徐 斌，王 英，洪 榛

(浙江理工大學(xué) 機(jī)械與自動(dòng)控制學(xué)院，浙江 杭州 310018)

軸瓦作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零件，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能發(fā)揮起著關(guān)鍵的作用.在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配中，連桿瓦和曲軸連桿頸、曲軸瓦和曲軸主軸頸配合間隙的大小，是影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能的重要因素.配合間隙越小，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪音就越小，故障率也越低.為了減小配合間隙，通常采用分組互換裝配法[1]將同向偏差的配件列入同一組，因此軸瓦的分選至關(guān)重要.因?yàn)檩S瓦形狀特殊，所以國(guó)際上通常依據(jù)軸瓦壁厚測(cè)量結(jié)果對(duì)軸瓦進(jìn)行分選[2]，分選后軸瓦才能進(jìn)入裝配.

歐美國(guó)家軸類零件自動(dòng)化檢測(cè)起步較早，典型的三坐標(biāo)軸瓦檢測(cè)機(jī)(如LDM Terrameter)精度高，短期穩(wěn)定性好，但效率低.另外，英國(guó)Uniscan Instruments 公司的OSP500LM光學(xué)表面輪廓檢測(cè)系統(tǒng)，也可以快速進(jìn)行大面積非接觸檢測(cè).上述兩種軸瓦檢測(cè)設(shè)備只能進(jìn)行離線抽樣檢測(cè)，不適合軸瓦在線快速檢測(cè).率先實(shí)現(xiàn)軸瓦在線測(cè)量的是德國(guó)米依測(cè)試科技公司.其dimemsionControl軸瓦壁厚和輪廓檢測(cè)系統(tǒng)采用視覺幾何量傳感器系統(tǒng)，對(duì)測(cè)試環(huán)境要求較高，對(duì)產(chǎn)品的識(shí)別速度較慢，在好的光學(xué)環(huán)境下識(shí)別速度也只能達(dá)到4 s/片[2].

近年來，國(guó)內(nèi)高校和研究院所也開始研發(fā)軸瓦自動(dòng)檢測(cè)分選系統(tǒng).上海交通大學(xué)機(jī)械學(xué)院研發(fā)的軸瓦自動(dòng)檢測(cè)分選系統(tǒng)[3]、北京機(jī)科院研制的軸瓦自動(dòng)分選機(jī)[4]、無(wú)錫允新機(jī)械公司研制的軸瓦分選機(jī)，以及中國(guó)計(jì)量學(xué)院研發(fā)的軸瓦壁厚自動(dòng)檢測(cè)與分選系統(tǒng)[5]，在線檢測(cè)速度都不算高，完成一片軸瓦的檢測(cè)與分選平均要用3.5～4 s.

本文對(duì)國(guó)內(nèi)外軸瓦分選設(shè)備的檢測(cè)和分選效率進(jìn)行分析，采用虛擬儀器技術(shù)對(duì)軸瓦分選系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，將上位機(jī)與下位機(jī)PLC結(jié)合起來，以軸瓦壁厚實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為控制參數(shù)，使軸瓦的分選閉環(huán)進(jìn)行，通過虛擬儀器對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的快速采集和統(tǒng)計(jì)處理、上位機(jī)與下位機(jī)的快速通訊，軸瓦分選速度達(dá)到2.5 s /片.

