器式的傳感器:保留原有的配置,只進行調(diào)整及修復(fù),恢復(fù)原有精度。②工控機: 帶觸摸屏的西門SIMATIC PANCE PC670。③控制板卡:ADVANTECH板卡,共有32路A/D轉(zhuǎn)換電路、8路D/I開關(guān)量電路。
④自制調(diào)理板和放大板電路。
⑤輔助電路:調(diào)理電路的電源、進線空氣斷路器具有過載和短路保護
(4) 數(shù)據(jù)設(shè)定:
①進入主菜單的“設(shè)置標(biāo)定值”可以得到工件的公差帶,測量中大于公差帶的數(shù)據(jù)在“測量工件尺寸”用紅色數(shù)字表示,小于公差帶的數(shù)據(jù)在“測量工件尺寸”用綠色數(shù)字表示。
②以標(biāo)準(zhǔn)件為基準(zhǔn),大于標(biāo)準(zhǔn)件的數(shù)據(jù)為正,小于標(biāo)準(zhǔn)件的數(shù)據(jù)為負(fù)。
三、連桿測量和計算理論依據(jù)
1. 原始資料
按甲方提供的連桿053105401圖紙要求進行測量。測量用傳感器的布置示圖,用于幾何量的傳感器共22只,見圖1所示編號1~20。
2. 假設(shè)與規(guī)定
(1) 測量按比較法原理進行,假設(shè)由甲方提供的連桿標(biāo)準(zhǔn)件形位誤差可忽略不計,所提供的尺寸值作為標(biāo)準(zhǔn)量。
(2) 規(guī)定所有的傳感器測頭向外時為正,向內(nèi)為負(fù)。如測內(nèi)孔傳感器測頭由圓心向外為正,向圓心為負(fù)。
(3) 內(nèi)孔計算的理論依據(jù)。內(nèi)孔計算采用zui小二乘圓法,設(shè)zui小二圓中心O' 的坐標(biāo)為(a,b),半徑為R0按zui小
二乘法原理,有
式中:ri———為被測實際輪廓上第i點HO'的向距離。zui小二乘圓中心O的坐標(biāo)(a,b) 與半徑R可由下列各式近似求得
式中:Xi,Yi——實際輪廓上等分角間隔點Pi的坐標(biāo)值;
ri'——測點Pi孔坐標(biāo)原點(標(biāo)準(zhǔn)件內(nèi)孔中心)的徑向距離;
n—————實際輪廓間隔數(shù)。