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基于轨道车门的面轮廓度自动检测装置的设计

作　者: 蒋公芹
导　师: 赵转萍
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 面轮廓度检测结构设计数据采集卡伺服电机步进电机不确定度
分类号: U270.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

随着我国城市化速度加快,城市交通便捷性和快速性已成为衡量一个城市发展的重要指标。城轨车辆的车门由于启闭频繁,利用率高,因此在安全性能和美观方面要求较高。在地铁列车门生产过程中,对面轮廓度的测量一直没有一种经济快速的简捷方法,本论文根据地铁列车门的特点和检测要求,从经济性、可行性角度出发,设计出一套基于相对坐标测量的面轮廓度自动检测装置。论文讨论了面轮廓度的四种检测方法及其优缺点,在此基础上,分析地铁列车门检测需求,提出三维测量转化为一维测量的思路,完成面轮廓度自动检测装置的总体方案设计,进而分别完成机械系统设计、控制模块设计、测量模块设计和系统软件设计,并详细阐述了数据处理的方法和流程。论文根据组成结构对系统传感器的选用、装调方式、各轴向驱动控制的原理分别进行了阐述和说明,根据轨道车门面轮廓度自动检测装置精度要求,进行精度制定和误差分配,并对测量结果进行不确定度分析。最后搭建实验平台,完成实验和数据处理,通过实验验证了系统方案的可行性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
图、表清单  9-12
第一章绪论  12-18
  1.1 课题背景及来源  12
  1.2 面轮廓度误差的检测方法  12-16
    1.2.1 面轮廓度误差定义  12-13
    1.2.2 面轮廓度误差的检测方法  13-16
  1.3 轨道车门轮廓度自动检测装置基本要求  16
  1.4 本论文的研究方法及研究任务  16-17
    1.4.1 研究方法  16-17
    1.4.2 研究任务  17
  1.5 论文内容安排  17-18
第二章系统总体方案设计  18-23
  2.1 轨道车门轮廓度自动检测装置检测总体方案设计  18-20
    2.1.1 检测系统方案设计  18-19
    2.1.2 机械系统方案设计  19
    2.1.3 控制系统总体设计  19-20
  2.2 精度设计与误差分配  20-22
    2.2.1 误差的基本概念  20-21
    2.2.2 精度的基本概念  21-22
    2.2.3 精度制定与误差分配  22
  2.3 小结  22-23
第三章机械系统的设计  23-46
  3.1 支承系统的设计  23-30
    3.1.1 基座与支承件  23-25
    3.1.2 龙门结构的设计  25-27
    3.1.3 传感器架的设计  27-30
  3.2 传动系统的设计  30-45
    3.2.1 主轴传动系统设计  30-41
    3.2.2 Z 轴传动系统的设计  41-45
  3.3 小结  45-46
第四章控制系统的设计  46-59
  4.1 数据采集卡的选择与配置  46-51
    4.1.1 数据采集卡的选择  46-47
    4.1.2 工作原理  47-49
    4.1.3 采集卡驱动程序  49
    4.1.4 引脚及其各种信号接线说明  49-51
  4.2 伺服系统的设计  51-55
    4.2.1 伺服电机驱动器参数说明  51-53
    4.2.2 伺服电机控制方式选择  53
    4.2.3 与数据采集卡的配置与接线  53-55
  4.3 步进系统的设计  55-57
    4.3.1 步进电机驱动的参数说明  55
    4.3.2 步进电机控制方式  55-56
    4.3.3 与数据采集卡的配置与接线  56-57
  4.4 数据采集系统的设计  57-58
    4.4.1 传感器的选择  57
    4.4.2 数据采集与接线方式  57-58
  4.5 小结  58-59
第五章系统软件设计  59-75
  5.1 软件总体方案设计  59-61
    5.1.1 控制系统软件平台的选择  59
    5.1.2 系统软件平台各子模块功能  59-61
  5.2 电机控制模块设计  61-67
    5.2.1 伺服电机驱动程序的设计  61-67
    5.2.2 步进电机驱动程序的设计  67
  5.3 数据采集模块设计  67-70
    5.3.1 传感器数据采集程序的设计  67-68
    5.3.2 数据采集模块的实现  68-70
  5.4 数据处理与误差分析  70-74
    5.4.1 数据处理方法与流程  70-72
    5.4.2 测量结果不确定度分析  72-74
  5.5 小结  74-75
第六章实验分析  75-87
  6.1 实验目的  75
  6.2 实验方案  75-76
  6.3 实验设备  76-80
    6.3.1 五自由度运动平台  76-78
    6.3.2 实验用传感器及实验对象  78-80
  6.4 实验流程  80-83
    6.4.1 工件安装及固定  80
    6.4.2 传感器位置标定  80-81
    6.4.3 传感器线性标定  81-82
    6.4.4 测量  82-83
  6.5 数据分析  83-85
    6.5.1 传感器标定  83-84
    6.5.2 坐标统一  84
    6.5.3 数据处理  84-85
  6.6 结果分析  85-86
  6.7 小结  86-87
第七章结论  87-89
  7.1 论文总结  87
  7.2 问题与改进  87-89
参考文献  89-92
致谢  92-93
攻读硕士期间发表学术论文  93

基于轨道车门的面轮廓度自动检测装置的设计

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