廣東一哥再生資源科技有限公司
輪帶胎具用來成型輪帶,其加工品質(zhì)對輪帶的消費特殊要害。為了消費出好的輪帶,必需對輪帶胎具加工品質(zhì)提出高的訴求。保守的加工品質(zhì)檢驗和測定法主假如靠百分表,報酬搜集數(shù)據(jù)后領(lǐng)會得出加工品質(zhì)匯報。這種方法的控制性是須要操作家有確定的處事體味,并且取樣進(jìn)程報酬遏制,精度遭到確定感化。近幾年來,輪帶胎具產(chǎn)業(yè)跟著輪帶的洪量需要而獲得了趕快興盛,保守的檢驗和測定本領(lǐng)不許滿意商場需要。光柵尺是一種數(shù)字位移丈量擺設(shè),丈量范疇可達(dá)幾十米,丈量透徹在忽米級;激光測距儀是一種非交戰(zhàn)丈量擺設(shè),不妨對不準(zhǔn)則外表的目的位移舉行丈量,然而丈量隔絕較小。將大范同的光柵尺和非交戰(zhàn)丈量的激光測距儀貫串起來就不妨實行對不準(zhǔn)則面包車型的士目的隔絕舉行丈量。將光柵尺讀頭與激光測距儀恒定在板滯橫梁上,應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)遏制橫梁的疏通,辨別對胎具各別層面包車型的士內(nèi)徑舉行丈量。
體例沿用 AVR 單片機(jī)實行遏制步進(jìn)電機(jī)和光柵尺數(shù)據(jù)讀取,經(jīng)過接受上位機(jī)的遏制吩咐,AVR 單片機(jī)遏制步進(jìn)電機(jī)疏通,數(shù)字顯示表數(shù)據(jù)和激光遏制器位移數(shù)據(jù)機(jī)動經(jīng)串口發(fā)送給上位機(jī),進(jìn)而實行對胎具內(nèi)徑的機(jī)動丈量。
1 體例構(gòu)成
鑒于 AVR 的輪帶內(nèi)徑丈量體例重要由 AVR 單片機(jī)、上位機(jī)、光柵尺、數(shù)字顯示表、激光測距儀、啟動器、步進(jìn)電機(jī)、電子手輪、路途電門等構(gòu)成。其功效框圖如圖 1 所示。
單片機(jī)采用的是愛特梅爾公司的 ATmega16;上位機(jī)沿用研華公司消費的 ARK3360L 工控機(jī),它具有多個 RS232 接口;激光測距儀沿用的是阿曼基恩士公司的 LK-G85 激光測距傳感器和 LK-G3001V 激光測距遏制器,其辨別率為 0.1μm,丈量范疇 -15~+15 mm,丈量隔絕為 80 mm;光柵尺沿用廣州諾信數(shù)字監(jiān)測控制擺設(shè)有限公司的 KA300 型系列光柵位移丈量擺設(shè),讀數(shù)由其公司的 SDS6 型數(shù)字顯示表實行。最后的內(nèi)徑計劃由上位機(jī)接受到激光測距儀數(shù)據(jù)和光柵尺數(shù)據(jù)后實行。
2 體例功效領(lǐng)會
2.1 胎具內(nèi)徑丈量本領(lǐng)
輪帶胎具置于停止的處事平臺之上,回旋丈量平臺居于處事平臺的重心場所,在回旋丈量平臺上的橫梁和立柱不妨沿徑向和筆直兩個目標(biāo)挪動,激光感測頭置于丈量橫粱上。按照輪帶胎具的內(nèi)徑各別,沿徑向挪動丈量橫梁,將激光感測頭挪動至丈量范疇內(nèi),即可測得激光感測頭至輪帶胎具內(nèi)圓的隔絕,再經(jīng)過運用光柵尺丈量橫梁徑向挪動的隔絕,折算出輪帶胎具的內(nèi)徑。經(jīng)過遏制電機(jī)回旋丈量平臺,就不妨依照節(jié)距逐個丈量輪帶胎具內(nèi)徑,進(jìn)而獲得輪帶胎具的圓度。將丈量橫梁沿立柱筆直挪動,就不妨丈量輪帶胎具各別垂向莫大的內(nèi)徑,進(jìn)而獲得胎具的圓錐度。
丈量系一致公有 3 個步進(jìn)電機(jī)遏制丈量擺設(shè)沿 3 目標(biāo)疏通;兩把光柵尺讀取水寬厚筆直位移數(shù)據(jù),再有激光測距儀實行非交戰(zhàn)位移丈量,其丈量構(gòu)造如圖 2 所示。
2.2 丈量道理和功效實行
