摩擦焊機(jī)數(shù)據(jù)檢測系統(tǒng)設(shè)計與研制

姚曉穎　李虹　姜雷

摘 要：本文針對摩擦焊機(jī)在裝卡找正過程中，存在的觀測精度低、工作量大，測點(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)找正檢測方法，即有線與無線傳輸相結(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；無線傳輸；旋轉(zhuǎn)編碼器

中圖分類號：TG409 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0.引言

該設(shè)備用于零件的同心度誤差數(shù)據(jù)檢測，其在裝卡找正過程中，主要采用人工測量，實(shí)時監(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)，對設(shè)備進(jìn)行調(diào)整來找正。這種方式觀測精度低、工作量大，易受人為因素影響；測點(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)找正檢測手段是目前所急需的。

為此，我們研制了一種有線與無線傳輸相結(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、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、記錄數(shù)據(jù)的方式，節(jié)省了大量的人力，同時提高了數(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

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

（1）可視化編程接收部分的計算機(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，通過工控機(jī)的兩個RS232串口分別與無線數(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，完成對數(shù)據(jù)的接收，并由計算機(jī)對接收的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和顯示，同時控制打印機(jī)打印輸出。

（2）同心度誤差數(shù)據(jù)檢測部分完成對主軸和軸承套的同心度數(shù)據(jù)檢測和無線傳輸。

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

（3）角度檢測部分完成對主軸旋轉(zhuǎn)角度的測量。

角度檢測部分以有線方式傳輸檢測摩擦焊機(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，所檢測的角度數(shù)據(jù)與同心度誤差數(shù)據(jù)一一對應(yīng)。ROC413型旋轉(zhuǎn)編碼器通過輸出端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)換器和計算機(jī)進(jìn)行串口通信。

1.2 系統(tǒng)硬件選型

（1）無線傳輸模塊

藍(lán)牙是一種支持設(shè)備短距離通信的無線電技術(shù)，本項(xiàng)目傳輸距離僅2m，因此選用PHOENIXCONTAC公司生產(chǎn)的一對藍(lán)牙無線數(shù)據(jù)傳輸模塊完成同心度數(shù)據(jù)的傳輸。發(fā)射模塊型號為PSI-WL-RS232-RS485/BT，接收模塊型號為PSI-WL-PLUG-RS232/BT，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)方便，具有用于外部天線的MCX口，集成通路診斷功能。在數(shù)據(jù)通信時，只需保證無線傳輸模塊的收發(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絕對型。其內(nèi)部裝有精巧的光電碼盤，能將主軸角度位置信號變換成13位格雷碼輸出。不論主軸旋轉(zhuǎn)多少圈，主軸的任何一個絕對角度（0～360°）都有一個相應(yīng)的格雷碼與之對應(yīng)，從而可以準(zhǔn)確地知道主軸在任何時刻的角度位置。

（3）變送儀表

對于ROC413絕對型編碼器為串行輸出的SSI信號，連接的模板很少。為此，采用上海精浦機(jī)電有限公司專為其開發(fā)的GP1312/CH變送輸出儀表，此儀表可以對ROC413絕對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，同時無零點(diǎn)漂移、信號干擾丟失問題，能確保長時間無故障運(yùn)行。

2.系統(tǒng)軟件開發(fā)

本系統(tǒng)的控制軟件采用VB6.0平臺開發(fā)。通過MSCOM控件控制串行口，完成對摩擦焊機(jī)角度數(shù)據(jù)和同心度無線數(shù)據(jù)的同步采集、顯示，同時實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和打印功能，系統(tǒng)開發(fā)界面如圖1所示。

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

結(jié)論

本項(xiàng)目采用可視化編程，利用藍(lán)牙無線傳輸技術(shù)，在PC機(jī)上以有線和無線的兩種方式同步的檢測、傳輸、接收、顯示傳感器檢測的角度數(shù)據(jù)和同心度誤差數(shù)據(jù)，同時并把檢測的數(shù)據(jù)動態(tài)的同步存儲到Excel表中，利于現(xiàn)場人員隨時查閱和打印。經(jīng)過軟件調(diào)試和現(xiàn)場設(shè)備聯(lián)動調(diào)試，已準(zhǔn)確接收有線與無線傳輸?shù)默F(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)，解決了現(xiàn)場人工檢測、記錄數(shù)據(jù)，工作量大、效率低的問題。本系統(tǒng)的研制成功，應(yīng)用于摩擦焊機(jī)同心度檢測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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