1 軸瓦壁厚在線檢測(cè)與分選虛擬儀器組成

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T1151-2012 內(nèi)燃機(jī)主軸瓦及連桿軸瓦技術(shù)條件和GB/T12613.7 滑動(dòng)軸承 卷制軸套 第7部分:薄壁軸套壁厚測(cè)量),軸瓦的分選依據(jù)在于軸瓦壁厚的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)[6].本文設(shè)計(jì)的軸瓦壁厚檢測(cè)與分選裝置由軟件系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和機(jī)械平臺(tái)組成(圖1).用PC上位機(jī)實(shí)現(xiàn)軸瓦壁厚測(cè)量數(shù)據(jù)采集與處理，用PLC實(shí)現(xiàn)測(cè)量平臺(tái)上軸瓦上料輸送、固定、測(cè)量、分選所有動(dòng)作的控制.分析可知，影響該系統(tǒng)軸瓦檢測(cè)與分選效率的因素主要有：測(cè)量信號(hào)采集與傳輸?shù)男?、壁厚?shù)據(jù)的處理效率、上下位機(jī)之間的通訊速度.

1.送料皮帶 ；2.擋料板；3.機(jī)械爪；4.擋板氣缸； 5.測(cè)量架；6.分選皮帶；7.分選氣缸；8.分選槽.圖1 軸瓦壁厚分選裝置示意圖

為了提高檢測(cè)效率，以虛擬儀器LabVIEW平臺(tái)作為上位機(jī)來開發(fā)測(cè)量軟件.虛擬儀器是計(jì)算機(jī)技術(shù)和儀器技術(shù)高度結(jié)合的當(dāng)今主流測(cè)量技術(shù)，通過傳感器與計(jì)算機(jī)深度融合，達(dá)到快速測(cè)量的目的.通過虛擬儀器OPC(OLE for Process Control)通信，軸瓦壁厚測(cè)量、軸瓦上料測(cè)控平臺(tái)控制和測(cè)量數(shù)據(jù)處理均在一個(gè)虛擬儀器中進(jìn)行.利用計(jì)算機(jī)可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高速處理和大容量存儲(chǔ)的性能，軸瓦壁厚數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和軸瓦數(shù)據(jù)分析得以快速完成，并可通過OPC模塊將數(shù)據(jù)快速傳送至下位機(jī).軸瓦壁厚在線檢測(cè)與分選虛擬儀器的組成如圖2所示.

圖2 軸瓦壁厚在線檢測(cè)與分選虛擬儀器的組成

該虛擬儀器采用德國(guó)海德漢MT1287長(zhǎng)度計(jì)測(cè)量軸瓦壁厚，由數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)度計(jì)數(shù)據(jù)的采集，并將采集的數(shù)據(jù)傳送到PC機(jī)；PC機(jī)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、顯示、存儲(chǔ)、分類之后，通過OPC傳送給下位機(jī)PLC，由PLC控制整個(gè)測(cè)控平臺(tái)的運(yùn)行.測(cè)控平臺(tái)包括軸瓦自動(dòng)進(jìn)料、自動(dòng)混料、軸瓦壁厚檢測(cè)和軸瓦分選四部分.

軸瓦位置檢測(cè)由光電傳感器實(shí)現(xiàn)，軸瓦通過進(jìn)料皮帶被傳送到待測(cè)區(qū)域，觸發(fā)待測(cè)區(qū)域的光電傳感器，PLC接收光電傳感器信號(hào)，通過控制機(jī)械爪將軸瓦移到檢測(cè)區(qū)域.檢測(cè)區(qū)域的光電傳感器檢測(cè)到軸瓦之后，PLC按光電傳感器信號(hào)控制定位氣缸，對(duì)軸瓦進(jìn)行定位.定位氣缸完成定位以后，PLC控制長(zhǎng)度計(jì)測(cè)頭的伸出，同時(shí)通過OPC模塊給上位機(jī)發(fā)送觸發(fā)信號(hào)，上位機(jī)通過數(shù)據(jù)采集卡讀取長(zhǎng)度計(jì)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)軸瓦壁厚的測(cè)量.

