在线自动测量水泥砖三维尺寸的测量机设计.docVIP

摘 要 本课题是设计在线自动测量水泥砖三维尺寸的测量机，以提高水泥砖测量的精度和速度。 根据测量仪器设计的一般方法、步骤及基本原理，首先对课题进行了分析，根据测量的要求拟定了测量的基本方案，然后进行总体结构方案论证。从机器系统组成、总体结构、定位夹紧方法、工件上下料、动作控制、测量计算及可靠性，稳定性，灵活性要求等多方面考虑，提出了多种方案进行论证，最后确定采用气动上下料、下部气动定位夹紧、测量头自上而下进入测量位置、利用PLC进行动作控制、单片机测量计算的方案。 对总体结构进行详细设计，特别是传动系统的设计和定位夹紧机构的设计，传动部分采用了齿轮，齿条机构及气缸系统；测量系统采用电感式位移传感器。还对机架、测头夹持与调整、定位夹紧机构等辅助部件进行设计。在结构设计中进行了相关计算与校核，合理选择材料。 本机器具有通用性强、测量准确可靠、数据处理方便、测量速度快等优点，满足了设计要求。 关键词：三维测量；齿轮齿条传动；气动；传感器；测控系统 前 言 进入70年代以来，以大规模集成电路和微型电子计算机为代表的微电子技术，迅速地被应用到机械工业中，出现了种类繁多的计算机控制的机械，仪器和设备，以及具有柔性功能的自动化生产线，车间或工厂，这就大幅度地提高了产品质量和生产率，适应了市场对产品多样化的要求，丰富了人类的物质文明，使传统机械工业的生产面貌焕然一新，出现了人类梦想“机械文明新时代”，即机电一体化时代，推动了机械工业和电子工业相互促进，紧密结合，共同发展的新局面。 水泥砖三维测量机的设计也是一次机电一体化应用的实践，了解机器的设计要求，其设计范围广：包括机械传动的部分，定位部分，气压部分和单片机部分，以及线路集成。本课题着重机械部分设计。能让我们对机电一体化设计有个整体的认识，并掌握机械设计的方法，扩大知识面。 一、机电一体化系统的概述： （一）.机电一体化系统的功能原理设计 功能原理设计的宗旨是根据系统的目的和要求寻求各种（现有的或新的）物理原理来实现主功能或其他功能的增加技术方案或技术路线，而不是具体的设计，因而更具有灵活性和创造性。 采用功能原理设计方案时，不但现有技术的综合集成，而是一个创新的过程，一般具有下列特征： a） 采用新的物理原理，使主动能发生根本性的变化，开发新的产品。例如，激光加工机床，微波炉和石英电子表都是典型的例子。 b） 采用创新思维和技术成果。新思路，新构思通常与新技术，新能源，新材料，新工艺等有密切的联系。例如：激光加工是利用产生激光束的特殊材料；微波炉是用磁控管产生微波来烹饪食物；石英电子表是用石英晶体震荡器控制的电磁摆代替机械游丝摆制成的；采用炭纤维增强的复合材料可以做成自行车的车架或工业机器人的手臂等。 c） 机电一体化产品的一个主要特征是采用微电子装置来取代机械控制装置及其原来执行信息处理机构，这种微电子装置不但具有自动地星星信息处理，调节和控制功能；还有自动检测，显示，记录或打印，以及自动诊断和保护等各种功能，而且具有速度快，可靠性和精度高等一系列特点。另一特征是微电子控制装置通常是在软件支持下工作的，从而具有柔性自动化功能。因此在设计中应充分考虑到这种微电子硬件和软件结合装置的优越功能，构成一个完善的真正的机电一体化系统。 综上所叙，机电一体化系统的功能设计原理，不仅是现有技术综合集成过程；也是一个创新构思的过程，这取决与设计者的知识，经验，才能，灵感以及坚定的创新开拓精神，并通过实际工作磨练才能成功。 1.机电一体化系统的技术评价 机电一体化系统的价值，通常是指系统内部功能的有关参数来进行的评价。此外机电一体化系统是一种多功能，高性能，高效率，节能，节材的高附加值的产品。系统内部功能的优化及趋势均可用图来概括。显然这种高质量，高效率的最终目标是智能机械或具有人工智能的机电一体化系统。 2.广义接口 机电一体化系统中，最重要的是系统和个要素之间的“广义接口”这个概念。众所周知，仅有机械或电子的系统，接口的概念并不太突出，但在不同技术的复合过程中，接口技术是重点。 与系统不一样，接口是由物质，能量和信息的输入-输出功能和参数变换与调整功能两部分功能组成的。 3.软件在控制系统中的作用 在机电一体化系统中，除了机械装置，电子设备（计算机及接口电路）和软件（计算机程序），它是由操作类型(如按钮开关，功率计和话筒)和指示器，（如指示灯，显示器，警铃，语音提示或报警器）等组成，具有操作启停和监视系统正常运行的功能。 a) 对于产品所需的功能的均衡，可通过移动边界来改变，特殊情况也可通过机械电子系统与操纵器来协调解决。 b） 系统内部功能由机械，电子和程序之间分支来实现 c） 在上述条件下，系统的控制功能就可由操纵器，机械，电子逻辑电