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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開 題 報(bào) 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：
文 獻(xiàn) 綜 述
1.1 研究背景
某產(chǎn)品藥筒工件都是成批量加工生產(chǎn)，成型較復(fù)雜，且加工精度要求比較高。而現(xiàn)在藥筒尺寸合格與否的判定，都是依靠手工測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種高強(qiáng)度、低效率的測(cè)量方式，勢(shì)必會(huì)引入人為主觀因素，造成測(cè)量誤差。因而需要開發(fā)一套自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備來(lái)代替手工檢測(cè)［1～3］。
1.2 研究意義
本研究課題為實(shí)現(xiàn)藥筒尺寸自動(dòng)測(cè)量的專用設(shè)備。能夠?qū)崿F(xiàn)該型藥筒尺寸自動(dòng)側(cè)量等功能，具有高效率、低誤差、高精度，可以實(shí)現(xiàn)柔性參數(shù)設(shè)定，實(shí)現(xiàn)程序系統(tǒng)易讀易改。降低了藥筒的生產(chǎn)成本，可以節(jié)省多名手工測(cè)量人員。而且該設(shè)備能夠使得該藥筒工件易于管理和質(zhì)量監(jiān)測(cè)，滿足現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求，為提升我國(guó)軍用測(cè)量設(shè)備的水平做出貢獻(xiàn)［4］。
2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
目前藥筒尺寸的自動(dòng)化測(cè)量，還沒有一套成型的系統(tǒng)測(cè)量方法，大多數(shù)關(guān)于藥筒測(cè)量方面的研究，只是針對(duì)單一或少量幾何尺寸進(jìn)行測(cè)量，功能比較單一，集成化低，測(cè)量不夠全面［5～6］。
70年代以前，我國(guó)軍用測(cè)試設(shè)備的自動(dòng)化程度是很低的，以手工操作為主，測(cè)量
設(shè)備是為了某種測(cè)量目的而專門設(shè)計(jì)制造的，難以改作它用，稱為第一代軍用測(cè)量系統(tǒng)。
70年代末80年代初，我國(guó)的軍用自動(dòng)測(cè)量設(shè)備轉(zhuǎn)入以GPIB和CAMAC總線為主的
半自動(dòng)和自動(dòng)測(cè)試階段［7～9］。與以前的專用設(shè)備比較，采用GPIB總線和CAMAC總線武
器系統(tǒng)測(cè)量設(shè)備箱標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、通用化體制邁進(jìn)了一大步，提高了設(shè)備的重復(fù)利用
率；避免了各型號(hào)或同型號(hào)不同批次測(cè)量設(shè)備的重復(fù)性研制，降低了設(shè)備投資，技術(shù)上
達(dá)到了相互交流和繼承，使用上達(dá)到了成果共享和設(shè)備通用，因此縮短了研制周期，節(jié)
省了人力和資金，成為第二代軍用測(cè)量系統(tǒng)。
90年代初，隨著VXI總線的逐漸普及，我國(guó)的軍用自動(dòng)測(cè)試設(shè)備越來(lái)越多的采用
VXI總線，稱之為第三代測(cè)量系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，我國(guó)的測(cè)量?jī)x器的生產(chǎn)規(guī)模
和生產(chǎn)能力僅次于美國(guó)、日本、英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)，居世界第六位。但這些測(cè)量?jī)x器主
要是中、低檔儀器［10］。
3、長(zhǎng)度尺寸測(cè)量
經(jīng)過(guò)廣泛查詢對(duì)比長(zhǎng)度尺寸測(cè)量?jī)x器資料，差動(dòng)變壓器式傳感器可以被用于該藥筒長(zhǎng)度測(cè)量。差動(dòng)變壓式傳感器是將線性變化的機(jī)械量轉(zhuǎn)化成電量的變化[11]。差動(dòng)變壓器式位移傳感器初級(jí)繞組接通交流電源后，兩個(gè)次級(jí)繞組由于互感作用產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E2-1與 E2-2。如果把兩個(gè)二次線圈的同名端相連接，會(huì)在另一對(duì)同名端產(chǎn)生一個(gè)與鐵芯位移成線性函數(shù)關(guān)系的特性曲線。當(dāng)鐵芯位于兩個(gè)二次線圈中間位置時(shí)，兩個(gè)線圈的電動(dòng)勢(shì)相等（即 E2-1— E2-2＝0），輸出電壓為 0V，把此時(shí)的電壓值稱為零點(diǎn)電壓或殘余電壓當(dāng)鐵芯偏離中間位置時(shí)，兩組線圈產(chǎn)生的互感發(fā)生變化。兩個(gè)次級(jí)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不再相等，便有電壓輸出，輸出電壓的大小和鐵芯的位移量有關(guān)，輸出電壓的相位取決于鐵芯移動(dòng)的方向[12]。
4、外徑測(cè)量
激光測(cè)徑儀箱體內(nèi)帶有高速旋轉(zhuǎn)的HeNe激光發(fā)射器和激光接收器,由激光發(fā)射器
發(fā)出的激光束通過(guò)多面鏡反射后，透過(guò)發(fā)射透鏡變成平行光。工件只要擋住光束，通過(guò)
接收透鏡，傳到光電探測(cè)器上，就會(huì)有信號(hào)產(chǎn)生。然后通過(guò)光電傳感器將此信號(hào)傳到計(jì)
算機(jī)上進(jìn)行處理,便可獲得測(cè)量工件的直徑值[13]。
5、內(nèi)經(jīng)測(cè)量