PC機(jī)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到軸瓦壁厚統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和分選結(jié)果，并通過OPC將分選結(jié)果發(fā)送給PLC.PLC按上位機(jī)發(fā)送的軸瓦分選結(jié)果控制機(jī)械爪和分選裝置的動(dòng)作，機(jī)械爪將測(cè)量區(qū)域的軸瓦夾到分選皮帶上，軸瓦隨著皮帶移動(dòng)，PLC控制對(duì)應(yīng)的分選氣缸，根據(jù)分選結(jié)果將皮帶上的軸瓦推入對(duì)應(yīng)的分選槽中.

軸瓦壁厚檢測(cè)的硬件參數(shù)如表1所示.海德漢MT1287長(zhǎng)度計(jì)具有測(cè)量范圍大、檢測(cè)精度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn).信號(hào)采集卡采用IK220計(jì)數(shù)卡，該計(jì)數(shù)卡采集速度較快.

2 軸瓦在線檢測(cè)與分選虛擬儀器軟件設(shè)計(jì)

本文以LabVIEW 應(yīng)用程序?yàn)槠脚_(tái)開發(fā)的軸瓦壁厚在線檢測(cè)與分選虛擬儀器，采用模塊化架構(gòu)，使軸瓦壁厚測(cè)量、軸瓦上料測(cè)控平臺(tái)控制和測(cè)量數(shù)據(jù)處理無(wú)縫集成.

該虛擬儀器主要包括參數(shù)設(shè)置模塊、軸瓦壁厚測(cè)量模塊、測(cè)量數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與查詢模塊(圖3).

表1 軸瓦壁厚檢測(cè)的硬件參數(shù)

圖3 軸瓦在線檢測(cè)與分選虛擬儀器的軟件功能模塊

軸瓦實(shí)際壁厚測(cè)量數(shù)據(jù)與相應(yīng)型號(hào)軸瓦分選標(biāo)準(zhǔn)的偏差分布決定了軸瓦的分選結(jié)果.為了實(shí)現(xiàn)快速分選，將軸瓦壁厚實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)與不同型號(hào)軸瓦分選標(biāo)準(zhǔn)都存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中.軸瓦型號(hào)和分選標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置由參數(shù)設(shè)置模塊實(shí)現(xiàn)；在線測(cè)量數(shù)據(jù)的采集、處理和分選由在線測(cè)量模塊實(shí)現(xiàn).

2.1 參數(shù)設(shè)置模塊

在軸瓦被測(cè)之前將需要的參數(shù)寫入系統(tǒng)中，包括軸瓦的型號(hào)、分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)等.在軸瓦測(cè)量時(shí)，直接從系統(tǒng)中取出對(duì)應(yīng)的軸瓦信息，作為設(shè)定值.軸瓦壁厚測(cè)量參數(shù)設(shè)置界面如圖4所示.

圖4 軸瓦壁厚測(cè)量參數(shù)設(shè)置界面

參數(shù)設(shè)置界面包括軸瓦型號(hào)的添加、刪除以及修改.所有的產(chǎn)品參數(shù)都會(huì)顯示在界面的列表里，對(duì)表中參數(shù)進(jìn)行添加、刪除或者修改的時(shí)候，參數(shù)列表會(huì)自動(dòng)將數(shù)據(jù)更新.該模塊的另一個(gè)功能是設(shè)置軸瓦的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，在軸瓦檢測(cè)完成以后，通過程序?qū)y(cè)得的數(shù)據(jù)與設(shè)置的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，確定被測(cè)軸瓦屬于哪一等級(jí)，然后將信息發(fā)送給PLC，PLC控制設(shè)備對(duì)軸瓦進(jìn)行分選，使得不同等級(jí)的軸瓦被推入不同的分選槽中.

參數(shù)添加、刪除、修改的實(shí)現(xiàn)都是基于事件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，在界面上放置相應(yīng)按鈕，點(diǎn)擊按鈕時(shí)就會(huì)觸發(fā)對(duì)應(yīng)的程序.刪除功能實(shí)現(xiàn)的程序如圖5所示.添加與修改功能實(shí)現(xiàn)的程序與刪除程序類似.軸瓦型號(hào)參數(shù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，在刪除軸瓦型號(hào)之前首先查詢數(shù)據(jù)庫(kù)中是否存在對(duì)應(yīng)軸瓦型號(hào)，如果存在則刪除；如果不存在則提示用戶該型號(hào)不存在.軸瓦型號(hào)的查詢與刪除通過SQL語(yǔ)句實(shí)現(xiàn).

