张紧器弹性测试的发展现状与趋势_毕业论文(编辑修改稿)

张紧器弹性测试的发展现状与趋势_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

0/C1000H/C2020H/CVM1D 毕业设计（论文）专用纸 11 在这里根据需要，小型 PLC 就可以满足我们的要求。 这里选择 CP1H 系列小型 高功能 PLC(CP1HXA40DRA)。 CP1H 系列小型 高功能 PLC(CP1HXA40DRA)的性能规格如下所示： 基本性能 ：（ 1） 处理速度：基本指令 ；特殊指令 1 2 1/O （ 2）容量： 最多 7个扩展单元，开关量最大 320 点，模拟量最大 37路 ； 程序容量：20K 步 ； 数据容量： 32K 字 （ 3） 机型类别：本体 40 点， 24点输入， 16 点输出，晶体管输出。 特殊功能 ：（ 1） 轴脉冲输出： 100kHz179。 2 和 30 kHz179。 2 （ 2） 轴高速计数：单向 100kHz 或相位差 50 kHz179。 4 （ 3） 内置模拟量： 4输入， 2输出 （ 4） 通信接口：最大 2个串行通信口（ RS232A 或 RS422/485 任选） 本体附带一个 USB编程端口 （ 5） 通信功能：上位链接、无协议通信、 NT 链接（ 1:N）、串行网关功能、串行 PLC 链接功能、 ModbusRTU 简易主站。 其他功能 ： 模拟量输入手动设定 ； 2 位 7 段码发光二极管显示故障信息 ；支持欧姆龙中型机 CJ1 系列高功能模块（最大 2块） ； 支持 FB/ST 编程，可以利用欧姆龙的 Smart FB 库 ， 与 CJ1/CS1 系列程序统一，可以互换。 额定值及性能如表 ： 表 CP1H 系列小型 高功能 PLC 的 一般规格 项目 AC 电源型 CP1H□□□ A DC 电源型 CP1H□□□ D 电源电压 AC100～ 240V 50/60Hz DC24V 允许电源电压 AC85～ 264V DC ～ (对于四个或以上的扩展单元为 ～ VDC ) 消耗电力 100VA 以下 50W 以下 浪涌电流 20A 以下 (AC100～ 120V) 40A 以下 (AC200～ 240V) 30A以下 , 20 ms 以下 外部电源 DC24V 300mA 无 绝缘电阻 AC 外部端子与 GR 端子间 20MΩ 以上 (500VDC) DC外部端子与 GR端子间 20MΩ 以上 (500VDC) 耐电压 AC 外部端子与 GR 端子间 AC2300V 50/60Hz 1分钟 漏电流 5mA 以下 DC 外部端子与 GR 端子间 AC1000V 50/60Hz 1分钟 漏电流 5mA以下 抗干扰性 1EC6100044标准 2kV(电源线 ) 抗震动 J1S C0041标准 10～ 57Hz 振幅 57～ 150Hz 加速度毕业设计（论文）专用纸 12 、 Y、 Z各方向 80分钟 (时间 8分钟 179。 次数 10次 =合计 80分 ) 抗冲击 J1S C0041标准 147m/s2 X、 Y、 Z 各方向 3次 使用环境温度 0～ 55℃ 使用环境湿度 10～ 90％ RH(不结露 ) 使用环境 无腐蚀性气体 保存环境温度 20～ 75℃( 电池除外 ) 电源保持时间 10ms 以上 2ms 以上 外形尺寸 150mm(W)179。 90mm(H)179。 85mm(D) 质量 740g 以下 590g 以下 由试验要求，可以确定 CP1HXA40DRA的 1/O口数。 首先 PLC 要控制一个伺服电机，一个光栅微位移传感器，一个称重变送器，一个气缸，为了安全考虑，还需要两个接 近开关和一个限位开关至少七个元器件。 根据各元器件的输入输出端口数可估算 PLC 的 1/O口数。 经估算输入 24 口，输出 16口即可满足输入输出所需端口数。 这里是近距离传输，因此选择开关量输入模块的输入信号的电压等级为 24V 就可满足要求。 称重传感器的选择 称重传感器实际上是一种将 物理 量 信号 转变为可测量的电信号输出的装置。 用传感器先要考虑传感器所处的实际工作环境，这点对正确选用称重传感器至关重要，它关系 到传感器能否正常工作以及它的安全和使用寿命，乃至整个 衡器 的可靠性和安全性。 