桥梁固定螺栓直径自动检测系统的设计(附件)【字数：11021】
摘 要对于大多数国内制造商来说，螺栓检测技术仍停留在人工检查的基础上。 传统的检测方法存在误差大，效率低，生产率低的缺陷。本文分析和研究了单片机和自动检测装置的发展。在趋势的基础上，以方便，实用，可靠和经济的设计原则为目标，开展螺栓自动检测机的研究和设计。本文使用最常见的80c51单片机作为核心，以现代传感技术和信号处理技术为支撑的硬件系统设计方案利用微分电容电感式传感器和测试仪来实现系统检测信号，数据收集；选用80c51单片机对采集的信号进行处理，同时对系统进行控制。实现快速的信号、数据采集与处理功能和系统的实时控制功能。
目 录
第一章 绪论 1
第二章 总体设计 3
2.1设计要求 3
2.2 总体方案设计 3
2.2.1系统组成框图 4
2.2.2系统总体工作流程图 5
第三章 机械系统设计 6
3.1 机械系统总体设计 6
3.2 机械部分设计 6
3.2.1上料部分 6
3.2.2机械手部分 9
3.2.3分料部分 10
3.2.4 测量头部分 10
第四章 控制系统设计 11
4.1 控制系统的设计 11
4.2 系统的硬件设计 11
4.3 传感器的选择 11
4.4 硬件的选取 13
4.4.1步进电机的选择 13
4.4.2步进电机的驱动电路 16
4.5 控制电路设计 16
4.6 相关编程 18
4.6.1 驱动步进电机转动的程序 18
4.6.2 单片机与上位机的通信 19
第五章 检测系统设计 22
5.1检测系统总体设计 22
5.2传感器信号的处理 22
5.2.1传感器信号框图 22
5.2.2 信号处理的电路图 23
5.3 检测系统中的其他元件 24
5.3.1 80C51单片机 24
5.3.2 A/D 转换芯片TLC549CD 25
总结 27 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
致谢 28
参考文献 29
第一章 绪论
随着自动化生产的实现，对生产过程中的产品参数的检测及最终产品重要数据检测的自动化要求越来越急迫。我国基础设施建设仍处于一个高速发展的阶段，桥梁建设任务也很繁重，桥梁固定螺栓的需求量非常大。螺栓直径参数是一个非常重要的指标。可以实现自动检测，提高生产效率，降低生产成本。
对于国内大多数厂商来说，只有经过人工检测，螺栓的检测才能顺利进行。而一般的检测方法存在着一系列的弊端。就比如存在较大的误差、低下的效率、缓慢的生产能力等等。而我的论文主要是针对单片机以及自动检测装置的顺利发展而进行的。在研究的基础上，我们的目标是需要一款较为便捷实用为主，而研究设计螺栓自动检测机。本文以中小型场合中最常用的80c51单片机为主，它的硬件系统设计是通过现代传感技术以及信号处理为支点:采用差动感应传感器和测试仪实现系统检测信号和数据收集,选择80c51单片机处理收集的信号同时控制整个系统的运转。能够使得系统的信号快速生成，收集数据，功能的正确处理以及控制的实时检测的实现。现如今，螺栓的行业如雨后春笋般崛起，而很多厂家还是以传统的方式人工来进行测量分选螺栓直径，这就难免会产生不足之处，一方面因为该工作主要以人工为主，而人的情绪可能会因为重复相同的工作步骤而产生厌倦，因而导致螺栓的归类分选发生错误，另外一方面，厂商要雇佣大量的人力，所以比较浪费，从而拖延厂商作用自动化系统来进行工作。虽然我们曾对螺栓已经的测量以及分选经营过相关的研究，但是现在看来，自动化的操作系统还未能被大部分厂商所接受。
而在时代发展较为迅速的今天，对于螺栓的直径测量分选，我们还是比较看中以自动化为主的生产流程，因为其具有较高的质量和效率。同时，自动化的螺栓直径测量分选为厂商提供了保证，体现在它的准确的测量度，较高的工作效率，节省了人工和时间，同时也适用于大批量的流水生产等。
现代化的生产规模使传统的机械设计变得困难。机电一体化，智能化，模块化，网络化，绿色化，人性化的新机械设计是当代机械制造业的需求。机械设计，制造和自动化的发展方向必须遵循机械设计行业对机械设计的高标准，严格要求和多样化，把握自身发展方向，进一步推动机械制造行业的机械设计。基于机械制造的概念和目前机械制造业的发展水平，分析了螺栓直径自动检测的发展方向。
螺栓是一个国家不可缺少的机械工业的发展，不管国家强大与否，机械的发展是关键。在机械工业中，所有机器都与同一件事物相连。它是由机械制造和二手机械，目前在中国，已经有很多机械制造商，所以有越来越多的公司生产螺栓。 这是一位企业家的生产，销售和服务为一体， 主要产品是高强度螺栓和螺柱。从一个国家发展的角度看，缺乏机械和螺栓缺乏机械连接。螺栓在机械工业和国家的发展中发挥了重要作用。
第二章 总体设计
2.1设计要求