電子柱式氣動(dòng)量?jī)x的設(shè)計(jì)原理是比較測(cè)量法，其測(cè)量方法是將長(zhǎng)度信號(hào)轉(zhuǎn)化為氣流信號(hào)，再通過(guò)氣電轉(zhuǎn)換器將氣信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，由發(fā)光管組成的光柱顯示出測(cè)量值。
一套運(yùn)用電子柱式氣動(dòng)量?jī)x建立的完整氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，一般包括：氣壓閥、放大器、氣
動(dòng)測(cè)頭、標(biāo)定規(guī)、連接器及其他附件組成[14]
6、底厚測(cè)量
機(jī)器視覺技術(shù)以其處理速度快、包含信息量大和方便實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等特點(diǎn)，已經(jīng)廣泛
的應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域。機(jī)器視覺是運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬人的視覺功能，代替人眼實(shí)
現(xiàn)測(cè)量和判斷。機(jī)器視覺系統(tǒng)是指通過(guò)機(jī)器視覺采集裝置，對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行圖像采集，
然后將其轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)軟件，再對(duì)特征信息進(jìn)行分析處
理，轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)被計(jì)算機(jī)識(shí)別控制[15]
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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開 題 報(bào) 告
２．本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段（途徑）：
1研究的問(wèn)題
本文藥筒幾何尺寸的測(cè)量集成了多種測(cè)量方式，包括全長(zhǎng)測(cè)量、內(nèi)徑測(cè)量、兩檔外徑測(cè)量等。綜合以上測(cè)量類別，將藥筒測(cè)量歸結(jié)為三大類，即長(zhǎng)度測(cè)量技術(shù)以及內(nèi)外徑測(cè)量技術(shù)。
本文主要研究?jī)?nèi)容是某藥自動(dòng)測(cè)量控制系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，首先闡述課題的研究目的及意義，其次通過(guò)對(duì)藥筒尺寸特點(diǎn)分析，將藥筒尺寸分為對(duì)長(zhǎng)度值、內(nèi)徑值、外徑值、的測(cè)量，按照不同的尺寸類型探討測(cè)量的方法及原理，然后進(jìn)行總體規(guī)劃，明確該型檢測(cè)設(shè)備機(jī)械部分如何開發(fā)設(shè)計(jì)， PLC 控制系統(tǒng)的搭建。并重點(diǎn)對(duì)控制系統(tǒng)的搭建與開發(fā)進(jìn)行詳細(xì)闡述。
2研究的方案
對(duì)于該型藥筒的長(zhǎng)度尺寸檢測(cè)，為了滿足到達(dá)檢測(cè)精度要求和自動(dòng)化檢測(cè)的要
求。需要尋找一款簡(jiǎn)單適用的測(cè)量?jī)x器。經(jīng)過(guò)廣泛查詢對(duì)比長(zhǎng)度尺寸測(cè)量的儀器資料，
差動(dòng)變壓器式位移傳感器可以被用于該型藥筒自動(dòng)測(cè)量的長(zhǎng)度值測(cè)量。差動(dòng)變壓器式
位移傳感器是將線性變化的機(jī)械量轉(zhuǎn)化成電量的變化。
圖4.1差動(dòng)變壓器式位移傳感器原理圖
針對(duì)該型藥筒的內(nèi)徑尺寸測(cè)量，經(jīng)過(guò)查找論證，選用成熟的電子式氣動(dòng)量?jī)x，比較容易滿足于藥筒內(nèi)徑值檢測(cè)。電子式氣動(dòng)量?jī)x是一種針對(duì)內(nèi)外徑尺寸，運(yùn)用非接觸式測(cè)量方法的精密測(cè)量?jī)x器。它能夠滿足自動(dòng)化檢測(cè)要求，具有高效的測(cè)量效率。
圖4.2典型氣動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)連接圖
針對(duì)該型藥筒外徑需要對(duì)多個(gè)尺寸進(jìn)行測(cè)量，最好尋求一種能夠一次測(cè)量完成多個(gè)外徑尺寸的方法。而且需要滿足測(cè)量效率和精度較高，方便實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制。經(jīng)過(guò)查找論證，選用成熟的激光測(cè)徑儀，可以滿足于該型藥筒外徑尺寸值測(cè)量。激光測(cè)徑儀是一種運(yùn)用光電一體化的高新技術(shù)產(chǎn)品。該設(shè)備采用激光掃描方式，對(duì)生產(chǎn)線上的圓形被測(cè)對(duì)象實(shí)行高速、高精度和非接觸式的測(cè)量。
圖4.3激光測(cè)徑儀測(cè)量原理圖
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開 題 報(bào) 告
指導(dǎo)教師意見：
張曉凱同學(xué)通過(guò)閱讀相關(guān)的文獻(xiàn)，對(duì)于所研究的課題的意義以及設(shè)計(jì)內(nèi)容都有了大體的了解。初步方案和設(shè)計(jì)工作進(jìn)行了合理的安排，預(yù)計(jì)能夠按時(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。
同意開題。
指導(dǎo)教師：
2016年3月20 日
所在系審查意見：
系主任：
2016年3月22日