在称重传感器主要技术指标的基本概念和评价方法上，新旧国标有质的差异。 传统概念上，负荷传感器是 称重传感器 、测 力传感器 的统称 ，用单项参数评价它的计量特性。 旧国标将应用对象和使用环境条件完全不同的 “ 称重 ” 和 “ 测力 ” 两种传感器合二为一来考虑，对试验和评价方法未给予区分。 旧国标共有 21 项指标，均在常温下进行试验；并用非线性、滞后 误差 、重复性误差、蠕变、零点温度附加误差以及额定输出温度附加误差 6项指标中的最大误差，来确定称重传感器 准 确度等级 ，分别用 、 、 表示。 毕业设计（论文）专用纸 13 称重传感器 能将作用在被测物体上的重力按一定比例转换成可计量的输出信号。 考虑到不同使用地点的重力加速度和空气浮力对转换的影响，称重传感器的性能指标主要有线性误差、滞后误差、 重复性误差 、蠕变、零点温度特性和灵敏度温度特性等。 在各种衡器和质量计量系统中，通常用综合误差带来综合控制传感器 准确度 ，并将综合误差带与衡器误差带联系起来，以便选用对应于某一准确度衡器的称重传感器。 国际法制计量组织 规定，传感器的误差带 δ 占衡器误差带 Δ 的 70%，称重传感器的线性误差、滞后误差以及在规定温度范围内由于温度对灵敏度的影响所引起的误差等的总和不能超过误差带 δ。 称重传感器的电压输出范围为 0～ 30mV。 检测标准主要有 :未受力的零点电压 U0≤5mV ； 20m1n前后输出电压变化 范围和受力过程中最大电压和最小电压变化不超过 ， 即 UoeU0≤ ， UmaxUm1n≤ ； 受力过程中输出电压每间隔 5m1n的变化不超过。 整个测试过程中所有输出电压符合以上测试标准 ， 则说明传感器精确度达到要求 ， 性能良好 ； 否则传感器不能准确反映出所受压力 和 线性误差大 ， 传感器 就 不合格。 在此 采用拉压 力 均可使用 的 拉压力传感 器 LCSS3。 LCSS3 拉压力传感 器采用 S型柱式作为弹性体，具有精度高、强度好、稳定性好等特点， 结构紧凑、安装使用方便，互换性好适用于吊钩秤 、配料秤、包装秤、机电结合秤等场合的测力。 同时可对传感器放大处理，输出 4～ 20mA， 1～ 5V， 0～ 5V， 0～ 10V 信号。 表 LCSS3 拉压力传感 器主要技术指标 机械描述 材质 合金钢或不锈钢 额定载荷 100、 200、 300、 500kg； 1 20t 电气指标 ～ % 精度 灵敏度 177。 推荐激励电压 5～ 10V DC（推荐 10V） 最大激励电压 15V DC 电缆 蠕变 (30 分钟 ) 177。 % 零点平衡 177。 1% 输入阻抗 380177。 10Ω 毕业设计（论文）专用纸 14 输出阻抗 350177。 3Ω 绝缘电阻 ≥ 5000MΩ 环境参数 安全过载 150% 极限过载 200% 工作温度 20～ +65℃ 零点温度影响 177。 %℃ 输出温度影响 177。 %℃ 外壳防护等级 1P65 LCSS3拉压力传感 器的测量范围非常广，量程从 50kg～ 20t。 表 中所示的技术指标是拉压传感器所必须具备的基本要求。 称重传感器的 接线说明如下：有四 根线，分别为红、黄、绿、白四色，其中红色线 是激励 电源正极，黄色线 是输出信号端正极，绿色线是激励 电源负极，白色线 是输出 信号端负极。 称重传感器不能把所接受到的信号直接传给 PLC，必须通过变送器 将接收到的压力信号 转换成 模拟量的 电压信号后 通过 PLC 的模拟量输入端口 传给 PLC。 这里可以采用称重变送器来完成这一任务。 称重变送器也叫做重量变送器，是一种将物理量变换成电信号，将毫伏信号经隔离放大转换成标准直流信号的变送器仪表。 一般称重变送器与称重传感器是配套使用的 ,这里选用的称重变送器是BSQ2。 光栅尺的 选择 光栅测微传感器的种类有很多， DKB50光栅测微传感器，是以高精度光栅作为检测元件的精密测量装置。 与数显表配套，组成高精度数字化测量仪器。 可以代替机械式千分表、扭簧比较仪、深度尺、电感测位移和精密量块，配以适当的转换器，可将温度、压力、硬度、重量等参数转换为数字量。 用于自动化大生产中在线监测及精密仪器的位置检测。 其优点是测量值数字化显示，精度高，稳定可靠，读数直观准确。 