意大利MARPOSS公司20世紀(jì)80年代的生產(chǎn)的連桿測(cè)量、稱重機(jī),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(jī)械系統(tǒng)不更換的情況下,只對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行改造。經(jīng)改造后的控制系統(tǒng)能與原有的機(jī)械和傳感器系統(tǒng)*匹配。以工控機(jī)能連續(xù)穩(wěn)定工作2個(gè)月為驗(yàn)收依據(jù)。
(2) 用標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)件,能一次全部校正測(cè)量零位,其工控機(jī)重復(fù)測(cè)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(duì)連桿尺寸的測(cè)量,正常情況下能顯示(按MARPOSS公司同類產(chǎn)品指示要求) 26個(gè)測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際值,并用彩色區(qū)分合格與超差。
②傳感器斷線報(bào)警顯示、系統(tǒng)自檢報(bào)警顯示和傳感器單獨(dú)調(diào)*顯示(以整機(jī)驗(yàn)收時(shí)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(shí)際重量,并能將被測(cè)連桿按重量誤差自動(dòng)分組顯示組號(hào)(0~9)。
二、改造內(nèi)容
1. 被測(cè)工件圖及測(cè)量?jī)?nèi)容(1) 測(cè)量工件簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1 (圖1中▲為測(cè)量用傳感器的示意位置)。
(2) 測(cè)量?jī)?nèi)容見(jiàn)表1。
2. 測(cè)量控制系統(tǒng)原理
(1) 系統(tǒng)框圖見(jiàn)圖2。
(2) 工作原理:調(diào)理放大電路,發(fā)出一組6K激勵(lì)信號(hào)到此Marposs的傳感器Marposs,傳感器的反饋信號(hào)經(jīng)分頻、兩級(jí)放大后,變成5V的模擬信號(hào)。信號(hào)的大小為1.12V/50μm, 經(jīng)ADVANTECH板卡轉(zhuǎn)換為12位的數(shù)字信號(hào),送入西門子的工控機(jī)(PC670)。工控機(jī)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行運(yùn)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(jī)架及MARPOSS的差動(dòng)變壓器式的傳感器:保留原有的配置,只進(jìn)行調(diào)整及修復(fù),恢復(fù)原有精度。②工控機(jī): 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(kāi)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(jìn)線空氣斷路器具有過(guò)載和短路保護(hù)
(4) 數(shù)據(jù)設(shè)定:
①進(jìn)入主菜單的“設(shè)置標(biāo)定值”可以得到工件的公差帶,測(cè)量中大于公差帶的數(shù)據(jù)在“測(cè)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(cè)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(cè)量和計(jì)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(jìn)行測(cè)量。測(cè)量用傳感器的布置示圖,用于幾何量的傳感器共22只,見(jiàn)圖1所示編號(hào)1~20。
2. 假設(shè)與規(guī)定
(1) 測(cè)量按比較法原理進(jìn)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(jì),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(cè)頭向外時(shí)為正,向內(nèi)為負(fù)。如測(cè)內(nèi)孔傳感器測(cè)頭由圓心向外為正,向圓心為負(fù)。
(3) 內(nèi)孔計(jì)算的理論依據(jù)。內(nèi)孔計(jì)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(cè)實(shí)際輪廓上第i點(diǎn)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(shí)際輪廓上等分角間隔點(diǎn)Pi的坐標(biāo)值;
ri'——測(cè)點(diǎn)Pi孔坐標(biāo)原點(diǎn)(標(biāo)準(zhǔn)件內(nèi)孔中心)的徑向距離;
n—————實(shí)際輪廓間隔數(shù)。