姚曉穎　李虹　姜雷

摘 要：本文針對(duì)摩擦焊機(jī)在裝卡找正過(guò)程中，存在的觀測(cè)精度低、工作量大，測(cè)點(diǎn)少，數(shù)據(jù)代表性差的缺陷，提出了一種方便有效的數(shù)據(jù)找正檢測(cè)方法，即有線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)傳輸相結(jié)合的可視化編程數(shù)據(jù)找正系統(tǒng)。本文詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、系統(tǒng)構(gòu)成、功能及工作原理。此系統(tǒng)能夠克服上述存在的問(wèn)題，達(dá)到零件制造的要求，具有很好的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)設(shè)計(jì)；無(wú)線(xiàn)傳輸；旋轉(zhuǎn)編碼器

中圖分類(lèi)號(hào)：TG409 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0.引言

該設(shè)備用于零件的同心度誤差數(shù)據(jù)檢測(cè)，其在裝卡找正過(guò)程中，主要采用人工測(cè)量，實(shí)時(shí)監(jiān)視、人工記錄數(shù)據(jù)的方法，再以這些數(shù)據(jù)為依據(jù)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整來(lái)找正。這種方式觀測(cè)精度低、工作量大，易受人為因素影響；測(cè)點(diǎn)少，數(shù)據(jù)代表性差，從而影響摩擦焊機(jī)的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此，提供一種行之有效、先進(jìn)的數(shù)據(jù)找正檢測(cè)手段是目前所急需的。

為此，我們研制了一種有線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)傳輸相結(jié)合的可視化編程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，系統(tǒng)可以準(zhǔn)確地檢測(cè)、傳輸和顯示同心度數(shù)據(jù)和角度數(shù)據(jù)，取代以往人工檢測(cè)、記錄數(shù)據(jù)的方式，節(jié)省了大量的人力，同時(shí)提高了數(shù)據(jù)精度，從而大大提高摩擦焊機(jī)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

1.系統(tǒng)硬件組成

1.1 系統(tǒng)硬件組成

整個(gè)系統(tǒng)分為可視化編程接收、同心度誤差數(shù)據(jù)檢測(cè)和角度數(shù)據(jù)檢測(cè)3部分。

（1）可視化編程接收部分的計(jì)算機(jī)（安裝了數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)的PC機(jī)）是信息處理的核心，通過(guò)工控機(jī)的兩個(gè)RS232串口分別與無(wú)線(xiàn)數(shù)傳接收模塊PSI-WL-PLUG-RS232/BT和GP1312RL/CH變送輸出儀表的轉(zhuǎn)換器進(jìn)行串口通信，完成對(duì)數(shù)據(jù)的接收，并由計(jì)算機(jī)對(duì)接收的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和顯示，同時(shí)控制打印機(jī)打印輸出。

（2）同心度誤差數(shù)據(jù)檢測(cè)部分完成對(duì)主軸和軸承套的同心度數(shù)據(jù)檢測(cè)和無(wú)線(xiàn)傳輸。

同心度誤差數(shù)據(jù)檢測(cè)部分包括S234數(shù)顯杠桿表和一對(duì)無(wú)線(xiàn)數(shù)傳模塊。PSI-WL-RS232-RS485/BT發(fā)射模塊通過(guò)RS232接口和S234數(shù)顯杠桿表連接，同時(shí)為S234數(shù)顯表供電，數(shù)顯表采集的數(shù)據(jù)通過(guò)天線(xiàn)裝置直接完成對(duì)數(shù)據(jù)的發(fā)送；PSI-WL-PLUG-RS232/BT無(wú)線(xiàn)接收模塊直接與工控機(jī)串口連接，完成對(duì)同心度誤差數(shù)據(jù)的接收。該數(shù)據(jù)檢測(cè)部分的儀器封裝在控制箱里固定在連接主軸的三腳架上，完成對(duì)同心度誤差數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)檢測(cè)。

（3）角度檢測(cè)部分完成對(duì)主軸旋轉(zhuǎn)角度的測(cè)量。

角度檢測(cè)部分以有線(xiàn)方式傳輸檢測(cè)摩擦焊機(jī)主軸旋轉(zhuǎn)的角度數(shù)據(jù)，由RS232/RS485轉(zhuǎn)換器、變送輸出儀表、旋轉(zhuǎn)編碼器組成，所檢測(cè)的角度數(shù)據(jù)與同心度誤差數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)。ROC413型旋轉(zhuǎn)編碼器通過(guò)輸出端SSI接口同GP1312RL/C變送儀表連接，以RS485的方式輸出，再經(jīng)RS232/RS485轉(zhuǎn)換器和計(jì)算機(jī)進(jìn)行串口通信。

