基于STM32的带轮参数综合检测系统设计

发布时间：2017-08-17 20:06

  本文关键词：基于STM32的带轮参数综合检测系统设计

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【摘要】：随着机械加工业的发展,对零件加工精度和企业生产效率要求越来越高。在汽车方向盘电动助力驱动系统中,同步带轮的外径、外圆跳动、平行度等参数直接影响系统传动性能,对汽车造成安全隐患。目前机械加工企业仍大多采用千分尺、百分表等通用量具人工检测,其测量参数单一、测量精度不高、一个工件多工位检测造成的测量效率低下、人力成本较大。因此,本文研究了一种以STM32为核心、集电感式位移传感器和气动传感器于一体的带轮参数综合检测系统。论文借鉴现行工厂测量手段,提出了检测系统的原理性方案,并根据测量原理,确定检测系统的机械结构设计方案,完成了导轨、气缸等关键部件的选型设计,研制了测量系统的机械结构平台。同时考虑电路的电磁兼容和可靠性要求,设计了以STM32为核心的测控电路,包括数据采集电路、运动控制电路及人机通讯电路等。完成了软件系统程序的编写并设计了直观简洁的人机界面。提出了各检测参数的数据处理方案。对机械和电气系统进行了反复调试并利用三坐标及人工检两种方法验证仪器的测量精度。检验结果表明该多参数综合化检测系统具有自动化程度高人工参与度低、检测效率较高等特点。
【关键词】：STM32单片机 带轮多参数检测 气动测量 电气控制
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.4
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-17
• 第一章 绪论17-23
• 1.1 课题来源17
• 1.2 课题研究目的及意义17
• 1.3 国内外研究现状17-21
• 1.3.1 实验室环境的带轮参数检测设备现状17-20
• 1.3.2 现行工厂环境下的带轮参数检测设备现状20-21
• 1.3.3 实验室条件下和工厂现行测量方案对比21
• 1.4 本文各章节内容21-22
• 1.5 本章小结22-23
• 第二章 检测系统的总体方案设计23-32
• 2.1 设计的任务23-24
• 2.1.1 检测项目23-24
• 2.1.2 系统功能要求24
• 2.2 测量原理24-29
• 2.2.1 测量方案24-25
• 2.2.2 传感器测量原理25-26
• 2.2.3 电感位移式传感器的标定26-28
• 2.2.4 气电传感器线性范围的确定28-29
• 2.3 总体方案设计29-31
• 2.3.1 机械结构方案的设计29-30
• 2.3.2 电气方案的设计30-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 系统机械结构的搭建32-38
• 3.1 检测系统部件结构方案32-37
• 3.1.1 直线导轨的选型设计32-34
• 3.1.2 气缸选型设计34-36
• 3.1.3 隔板与气缸活塞杆连接机构的设计36
• 3.1.4 总机械结构36-37
• 3.2 本章小结37-38
• 第四章 系统的硬件电路设计38-55
• 4.1 硬件电路总体设计38
• 4.2 主控电路的搭建38-40
• 4.3 电磁阀驱动电路的搭建40-42
• 4.4 电机驱动电路的搭建42-44
• 4.4.1 步进电机驱动器简介42
• 4.4.2 步进电机驱动器接法42-43
• 4.4.3 步进电机驱动电路43-44
• 4.5 安全光幕驱动电路的搭建44-45
• 4.6 磁性开关驱动电路的搭建45-46
• 4.7 AD参考电源电路的搭建46-49
• 4.8 信号处理电路的搭建49-52
• 4.8.1 限幅电路设计50-51
• 4.8.2 分压和滤波电路设计51-52
• 4.8.3 跟随电路的设计52
• 4.9 显示屏电路的搭建52-54
• 4.10 本章小结54-55
• 第五章 系统软件及人机交互设计55-68
• 5.1 软件开发环境KEIL MDK简介55
• 5.2 程序流程设计55-60
• 5.2.1 检测系统的运动流程分析56-58
• 5.2.2 检测系统的运动流程程序设计58-60
• 5.3 触摸屏与控制器的通讯设计60-62
• 5.4 AD采集程序设计62-63
• 5.4.1 ADC转换时间的计算63
• 5.4.2 ADC的软件滤波设计63
• 5.5 人机交互界面设计63-67
• 5.5.1 主界面设计64-65
• 5.5.2 校准界面设计65-66
• 5.5.3 设置界面和帮助界面设计66-67
• 5.5.4 界面的触控及显示配置67
• 5.6 本章小结67-68
• 第六章 系统的数据处理算法设计68-74
• 6.1 内径偏差的计算68-69
• 6.2 外径偏差的计算69-70
• 6.3 高度偏差的计算70-71
• 6.4 外圆跳动的计算71-72
• 6.5 垂直度的计算72
• 6.6 圆柱度的计算72-73
• 6.7 本章小结73-74
• 第七章 系统测试与验证74-82
• 7.1 硬件电路板的绘制与调试74-75
• 7.2 脉冲驱动波形调试75
• 7.3 探头测量曲线检验与分析75-77
• 7.4 带轮参数检测系统最终实物77
• 7.5 重复性测试及三坐标比对实验77-78
• 7.6 测量系统和人工检测对比验证实验78-81
• 7.7 本章小结81-82
• 第八章 总结与展望82-83
• 8.1 研究总结82
• 8.2 未来展望82-83
• 参考文献83-85
• 攻读硕士学位期间的发表论文情况85

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本文编号：690839