輪帶胎具斑紋塊切面如圖 3 所示:斑紋塊最上邊的是胎具胎口,其加工的缺點普遍較小,采用動作基準(zhǔn)。設(shè)胎口離斑紋塊重心線 X1 的隔絕為 RT,把這個內(nèi)圈設(shè)定于基準(zhǔn)圈。輪帶胎具內(nèi)徑丈量是鑒于胎具胎口半徑 RT 已知的基礎(chǔ)下,由步調(diào)遏制所有丈量進(jìn)程。
在保護(hù)待測胎具的平面度和專心度狀況下,安排轉(zhuǎn)化電機(jī)和筆直位移電機(jī),使得激光感測頭坐落被測點上方的已知胎口直徑場所。安排程度位移電機(jī),使得激光感測頭與胎口被測點的程度隔絕為 80±0.5 mm,激光傳感器在這個隔絕下丈量精度最高。
按照胎口半徑 RT 和胎口被測點的激光測距值、程度光柵尺讀數(shù),不妨獲得如劣等式:
個中,XL 是激光測距值,XR 是程度光柵尺讀數(shù),這兩個值不妨屢次丈量取平衡,XS 是體例安裝和安置待測胎具時的固有值,即如圖擺設(shè)重心 X0 離斑紋圈重心 X1 的隔絕,對立于筆直目標(biāo)的每個被測點而言,XS 在所有丈量進(jìn)程中是靜止的,所以不妨獲得下式:
當(dāng)丈量臂筆直挪動至待測胎具被測點的筆直場所后,平移激光感測頭至隔絕被測點 80±0.5 mm 處,而后讀取被測點的激光測距值 XL’和程度光柵尺讀數(shù) XR’,則被測點的半徑滿意:
只有依照上述本領(lǐng)逐點丈量和計劃出各個被測點的直徑,就不妨實行圓度丈量了。
在所有丈量進(jìn)程中,因為要避開胎具的斑紋,所以對丈量點有確定的訴求。運用 ATmega16 透徹遏制步進(jìn)電機(jī)運轉(zhuǎn)不妨找到待測點,并在此普通上加動手輪遏制器微調(diào)步進(jìn)電機(jī)找到符合場所后再搜集數(shù)據(jù),如許就不妨對報酬設(shè)定的丈量點舉行丈量。
2.3 擺設(shè)的路途遏制
在丈量擺設(shè)水寬厚筆直挪動極限場所處安置路途電門來保護(hù)運轉(zhuǎn)安定,為了貶低本錢,經(jīng)過丈量天橋的一切旗號沒有沿用電滑環(huán)而運用電纜徑直貫穿。所以擺設(shè)在回旋時不許老是沿一個目標(biāo)回旋,要不會扭斷電纜。本安排中回旋觀點不勝過 360°,為了辨別回旋的 0°和 36 0°,在丈量天橋指定的場所處置別安置兩個并排的路途電門。經(jīng)過確定這兩個路途電門舉措的先后步驟來決定回旋的場所,而后確定可回旋的目標(biāo)。
3 單片機(jī)安排
重要思緒:上位機(jī)對電機(jī)舉行丈量辦法的遏制,經(jīng)過發(fā)送吩咐使步進(jìn)電機(jī)沿安排思緒精確丈量數(shù)據(jù)。而在某些丈量點上,須要人為干涉時經(jīng)過轉(zhuǎn)化手輪即可微調(diào)電機(jī)。而路途電門不妨控制板滯轉(zhuǎn)化的場所,也不妨用來復(fù)位樹立。
3.1 步進(jìn)電機(jī)的啟動
步進(jìn)電機(jī)的運轉(zhuǎn)要有步進(jìn)電機(jī)啟動器,把遏制體例發(fā)出的脈沖旗號變化為步進(jìn)電機(jī)的角位移。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖旗號頻次成正比,步進(jìn)觀點與脈沖數(shù)量成正比。步進(jìn)電機(jī)啟用時,必需有升速、降速進(jìn)程,起落速的安排至關(guān)要害。即使安排不對適,將惹起步進(jìn)電機(jī)的堵轉(zhuǎn)、失步、起落速進(jìn)程慢等題目。為了實行起落速,用門路型頻次變革來模仿頻次線性變革進(jìn)程。如圖 4 所示。
步進(jìn)電機(jī)脈沖的爆發(fā)由準(zhǔn)時器 1 和準(zhǔn)時器 2 實行,ATmega16 遏制器接受到上位機(jī)的吩咐后,開始獲得須要轉(zhuǎn)化的步數(shù),而后按照相映吩咐翻開相映準(zhǔn)時器的計數(shù)功效。遏制步調(diào)頂用準(zhǔn)時器 1 遏制二路脈沖輸入,準(zhǔn)時器 2 遏制一齊脈沖輸入,進(jìn)而實行 3 路電機(jī)的遏制。
