角位移传感器自动化校准系统的改造研究论文_马顺利 姚芳 郑丽娟,,,

摘 要:本文主要介绍了角位移传感器校准由人工手动操作,人工记数检测的校准过程发展为人工装卡,智能控制电机驱动设备自动化检测,计算机系统自动数据处理,生成检测结果的自动化检测过程,配置采集系统和自动分度系统实现自动化检测,将传输出的数据直接采集到计算机中直接处理,能够解决现今人为误差并提高检测效率。

关键词:角位移传感器;智能化;校准;

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0 引言

角位移传感器是一种能感受角度位移量并转换成可用输出电流信号的传感器,广泛应用以航空、航天等领域的型号研制和科研实验中,主要应用于发动机试车过程中各种角位置参量数据,直接影响型号研制试验过程中的数据的准确性,因此对角位移传感器进行智能化校准是非常必要的。

一、角位移传感器校准系统现状

公司原有的双向角位移校准需要人工计数检测,校准过程为将角位移传感器装卡在机械式分度头上,由检测人员手动10度一个间隔,反向从-120度至0度,正向从0度至120度各自连续往返3次检测,由检测人员进行手抄156个数据,再由人工将数据输入电脑,再根据公式将校准数据计算为迟滞误差、非线性误差、重复性误差和综合性误差。手动的校准过程时间长,进行数据处理,工作效率低,劳动强度大,易导致人为粗大误差。

二、改造研究的主要内容

1、采用目前最新的伺服电机控制系统控制机械式分度头运转,并能够自动分度;

2、计算机采集、存储数据及数据处理,达到自动校准及数据处理;

3、角位移传感器校准规范要求的最小分度值并自动运转,达到检测精度要求。

三、改造研究技术要点

角位移传感器自动化校准系统的技术要点为计算机控制伺服电机控制驱动机械式分度头,使机械式分度头能够自动分度,达到角位移传感器校准规范要求的最小分度值并根据指令自动正反方向运转,主校准用标准器的分度示值要求4秒,并运行平稳,运转速度为5度/秒;实现计算机自动采集、存储数据及数据处理,达到校准数据自动处理并出具校准证书。实现角位移自动化检测改造,从以下几个方面进行改进:

1、步进电机的的控制系统:由伺服电机驱动控制分度头,使机械式分度头能够按规程要求完成自动运转分度,解决现今手动分度落后的人工低效重复性检测。

2、计算机采集、存储数据及数据处理:通过计算机与电机的控制系统通话编程,达到控制电机运转并自动校准及数据处理。

四、改造研究方案

1、步进伺服电机的的控制系统:由伺服电机驱动控制分度头,使机械式分度头能够自动分度,解决现今手动分度导致的粗大误差按规程要求完成自动运转分度。2、计算机采集、存储数据及数据处理:通过计算机与电机的控制系统通话编程,达到控制电机运转并自动校准及数据处理。

3.设备改造后的基本功能

3.1.通过控制屏输入角度值后,PLC发出脉冲分别驱动粗角度伺服电机和微调伺服电机,使光栅分度头旋转到预置的角度。

3.22.角度旋转实现正转和反转。

3.3当转到预置角度后计算机采集预置角度的测试值,完成整个部件测试过程后根据测试数据人工填写测试结论,计算机打印测试报告。

改造完成后每月角位移传感器校准有效工作时间由原来的180分钟缩短至60分钟,提高工作效率66.6%。改造研究方案框图如下:

五、改造研究效果

1、实现了角位移传感器的自动化检测

按照前期研究目标最终实现智能化、自动化检测过程:

1.1设备连接开启后能自动运行到检测初始要求状态,做好检测准备。图示:

1.2按照规程要求,由计算机软件固化检测内容,检测行程正向从0度至120度、反向从-120度至0度,其间隔为10度,由检测人员控制电脑记录156个数据,自动运行。

1.3通过计算机与电机的控制系统通话编程,达到控制电机运转并自动校准、生成检测记录,进行数据处理得到检测结果并生成检测报告。

1.4 角位移传感器校准系统自动化研究使公司角位移传感器校准由人工手动操作,人工记数检测的校准过程发展为人工装卡,智能控制电机驱动设备自动化检测,计算机系统自动数据处理,生成检测结果的自动化检测过程。

六、结束语

信息化自动化和大数据是未来社会工业发展的大趋势,角位移传感器校准系统自动化研究就是公司在次趋势上发展的有力证明,落后的人工低效重复性工作内容被自动化高效的检测方法所替代。既丰富了公司在自动化、信息化设备改造的经验,满足了现场日益增长的检测需求,又降低了员工检测劳动强度,提高了检测效率。

参考资料:

[1]《伺服电机应用技术》 颜嘉男 2010年

[2]《电工新技术实训指导》 吴启红 2015年

论文作者:马顺利 姚芳 郑丽娟,,,

论文发表刊物:《科技中国》2018年2期

论文发表时间:2018/7/18

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