基于ccd的安全气囊装配质量检测装置设计_学士学位论文(编辑修改稿)

基于ccd的安全气囊装配质量检测装置设计_学士学位论文(编辑修改稿)内容摘要：

换代快，很 多 生产线还是采用手工操作方式，缺乏必要的检测手段和装配质量监控手段。 近年来形式各样的手动或自动装配生产线监控系统逐步得到了应用，但是很多方案由于成本原因，常采用多串口卡或 RS485 网络的方案，使得条码扫描输入和反馈较慢，满足不了生产线工序操作的实时性要求，甚至影响到操作人员的情绪。 为此，利用近年来迅速普及的无风扇触摸式平板计算机，提出了一种基于局域网的，采用 客户 /服务器 (Client/Server)结构的汽车安全气囊柔性装配生产线解决方案。 有效地解决了目前常见方案的诸多缺陷。 研制的安全气囊柔性装配生产线一 般有 3~4 个工位操作台，有 4~5 个操作人员，每个工作台均配备触摸式计算机及条码扫描器 组成， 根据装配工艺需要，有的配备专用夹具和自动螺母拧紧机或电气检测仪表及装置，装配流程终端设置服务器计算机和条码扫描器及打印机。 其工艺流程为：先将待加工的产品和所需零部件送到该条装配线的相应工位 ,第一个工位在饰盖内侧按装气体发生器支架；第二工位在支架和饰盖打铆钉；第三步安装气体发生器并用拧螺母机装配螺母，固定发生器在支架上，第四步对发生器进行电气检测，检测项目包括发生器绝缘电阻、起爆电阻和短路电阻，最后系统打印总成条码。 系 统对装配过程中每个新增的主要部件均要进行条码扫描，而且至少要保证有一个部件的条码在每道工序都进行扫描，以形成工序顺序标记。 如果某个产品在某道工序没有进行扫描，则下道工序 显示错误信息，禁止下一工序的操作；如果某个部件已经使用过，则也会提示相应信息等，以实现装配工序纠错功能。 完成所有工段操作之后，系统将自动按该产品的条码规则生成并打印安全气囊总成条码，由最后工序的操作人员粘贴后进行包装。 由于各个工段是依据上一工段的完成为前提的，为了 避免修改某一工段的程序而引起大面积的数据修改，在数据库的设计上采用了触发器士学位论文 3 机制。 产品的装配质量是依靠相关的拧紧机和电气检测工位来保证的，其相关检测结果 (各个拧紧螺母的扭矩、落座角或电气检测参数 )也一并进入数据库。 各工位的操作者信息也进入数据库，以满足系统追溯的要求。 迄今为止，我国在机器人技术方面和美、日等发达国家相比还存在较大的差距，这就需要我们大力发展机器人技术，积极引进外国机器人技术、进行消化并迅速在国内进行实用化，服务于国家工业发展；同时，国家工业化的发展也会促进机器人技术的发展。 机器人技术涉及机械工程学、计算机科学、控制工程、电子技术、传感器技术、人工智能、仿生学等学科为 一体的综合技术。 它是多学科科技革命的必然结果，每一台机器人，都是一个知识密集和技术的高科技机电一体化产品。 本项目采用直角坐标机器人移动摄像机逐个采集安全气囊的气体发生器支架和饰盖间卡扣连接的视觉图像，以提高单个视图的图像分辨率，并运用 MATLAB 实现图像的边缘提取，采用人工神经网络提高图形识别能力，解决人工检测费时和可靠性差的问题，为提高安全气囊自动装配线自动化检测水平提供一定的基础研究。 另外，还可以加强研究小组的同学的科学研究水平，使同学了解工厂实际情况和技术需求，扩展同学自动控制和图像处理等研究方向的 知识。 因此，项目在教学和科研方面都具有一定的作用和意义。 士学位论文 4 第 2章 基于 PC 的数字控制系统 微型计算机与数字控制技术 计算机技术是 20 世纪发展最快的技术之一，自 1946 年至 1971 年的四分之一世纪中，计算机从电子管、晶体管发展到大规模集成电路，走过了漫长的道路。 人们的主要精力是用于研制大型高速计算机、大容量存储器、外部设备以及各种软件等，而直接用于生产过程控制的计算机较少。 自 1971 年至 1984 年，微型计算机得到迅速发展，其系统性能已接近小型计算机，而成本却仅为小型计算机的几十分之一， 特别是微型计算机（以下简称微型机）的体积小、功耗低、可靠性高和体系结构灵活的特点，引起了各方面工程设计人员的重视。 微型机的大量推广应用，促进了它的进一步发展，为在数字控制系统中的应用，提供了良好条件。 目前，微型机与数字控制技术已经密切结合在一起。 计算机控制的发展和计算机本身的发展密不可分，计算机的每一次更新换代，都会促使计算机控制的进步。 自从 1946 年诞生世界上第一台电子计算机以来，无数的科研人员就设想将计算机用于系统控制，例如飞机、导弹系统等。 但是，由于当时的计算机体积和功耗太大，可靠性差，稳定性也不尽人意，所以还不能用于控制系统。 因此，当时的较长一段时间里，计算机主要还是用于科学计算和数据处理。 