CN100462676C - 活塞综合测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种活塞综合测量系统，特征是采用第一位移传感器与第二位移传感器分别固定在卡具的两侧，转轴连接步进电机；第一组、第二组A/D转换器及步进电机控制器连接，步进电机控制器连接步进电机；RS485接口连接工控机；第一组A/D转换器连接第一组放大电路，第一组放大电路连接第一位移传感器；第二组A/D转换器连接第二组放大电路，第二组放大电路连接第二位移传感器；第一组、第二组A/D转换器与单片机间通过12C总线依次连接键盘显示驱动及控制显示仪；本发明只需要将活塞放在指定位置并按动按钮，便可以启动自动检测装置，旋转活塞，传感器就可实时测量数据，另一方面可实现统计过程自动控制，便于形成企业的质量管理体系。

Description

活塞综合测量系统

技术领域

本发明涉及一种活塞综合测量系统，具体地说是是一种活塞尺寸的计算机辅助检测系统，适用于活塞外圆直径的检测，能够找到直径的最大值和最小值，并根据尺寸的统计规律变化实时报警，实现活塞尺寸检测和统计控制的综合。

背景技术

活塞测量要求的精度高(可达0.001mm)，在已有技术中，传统活塞外圆测量方法的流程如下：操作人员将活塞成品放到指定位置，在该位置两侧对称固定着两个百分表；旋转活塞，观察百分表的读数变化，根据经验判断该活塞是否满足质量要求。这种检测系统依赖于现场操作人员的经验和熟练程度，检测精度和检测效率较低，经常出现误检和漏检的情况，产品成本较高。另一方面，产品的实测尺寸无法实时记录，不利于整个工艺流程的质量控制和ISO9000系列的贯标体系。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种活塞综合测量系统，现场操作人员只需要将活塞放在指定位置并按动按钮，便可以启动自动检测装置：旋转活塞，传感器实时测量数据，这些数据一方面通过高亮度显示器提供给现场操作人员，另一方面传送给计算机的数据库，实现统计过程控制，便于形成企业的质量管理体系。

本发明的主要解决方案是这样实现的：

本发明主要采用第一位移传感器与第二位移传感器分别固定在卡具的两侧，卡具位于转动平台上，转动平台与固定平台之间安装转轮，转轴连接步进电机，通过固定平台与转动平台连接；单片机分别与按钮、RS485接口、第一组、第二组A/D转换器及步进电机控制器连接，步进电机控制器连接步进电机；RS485接口连接工控机；第一组A/D转换器连接第一组放大电路，第一组放大电路连接第一位移传感器；第二组A/D转换器连接第二组放大电路，第二组放大电路连接第二位移传感器；第一组、第二组A/D转换器与单片机间通过12C总线依次连接键盘显示驱动及控制显示仪；键盘显示驱动连接键盘按钮；

所述单片机通过第一组、第二组A/D转换器和第一组、第二组放大电路采集第一位移传感器与第二位移传感器的读数，发出控制信号，通过步进电机控制器控制步进电机，步进电机带动旋转活塞，开始读入传感器的检测信号，通过键盘显示驱动控制显示仪，控制显示仪实时显示数据，通过RS485接口与工控机进行通讯，并将直径的最终测量值传送给工控机，工控机根据统计规律绘出实时统计监控图，实时报警，当活塞旋转一周后，停止转动。

所述按钮与脉冲信号发生器的输出端连接。

所述的卡具为一种锥体形状，卡具的中心与活塞的中心重合，并要求确保活塞能够套在卡具上不发生相对位移和转动。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

本发明实现了活塞检测的自动化，可以完成活塞外圆尺寸的检测、显示、报警以及统计过程控制等功能，整个检测过程中，用户只需要在检测前将活塞固定在卡具上，检测后取下来，其它的事情由该系统来完成，减少了大量的人力，克服了尺寸检测中人为因素的影响，并提高了检测精度和生产效率；上位机数据库保存着所有的实时数据和历史数据，便于实现质量管理体系；实现了统计过程控制，能够对整个生产过程的运行状况进行评估，提高了产品一致性和质量，减少了浪费，降低了成本；通过扩展智能数据采集和控制装置的输入和输出端口，可以增加几条生产线的检测或者活塞几个部位的检测，因此该系统扩展性较好，扩展成本较低；将传统的活塞外圆直径检测划分为现场数据采集显示与上位机监控两个部分，实现了管控一体化。

附图说明

图1为本发明结构方框原理图。

图2为本发明结构检测平面图。

图3为本发明电机转动装置结构示意图。

图4为本发明智能数据采集和控制装置电路方框原理图。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

本发明主要由电机转动装置1、卡具2、第一位移传感器3、脉冲信号发生器4、按钮5、工控机6、智能数据采集和控制装置7及第二位移传感器8组成。其中电机转动转置1由转动平台9、固定平台10、步进电机11、转轴12、转轮13组成。而智能数据采集和控制装置7由单片机14、第一组、第二组A/D转换器15、第一组、第二组放大电路16、步进电机控制器17、键盘显示驱动18、显示仪19、键盘按钮20及RS485接口21组成。