1.2 系統(tǒng)硬件選型

（1）無(wú)線(xiàn)傳輸模塊

藍(lán)牙是一種支持設(shè)備短距離通信的無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，本項(xiàng)目傳輸距離僅2m，因此選用PHOENIXCONTAC公司生產(chǎn)的一對(duì)藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸模塊完成同心度數(shù)據(jù)的傳輸。發(fā)射模塊型號(hào)為PSI-WL-RS232-RS485/BT，接收模塊型號(hào)為PSI-WL-PLUG-RS232/BT，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便，具有用于外部天線(xiàn)的MCX口，集成通路診斷功能。在數(shù)據(jù)通信時(shí)，只需保證無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的收發(fā)頻率設(shè)置相同即可。

（2）旋轉(zhuǎn)編碼器

旋轉(zhuǎn)編碼器選用海德漢ROC413絕對(duì)型。其內(nèi)部裝有精巧的光電碼盤(pán)，能將主軸角度位置信號(hào)變換成13位格雷碼輸出。不論主軸旋轉(zhuǎn)多少圈，主軸的任何一個(gè)絕對(duì)角度（0～360°）都有一個(gè)相應(yīng)的格雷碼與之對(duì)應(yīng)，從而可以準(zhǔn)確地知道主軸在任何時(shí)刻的角度位置。

（3）變送儀表

對(duì)于ROC413絕對(duì)型編碼器為串行輸出的SSI信號(hào)，連接的模板很少。為此，采用上海精浦機(jī)電有限公司專(zhuān)為其開(kāi)發(fā)的GP1312/CH變送輸出儀表，此儀表可以對(duì)ROC413絕對(duì)型編碼器輸出的格雷碼進(jìn)行解碼運(yùn)算，最后以角度進(jìn)行顯示，同時(shí)無(wú)零點(diǎn)漂移、信號(hào)干擾丟失問(wèn)題，能確保長(zhǎng)時(shí)間無(wú)故障運(yùn)行。

2.系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)

本系統(tǒng)的控制軟件采用VB6.0平臺(tái)開(kāi)發(fā)。通過(guò)MSCOM控件控制串行口，完成對(duì)摩擦焊機(jī)角度數(shù)據(jù)和同心度無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)的同步采集、顯示，同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和打印功能，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)界面如圖1所示。

通過(guò)此操作界面，可以進(jìn)行測(cè)量方式的選擇——端跳和徑跳；數(shù)據(jù)接收方式的選擇——自動(dòng)接收和手動(dòng)接收，如果選擇自動(dòng)接收方式，需要在左邊的發(fā)送時(shí)間間隔的文本內(nèi)輸入時(shí)間間隔，默認(rèn)為2000ms。現(xiàn)場(chǎng)操作人員根據(jù)測(cè)量元件的工藝要求，確定端跳或徑跳檢測(cè)之后，點(diǎn)擊接收按鈕，角度數(shù)據(jù)和同心度誤差數(shù)據(jù)就會(huì)在界面中間的兩個(gè)文本里以2s的時(shí)間間隔自動(dòng)同步顯示，同時(shí)默認(rèn)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到Excel表中，便于查詢(xún)和打印。數(shù)據(jù)的檢測(cè)、記錄、存儲(chǔ)都是自動(dòng)完成，大大提高了數(shù)據(jù)檢測(cè)效率。

結(jié)論

本項(xiàng)目采用可視化編程，利用藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，在PC機(jī)上以有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)的兩種方式同步的檢測(cè)、傳輸、接收、顯示傳感器檢測(cè)的角度數(shù)據(jù)和同心度誤差數(shù)據(jù)，同時(shí)并把檢測(cè)的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)的同步存儲(chǔ)到Excel表中，利于現(xiàn)場(chǎng)人員隨時(shí)查閱和打印。經(jīng)過(guò)軟件調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備聯(lián)動(dòng)調(diào)試，已準(zhǔn)確接收有線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)默F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)，解決了現(xiàn)場(chǎng)人工檢測(cè)、記錄數(shù)據(jù)，工作量大、效率低的問(wèn)題。本系統(tǒng)的研制成功，應(yīng)用于摩擦焊機(jī)同心度檢測(cè)可大大提高工作效率和產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)

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