圖5 刪除功能實(shí)現(xiàn)程序

2.2 在線測(cè)量模塊

在線測(cè)量模塊的功能包括軸瓦壁厚數(shù)據(jù)采集、批次參數(shù)設(shè)置、過程監(jiān)控以及上位機(jī)與下位機(jī)之間的通信管理.數(shù)據(jù)采集子模塊實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度計(jì)數(shù)據(jù)的采集與處理，其采集時(shí)刻取決于PLC下位機(jī)發(fā)出的觸發(fā)信號(hào).軸瓦壁厚數(shù)據(jù)經(jīng)上位機(jī)處理被發(fā)送給下位機(jī)，用于軸瓦的分選.軸瓦的分選依據(jù)是數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的軸瓦壁厚標(biāo)準(zhǔn)參數(shù).

2.2.1 軸瓦壁厚測(cè)量原理

本文對(duì)軸瓦壁厚的測(cè)量是基于長(zhǎng)度計(jì)實(shí)現(xiàn)的，其測(cè)量原理如圖6所示.長(zhǎng)度計(jì)測(cè)頭與球形體之間沒有軸瓦的時(shí)候，測(cè)頭伸出直接與球形體密切接觸，如圖6(a)所示.此時(shí)長(zhǎng)度計(jì)為零點(diǎn)位置，記錄此時(shí)長(zhǎng)度計(jì)測(cè)頭伸出長(zhǎng)度的讀數(shù)x.測(cè)量軸瓦的時(shí)候，軸瓦固定在球形體與測(cè)頭之間，如圖6(b)所示.此時(shí)長(zhǎng)度計(jì)測(cè)頭伸出長(zhǎng)度的讀數(shù)為y.軸瓦壁厚d的計(jì)算公式為：

d=x-y

(1)

圖6 基于長(zhǎng)度計(jì)的軸瓦壁厚測(cè)量原理

2.2.2 長(zhǎng)度計(jì)數(shù)據(jù)采集與處理

軸瓦壁厚測(cè)量原始數(shù)據(jù)來源于海德漢MT1287長(zhǎng)度計(jì).長(zhǎng)度計(jì)測(cè)頭與軸瓦壁測(cè)量區(qū)域接觸，輸出的電壓信號(hào)被傳送到海德漢IK220數(shù)據(jù)采集卡，用LabVIEW編程時(shí)調(diào)用IK220動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，獲得長(zhǎng)度計(jì)的讀數(shù)，按壁厚測(cè)量原理將長(zhǎng)度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為軸瓦壁厚數(shù)據(jù)，并存入數(shù)據(jù)庫(kù).

長(zhǎng)度計(jì)的初始位置和測(cè)量位置由光電傳感器監(jiān)測(cè)，光電傳感器監(jiān)測(cè)到長(zhǎng)度計(jì)測(cè)頭到達(dá)初始位置或測(cè)量位置時(shí)，PLC就會(huì)收到來自光電傳感器的信號(hào).PLC通過OPC模塊給PC機(jī)發(fā)送信號(hào)，PC機(jī)讀取長(zhǎng)度計(jì)數(shù)據(jù).IK220高速數(shù)據(jù)采集卡每25 μs采集一次.通過LabVIEW內(nèi)置OPC模塊編寫通信管理軟件，在收到下位機(jī)定位信號(hào)后開始讀取長(zhǎng)度計(jì)數(shù)據(jù)，以減小其測(cè)量誤差；同一位置多次重復(fù)測(cè)量，以減小隨機(jī)誤差；根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中該型號(hào)軸瓦的標(biāo)準(zhǔn)壁厚數(shù)據(jù)截取有效測(cè)量數(shù)據(jù)，以排除粗大誤差.對(duì)型號(hào)為C1960L,標(biāo)準(zhǔn)厚度為2.000 mm的標(biāo)準(zhǔn)軸瓦進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)得的10組數(shù)據(jù)如下：2.000 8 mm、2.001 1 mm、2.001 3 mm、1.999 5 mm、2.000 9 mm、2.000 7 mm、2.000 4 mm、2.002 0 mm、2.001 4 mm、2.001 2 mm.