计算机控制首先在工业过程控制领域获得成功。 20 世纪 50 年代中期，美国科技人员开始对化工过程控制的计算机控制系统进行了系统研究，并于 1959 年 3 月，成功地制造出了世界上第一个过程计算机控制系统 德克萨斯炼油计算机控制系统，美国这一开创性的工作，使得人们对计算机控制产生极大的兴趣，从此计算机控制系统的研究与开发进入正轨。 早期的计算机是电子管计算机， 20 世纪 60 年代初，随着 半导体技术的兴起，晶体管计算机取代了电子管计算机，计算机的可靠性和各个性能指标都得到了较大的提高，计算机控制系统开始采用直接数字控制(DDC)。 但是，由于当时的计算机价格太贵，可靠性不能完全满足生产过程控制的要求，因此，计算机控制的推广受到很大限制。 20 世纪 60 年代后期，随着集成电路技术的产生与发展，出现了小型计算机，小型计算机的出现加快了数字控制系统的发展。 但当时的小型计算机价格比较贵，只有对大规模的控制系统才可能采用计算机控制，对一般控制应用仍然是可望不可及的事。 士学位论文 5 计算机控制的快速发展是在 20 世纪 70 年代初期，出现了微型计算机之后才开始的。 随着大规模集成电路 (LSI)技术的发展，微型计算机于1971 年问世，微型计算机的出现使得计算机控制进入了一个崭新的发展阶段。 由于微型计算机具有运算速度快、可靠性高、价格低和体积小等特点，因此消除了长期阻碍数字控制系统发展的问题。 20 世纪 70 年代中期出现了集散控制系统 (DCS)，成功地解决了传统集中控制系统整体可靠性差的矛盾，从而使得计算机控制系统得到大规模的推广应用。 20 世纪 80 年代以后，随着超大规模集成电路 (VLSI)技术的高速发展，计 算机朝着超小型化、软件固化和控制智能化方向发展，同时多传感器测量系统、执行机构等也越来越自动化、智能化。 开放式数控系统 近几年来，数控技术的又一个重要发展方向是数控系统的开放化。 一方面，以往的数控系统由于其封闭性无法将计算机技术发展的最新成果运用于数控系统中，严重地阻碍了数控技术的发展。 这种封闭式结构使数控系统的开发成本极高，开发周期很长，升级困难，可靠性、可扩展性、可维护性和易用性差，二次开发困难。 为解决封闭式结构数控系统所存在的问题，近年来，西方一些发达国家相继提出开放式体系结构数控系统的开发，包括美国的 NGC 和 OMAC 计划、欧共体的 OSACA 计划和日本的 0SEC 计划等。 我国数控系统的开发与生产，通过 “七五 ”引进、消化、吸收， “八五 ”攻关和 “九五 ”产业化，取得了很大的进展，具有自主版权的数控系统产业开始形成，而且在发展过程中，调整到以 PC 机为硬件平台的发展路线上，并以此形成了 DOS 和 Windows 两种软件平台，开发出了若干个基本系统。 然而就总体而论，仍处于开始阶段，虽然各个系统都向 PC 平台方向发展，但仍然存在一些问题。 最大问题是开放性不够、开发环境和支持手段不足，用户进行二次开发困难。 封闭式数控系统对用户来说只是一个被定义了输入和输出的黑匣子，其内部细节是不可知的在原来的基础上很难或几乎不可能加入新的控制策略方案和扩展的新功能。 为适应不断发展的现代技术需求，未来的 CNC 必须能够被用户重新配置、修改、扩充和改装，并允许模块化地集成传感器，加工过程的监视与控制系统，而不必重新设置硬件和软件。 要达到这一目的，最有效的途径就是实现开放性。 当前，数控未来发展的趋势主要有以下几个方面： (1) 继续向开放式、基于 PC 机的第六代方向发展 基于 PC 机所具有的开放性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点，更多的数控系统厂家会走上这条道路。 至少采用 PC 机作为它的前端机，来处理人机界面、编程、联网通信等问题。 PC 机所具有的友好的人机界面将普及到所有的数控系统，远程通讯，远程诊断和维修将更加普士学位论文 6 遍。 日本、欧盟和美国等针对开放式 CNC 正在进行前后台标准的研究。 (2) 高速度、高精度、高效化 速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。 由于采用了高速CPU 芯片、多 功能 CPU 控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速度、高精度、高效化已大大提高。 (3) 工艺复合性和多轴化 以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。 数控机床的工艺复合是指工件在。