準(zhǔn)時器 2 運用 CTC 形式,配合阻礙使能。經(jīng)過配合阻礙,在 OCR2 端口不妨輸入脈沖,經(jīng)過設(shè)定存放器 OCR2 存放器的值不妨變換輸山脈沖頻次。準(zhǔn)時器 1 運用相位與頻次矯正形式,在各別串口吩咐下辨別樹立 ICR1、OCR1A 和 OCR1B 存放器的值并翻開各別的配合阻礙,進(jìn)而不妨辨別在 OC1A 和 OC1B 端口輸入配合脈沖。其輸入頻次遏制和準(zhǔn)時器 2 道理一律,不過還須要變換計數(shù)下限值 ICR1。因為 3 路電機(jī)不同聲疏通,所以歷次惟有一個準(zhǔn)時器居于翻開狀況,其他則須要封閉。
在步調(diào)運轉(zhuǎn)中,樹立了一個全部變量生存電機(jī)運轉(zhuǎn)的步數(shù)。在收到上位機(jī)的吩咐后,遏制步調(diào)開始將該步數(shù)寫入片內(nèi) EEPROM 中再實行。因為 EEPROM 數(shù)據(jù)掉電不喪失,所以體例掉電后復(fù)位時不妨從 EEPROM 中掏出數(shù)據(jù)而后實行下一次操縱。
3.2 手輪微調(diào)遏制
手輪的效率主假如實行微調(diào)擺設(shè)找到符合的丈量點。電子手輪所有有兩路脈沖輸入,兩路脈沖相位差確定了手輪的回旋目標(biāo)。手輪的遏制沿用準(zhǔn)時器 0,運用計數(shù)形式。準(zhǔn)時器 0 沒置為 CTC 形式,飛騰沿觸發(fā),OCR0 為 1,計數(shù)初始值為 0,阻礙使能。當(dāng)外部飛騰沿觸發(fā)時計數(shù)到 1 時觸發(fā)阻礙,在阻礙子步調(diào)內(nèi)里按照手輪狀況爆發(fā)相映的脈沖輸入。
在手輪阻礙子步調(diào)中,開始將計數(shù)器機(jī)動清零等候下一個手輪脈沖。而后確定正面與反面旗號和手輪檔位狀況,ATmega16 按照狀況消息經(jīng)過延時本領(lǐng)爆發(fā)確定數(shù)目的脈沖遏制步進(jìn)電機(jī)。手輪狀況公有 Z、Y、X 3 個目標(biāo),X1、X10、X100 3 個檔位。若手輪在 X 檔位則在相映端口(該端口同聲也是準(zhǔn)時器脈沖輸入口)輸入確定數(shù)手段脈沖。變換延時的巨細(xì)不妨變換輸入頻次,然而因為延時輸入脈沖的最大頻次確定于晶振,所以輸入脈沖遭到確定感化。推遲本領(lǐng)爆發(fā)的脈沖不許透徹遏制步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)觀點,然而不妨用來微調(diào)。
手輪的正面與反面旗號經(jīng)過 D 觸發(fā)器來確定。將手輪脈沖 A 動作 CLK 旗號,脈沖 B 為 CP 旗號,復(fù)位端和置位端接高電平。當(dāng)手輪正轉(zhuǎn)時脈沖 A 脈沖與脈沖 B 的相位差為正 90 度,D 觸發(fā)器輸入高電平;若回轉(zhuǎn) A 脈沖與 B 脈沖的相位差為負(fù) 90 度,輸入低電平。
3.3 串口模塊
上位機(jī)和單片機(jī)重要沿用 UART 異步通訊,收發(fā)按字節(jié)處置。單片機(jī)接受上位機(jī)吩咐時沿用 UART 查問本領(lǐng)實行數(shù)據(jù)接受。其通訊方法為:開始字+遏制字節(jié)+步數(shù)+中斷字,數(shù)據(jù)運用國際通用規(guī)范 ASCII 碼方法,如表 1 所示。
安排進(jìn)程中運用 ICCAVR 編寫翻譯器編寫單片機(jī)遏制步調(diào),不妨運用 atoi 因變量將 ASCII 碼方法步數(shù)變化為整型數(shù)據(jù)。
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