軸瓦壁厚多次測(cè)量的平均值為：

(2)

式中：xi為軸瓦壁厚每次測(cè)量的數(shù)據(jù)；n為測(cè)量次數(shù).

軸瓦壁厚單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)差為：

(3)

根據(jù)t分布特點(diǎn)，取置信度為95%，則顯著度α=0.05，單次測(cè)量的極限誤差為：

δlimx=±tασ=±1.833×0.000 76=±0.001 39

(4)

式中，tα通過查詢置信度為95%、自由度為9的t分布表得到.

本文根據(jù)實(shí)際測(cè)量效果，采用中位值平均濾波算法對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以消除偶然因素造成的采樣值偏差.設(shè)濾波長(zhǎng)度為N，則中位值平均濾波算法可描述為：連續(xù)采樣N個(gè)數(shù)據(jù)，大小排序?yàn)閤1′

(5)

可算得，濾波后軸瓦壁厚多次測(cè)量的平均值為2.000 80 mm.

濾波后軸瓦壁厚單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)差為：

(6)

根據(jù)t分布特點(diǎn)，取置信度為95%，則顯著度α=0.05，單次測(cè)量的極限誤差為:

δlimx′=±tασ′=±1.833×0.000 33=

±0.000 61

(7)

顯然，中位值平均濾波后得到的軸瓦壁厚數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定可靠.

2.2.3 過程監(jiān)控

以該批次軸瓦壁厚標(biāo)準(zhǔn)為中心趨勢(shì)，根據(jù)該型號(hào)軸瓦的壁厚偏差容許區(qū)間，設(shè)定壁厚分級(jí)區(qū)間，結(jié)合實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)軸瓦壁厚進(jìn)行合格、偏大、偏小、不合格判別，將分選結(jié)果通過通信管理模塊發(fā)送給PLC下位機(jī)，由PLC控制分選氣缸將相應(yīng)的軸瓦推入相應(yīng)的分選槽中，實(shí)現(xiàn)軸瓦的分選.

2.3 存儲(chǔ)與查詢模塊

按當(dāng)前企業(yè)的生產(chǎn)效率，每天的軸瓦產(chǎn)量30多萬(wàn)片.這意味著每天至少要處理60萬(wàn)條長(zhǎng)度計(jì)測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)30多萬(wàn)片軸瓦進(jìn)行分選.大量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理、查詢和統(tǒng)計(jì)，要求企業(yè)具有較高的產(chǎn)品質(zhì)量控制能力.

存儲(chǔ)與查詢模塊包括兩部分：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份模塊和歷史數(shù)據(jù)查詢模塊.

在LabVIEW中調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)連接工具包[7]，實(shí)現(xiàn)對(duì)Microsoft Access 2003數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問，并將測(cè)得的軸瓦壁厚數(shù)據(jù)全部存入數(shù)據(jù)庫(kù)中.當(dāng)數(shù)據(jù)表中存在大量數(shù)據(jù)時(shí)，往表里寫數(shù)據(jù)的速度會(huì)變慢，而且在線查詢速度也會(huì)很低.為此，本文通過編程，上月所測(cè)得的全部數(shù)據(jù)會(huì)在本月初自動(dòng)備份.同時(shí)，測(cè)試用表自動(dòng)清空，以便記錄新的測(cè)試數(shù)據(jù).這樣大大加快了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)速度和軸瓦分選時(shí)的數(shù)據(jù)調(diào)用速度，提高了軸瓦的整體檢測(cè)速度.圖7所示為系統(tǒng)自動(dòng)備份程序.