亦可把测量数据输入计算机打印出测量数据或绘出曲线。 DKB50 光栅测微传感器采用 50 线 /mm 或 100线 /mm 的光栅，输出两路相位差 90度 的正弦波信号或正交方波信号，供电电压为 +5V/+12V/+24V。 主要技术参数 见 表 ： 毕业设计（论文）专用纸 15 表 DKB50光栅测微传感器 主要技术参数 表 两路正弦波信号 A、 B参数 中心电平 6V（ +12V 供电） / （ +5V供电） 幅 值 6V（ +12V 供电） / （ +5V供电） 相 差 90176。 177。 10% 两路正交方波输出 占空比 1∶ 1（177。 10%） （ +12V 供电） / TTL 电平（ +5V供电） 表 传感器引脚排列 引脚 1 2 3 4 功能 0V 24V A信号 B信号 线 色 褐 红 绿 白 在进行试验时，选择测量范围为 0～ 50mm， 因此长 L为 50mm，那么测杆伸出长度 L0 为 63mm。 A、 B 两信号输出端是高速脉冲输出 ，因此，在用 PLC 控制光栅时，要注意应用 PLC 的高速计数器功能的使用。 同时光栅微位移传感器的褐色和红色接线也要正确连接才能正常工作。 这些在第三章节中将详细讲解。 伺服电机的选择 伺服电机是指在伺服系 统中控制 机械元件 运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。 伺服电机可 用来 控制速度，位置精度非常准确，可以将 电压 信号转化为 转矩 和转速以驱动控制对象。 伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速栅 距 10um(100 对线 /毫米 )， 20um（ 50X 对线 /毫米） 显示分辨率 ,5um， 1um 准 确 度 177。 1um, 177。 2um 重复精度 177。 1个显示值 输出信号 相位依次相差 90176。 幅值大于 500mv二路或四路脉冲信号，无绝对参考零位 光 源 红外发光二极管 接收元件 组合光电二极管 工作温度 0℃ ～ 40℃ 储存温度 20℃ ～ 70℃ 外形尺寸 长 *宽 *厚 =L*42*22（ mm） ,L0 测杆伸出长度。 测量范围 0～ 10 0～ 20 0～ 30 0～ 40 0～ 50（ mm） L 130 160 190 220 50（ mm） L0 23 33 43 53 63(mm) 标准配置电缆长度 2 米 毕业设计（论文）专用纸 16 反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。 分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。 伺服系统是使物体的位置、方位 、 状态等输出 被控量能 跟随 给定值 的任意变化的自动控制系统 ， 主要靠 脉冲 来定位，基本上可以理解 为 伺服电机接收到 1 个脉冲，就会旋转 1 个脉冲对应的角度，从而实现位移。 因为 伺服电机本身具备发出脉冲的 功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲。 这 就 和伺服电机接受的脉冲形成了呼应 或者叫闭环， 这样的话 ，系 统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来， 就能够很精确的 控制电机 的转动，从而实现精确的 定位，可以达到。 这里采用松下 A4 系列伺服电机。 表 松下 A4系列伺服电机与驱动器型号、变压器容量相匹配的选型表 M1NAS A4 电机系列 MSMA 10ZP1U MSMA 15ZP1U 额定输出功率（ W） 1000 1500 适配驱动器型号 MDDDT1205 MDDDT2207 单相 驱动器外形分类 B B 额定转矩（ Nm） 最大转矩（ Nm） 额定转速 /最高转速（ rpm） 3000/5000 编码器 光电编码器（ 2500PPR） 质量（制动器有 /无）（ Kg) 机身长度（制动器有）（ mm） 200+55 205+55 上表是松下 A4 系列伺服电机与驱动器型号、变压器容量相匹配的选型表，在使用伺服电机时，要选择相匹配的驱动器来驱动伺服电机。 伺服驱动器上有几个主。