如图1所示：在指定位置放置一个卡具2，卡具2为一种锥体形状，卡具2的中心与活塞22的中心重合，并要求确保活塞22能够套在卡具2上不发生相对位移和转动。高精度的第一位移传感器3与第二位移传感器8精确地固定在卡具2的两侧，高精度的第一位移传感器3与第二位移传感器8接智能数据采集和控制装置7的模拟量输入端口。卡具2位于电机转动装置1上，而智能数据采集和控制装置7控制电机的转动。脉冲信号发生器4的输出端接按钮5，按钮5的另一端接智能数据采集和控制装置7的信号输入口。

如图3所示：所述的电机转动转置1由转动平台9、固定平台10、步进电机11、转轴12、转轮13组成，转动平台9与固定平台10之间安装转轮13，转轴12连接步进电机11，通过固定平台10与转动平台9连接。

如图4所示：智能数据采集和控制装置7由单片机14、第一组、第二组A/D转换器15、第一组、第二组放大电路16、步进电机控制器17、键盘显示驱动18、控制显示仪19、键盘按钮20及RS485接口21组成。单片机14分别与按钮5、RS485接口21、第一组、第二组A/D转换器15及步进电机控制器17连接，步进电机控制器17连接步进电机11；RS485接口21连接工控机6；第一组A/D转换器15连接第一组放大电路16，第一组放大电路16连接高精度的第一位移传感器3；第二组A/D转换器15连接第二组放大电路16，第二组放大电路16连接高精度的第二位移传感器8；第一组、第二组A/D转换器15与单片机14间通过12C总线依次连接键盘显示驱动18及控制显示仪19；键盘显示驱动18连接键盘按钮20。单片机14通过第一组、第二组A/D转换器15和第一组、第二组放大电路16采集高精度的第一位移传感器3与第二位移传感器8的读数，通过步进电机控制器17控制步进电机11，通过键盘显示驱动18控制显示仪19，通过RS485接口21与工控机6进行通讯。

用户将活塞22成品放在卡具2上，按动按钮5，智能数据采集和控制装置7信号输入端口收到信号，控制信号端口即向电机发出启动控制信号，控制转动装置1按指定速度转动，从而使活塞22旋转。同时，智能数据采集和控制装置7的模拟信号输入端口接受高精度的第一位移传感器3与第二位移传感器8的信号，并将高精度位移传感器的测量值传送给控制显示仪19，实时显示数据。旋转结束后，停止采集，智能数据采集和控制装置7将该活塞22的最终尺寸传送给工控机6，工控机6绘出实时统计监控图(比如极差图和均值图)，并计算出生产过程的过程能力，必要时报警并给出调整信息。操作人员取下工件，开始下一个产品的检测。

Claims (3)

1.一种活塞综合测量系统，其特征是采用第一位移传感器(3)与第二位移传感器(8)分别固定在卡具(2)的两侧，卡具(2)位于转动平台(9)上，转动平台(9)与固定平台(10)之间安装转轮(13)，转轴(12)连接步进电机(11)与转动平台(9)；单片机(14)分别与按钮(5)、RS485接口(21)、第一组、第二组A/D转换器(15)及步进电机控制器(17)连接，步进电机控制器(17)连接步进电机(11)；RS485接口(21)连接工控机(6)；第一组A/D转换器(15)连接第一组放大电路(16)，第一组放大电路(16)连接第一位移传感器(3)；第二组A/D转换器(15)连接第二组放大电路(16)，第二组放大电路(16)连接第二位移传感器(8)；第一组、第二组A/D转换器(15)与单片机(14)间通过12C总线依次连接键盘显示驱动(18)及控制显示仪(19)；键盘显示驱动(18)连接键盘按钮(20)；

所述单片机(14)通过第一组、第二组A/D转换器(15)和第一组、第二组放大电路(16)采集第一位移传感器(3)与第二位移传感器(8)的读数，发出控制信号，通过步进电机控制器(17)控制步进电机(11)，步进电机(11)带动旋转活塞(22)，开始读入传感器的检测信号，通过键盘显示驱动(18)控制显示仪(19)，控制显示仪(19)实时显示数据，通过RS485接口(21)与工控机(6)进行通讯，并将直径的最终测量值传送给工控机(6)，工控机(6)根据统计规律绘出实时统计监控图，实时报警，当活塞(22)旋转一周后，停止转动。

2.根据权利要求1所述的活塞综合测量系统，其特征在于所述按钮(5)与脉冲信号发生器(4)的输出端连接。

3.根据权利要求1所述的活塞综合测量系统，其特征在于所述卡具(2)为锥体形状，卡具(2)的中心与活塞(22)的中心重合。

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