圖7 自動(dòng)備份程序

數(shù)據(jù)查詢模塊根據(jù)查詢目的分為兩部分，即當(dāng)月數(shù)據(jù)查詢和歷史數(shù)據(jù)查詢.當(dāng)月數(shù)據(jù)查詢用于軸瓦生產(chǎn)過程監(jiān)控，按時(shí)間、產(chǎn)品型號(hào)、分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)查詢，查詢數(shù)據(jù)按偏大、偏小、合格、不合格給出4個(gè)等級(jí)，作為分選參數(shù)發(fā)送給下位機(jī).歷史數(shù)據(jù)的查詢是根據(jù)企業(yè)需要統(tǒng)計(jì)一定時(shí)間內(nèi)的生產(chǎn)質(zhì)量控制情況，將上述4個(gè)等級(jí)、軸瓦產(chǎn)量等數(shù)據(jù)，以餅狀圖的形式顯示出統(tǒng)計(jì)結(jié)果.

2.4 檢測(cè)流程優(yōu)化

在優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步提高軸瓦檢測(cè)速度，本文對(duì)上位機(jī)軟件進(jìn)行了優(yōu)化.原軸瓦壁厚檢測(cè)與分選設(shè)備流程為：將軸瓦定位以后，PLC控制長(zhǎng)度計(jì)的測(cè)頭伸出，通過光電傳感器判斷測(cè)頭是否伸出到位，如果伸出到位，就將啟動(dòng)測(cè)量的信號(hào)發(fā)送給上位機(jī)，上位機(jī)采集此時(shí)傳感器的數(shù)值.在這種方式下，長(zhǎng)度計(jì)測(cè)頭伸出動(dòng)作和給上位機(jī)發(fā)送啟動(dòng)測(cè)量信號(hào)兩個(gè)過程在不同的時(shí)間段執(zhí)行，使得檢測(cè)速度降低.為了加快檢測(cè)速度，本文對(duì)檢測(cè)流程進(jìn)行了優(yōu)化，在PLC發(fā)送啟動(dòng)測(cè)量信號(hào)的同時(shí)，測(cè)頭伸出，上位機(jī)收到啟動(dòng)測(cè)量信號(hào)后判斷長(zhǎng)度計(jì)的測(cè)頭是否伸出到位.

長(zhǎng)度計(jì)測(cè)頭伸出到位的判斷算法設(shè)計(jì)思路為：采用LabVIEW的延時(shí)程序，每隔50 ms獲取一次長(zhǎng)度計(jì)測(cè)頭伸出長(zhǎng)度數(shù)據(jù)，將相鄰兩次的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較，二者的差值必須小于已設(shè)定的穩(wěn)定差值.除此之外，在機(jī)械故障導(dǎo)致的長(zhǎng)度計(jì)測(cè)頭被卡住而無(wú)法伸出的情況下，雖然兩次相鄰測(cè)量的差值小于穩(wěn)定差值，系統(tǒng)會(huì)記錄此時(shí)長(zhǎng)度計(jì)的測(cè)量數(shù)據(jù)，但仍不能算入符合測(cè)量要求.為了避免這種問題，可通過軟件設(shè)置一個(gè)穩(wěn)定下限，長(zhǎng)度計(jì)每次伸出的長(zhǎng)度必須大于該下限才予以記錄，檢測(cè)過程須滿足長(zhǎng)度計(jì)相鄰兩次測(cè)量的結(jié)果都大于穩(wěn)定下限且二者的差值小于穩(wěn)定差值，這才說明長(zhǎng)度計(jì)伸出到位.優(yōu)化后，由于測(cè)頭伸出與發(fā)送啟動(dòng)測(cè)量信號(hào)同時(shí)進(jìn)行，縮短了檢測(cè)時(shí)間，而且通過軟件判斷長(zhǎng)度計(jì)測(cè)頭是否伸出到位，更加可靠.

3 基于虛擬儀器的軸瓦在線分選實(shí)測(cè)

為了驗(yàn)證軸瓦壁厚在線檢測(cè)與分選虛擬儀器的檢測(cè)效率，本文選取型號(hào)為C1960L的軸瓦進(jìn)行檢測(cè)和分選.此型號(hào)軸瓦內(nèi)圓直徑為60 mm,高度為19 mm,標(biāo)準(zhǔn)厚度為2.000 mm,對(duì)應(yīng)的分選標(biāo)準(zhǔn)為：厚度合格(1.997～2.002)mm,厚度偏大(2.002～2.004)mm,厚度偏小(1.994～1.997)mm，超過偏大偏小限值的為壁厚不合格軸瓦.

測(cè)量時(shí)將軸瓦放滿整個(gè)進(jìn)料皮帶，共計(jì)57片軸瓦，啟動(dòng)測(cè)量程序并開始計(jì)時(shí)，測(cè)量完成后停止計(jì)時(shí)，共用時(shí)143 s.其中54片軸瓦壁厚合格，3片偏小，每片軸瓦壁厚測(cè)量平均用時(shí)2.5 s.軸瓦壁厚在線檢測(cè)計(jì)時(shí)用戶界面如圖8所示.

圖8 軸瓦壁厚在線檢測(cè)計(jì)時(shí)用戶界面

與傳統(tǒng)的軸瓦壁厚自動(dòng)檢測(cè)分選系統(tǒng)相比，該虛擬儀器的檢測(cè)效率較高，運(yùn)行穩(wěn)定，能夠滿足軸瓦企業(yè)生產(chǎn)要求.

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)軸瓦生產(chǎn)企業(yè)對(duì)軸瓦壁厚檢測(cè)的要求，綜合應(yīng)用傳感器技術(shù)、PLC控制技術(shù)以及虛擬儀器技術(shù)，研制了一種軸瓦壁厚檢測(cè)與分選虛擬儀器.該儀器自動(dòng)化程度高、檢測(cè)速度快、精度高.實(shí)測(cè)證明，軸瓦壁厚在線檢測(cè)與分選虛擬儀器的檢測(cè)與分選效率為2.5 s/片，檢測(cè)精度為±0.000 689 7 mm，滿足了軸瓦生產(chǎn)企業(yè)對(duì)軸瓦壁厚在線檢測(cè)與分選的要求.

[1] 任汝南，不等公差分組互換裝配法[J].機(jī)械工藝師，2001(2):42-44.

[2] 張劍雄，王文光，王石剛.軸瓦壁厚分選機(jī)精密測(cè)量與控制[J].計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)量與控制，2001,9(4):9-10,17.

[3] 羅振軍，劉 利.軸瓦精密測(cè)量機(jī)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[J].液壓氣動(dòng)與密封，2002(2):13-14.

[4] 裴俊平,李迎菊,賈曉紅.軸瓦類零件厚度的快速檢測(cè)方法[J].計(jì)量技術(shù)，2011(9):45-46.

[5] 上海內(nèi)燃機(jī)研究所.內(nèi)燃機(jī)主軸瓦及連桿軸瓦技術(shù)條件：GB1151-82[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1982.

[6] 鄒國(guó)慶.汽車軸瓦壁厚分組和自動(dòng)分選設(shè)備[J].內(nèi)然機(jī)與配件,2013(7):19-22.

[7] 姚桂艷，常英麗.LabVIEW與數(shù)據(jù)庫(kù)的連接方法[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2007，30(16):16-17.