进行检测机的总体方案设计，其中在送料、检测、分料等各环节，以及检测元件、执行元件、操作方式、接口电路等环节上采用不同的方案进行分析比较；在此基础上进一步进行检测机的机械系统、电子电气控制和相关软件设计；完成设计文档的撰写、整理与提交。通过本设计加强学生机电一体化系统总体设计的概念，训练其应用机械建模、电子CAD、计算机仿真等工具的能力。
（1）总体方案设计：根据等效性、互补性等原则进行总体方案设计，包括控制方法、检测方法、机械运动方案、执行元件选择等。课题组成员需在控制方法（闭环、半闭环、开环）、机械结构、检测元件、操作方式、接口电路等环节上采用不同的方案，进行分析比较。
目 录
第一章 绪论 1
第二章 总体设计 3
2.1设计要求 3
2.2 总体方案设计 3
2.2.1系统组成框图 4
2.2.2系统总体工作流程图 5
第三章 机械系统设计 6
3.1 机械系统总体设计 6
3.2 机械部分设计 6
3.2.1上料部分 6
3.2.2机械手部分 9
3.2.3分料部分 10
3.2.4 测量头部分 10
第四章 控制系统设计 11
4.1 控制系统的设计 11
4.2 系统的硬件设计 11
4.3 传感器的选择 11
4.4 硬件的选取 13
4.4.1步进电机的选择 13
4.4.2步进电机的驱动电路 16
4.5 控制电路设计 16
4.6 相关编程 18
4.6.1 驱动步进电机转动的程序 18
4.6.2 单片机与上位机的通信 19
第五章 检测系统设计 22
5.1检测系统总体设计 22
5.2传感器信号的处理 22
5.2.1传感器信号框图 22
5.2.2 信号处理的电路图 23
5.3 检测系统中的其他元件 24
5.3.1 80C51单片机 24
5.3.2 A/D 转换芯片TLC549CD 25
总结 27 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
致谢 28
参考文献 29
第一章 绪论
随着自动化生产的实现，对生产过程中的产品参数的检测及最终产品重要数据检测的自动化要求越来越急迫。我国基础设施建设仍处于一个高速发展的阶段，桥梁建设任务也很繁重，桥梁固定螺栓的需求量非常大。螺栓直径参数是一个非常重要的指标。可以实现自动检测，提高生产效率，降低生产成本。
对于国内大多数厂商来说，只有经过人工检测，螺栓的检测才能顺利进行。而一般的检测方法存在着一系列的弊端。就比如存在较大的误差、低下的效率、缓慢的生产能力等等。而我的论文主要是针对单片机以及自动检测装置的顺利发展而进行的。在研究的基础上，我们的目标是需要一款较为便捷实用为主，而研究设计螺栓自动检测机。本文以中小型场合中最常用的80c51单片机为主，它的硬件系统设计是通过现代传感技术以及信号处理为支点:采用差动感应传感器和测试仪实现系统检测信号和数据收集,选择80c51单片机处理收集的信号同时控制整个系统的运转。能够使得系统的信号快速生成，收集数据，功能的正确处理以及控制的实时检测的实现。现如今，螺栓的行业如雨后春笋般崛起，而很多厂家还是以传统的方式人工来进行测量分选螺栓直径，这就难免会产生不足之处，一方面因为该工作主要以人工为主，而人的情绪可能会因为重复相同的工作步骤而产生厌倦，因而导致螺栓的归类分选发生错误，另外一方面，厂商要雇佣大量的人力，所以比较浪费，从而拖延厂商作用自动化系统来进行工作。虽然我们曾对螺栓已经的测量以及分选经营过相关的研究，但是现在看来，自动化的操作系统还未能被大部分厂商所接受。
而在时代发展较为迅速的今天，对于螺栓的直径测量分选，我们还是比较看中以自动化为主的生产流程，因为其具有较高的质量和效率。同时，自动化的螺栓直径测量分选为厂商提供了保证，体现在它的准确的测量度，较高的工作效率，节省了人工和时间，同时也适用于大批量的流水生产等。
现代化的生产规模使传统的机械设计变得困难。机电一体化，智能化，模块化，网络化，绿色化，人性化的新机械设计是当代机械制造业的需求。机械设计，制造和自动化的发展方向必须遵循机械设计行业对机械设计的高标准，严格要求和多样化，把握自身发展方向，进一步推动机械制造行业的机械设计。基于机械制造的概念和目前机械制造业的发展水平，分析了螺栓直径自动检测的发展方向。
螺栓是一个国家不可缺少的机械工业的发展，不管国家强大与否，机械的发展是关键。在机械工业中，所有机器都与同一件事物相连。它是由机械制造和二手机械，目前在中国，已经有很多机械制造商，所以有越来越多的公司生产螺栓。 这是一位企业家的生产，销售和服务为一体， 主要产品是高强度螺栓和螺柱。从一个国家发展的角度看，缺乏机械和螺栓缺乏机械连接。螺栓在机械工业和国家的发展中发挥了重要作用。
第二章 总体设计
2.1设计要求
进行检测机的总体方案设计，其中在送料、检测、分料等各环节，以及检测元件、执行元件、操作方式、接口电路等环节上采用不同的方案进行分析比较；在此基础上进一步进行检测机的机械系统、电子电气控制和相关软件设计；完成设计文档的撰写、整理与提交。通过本设计加强学生机电一体化系统总体设计的概念，训练其应用机械建模、电子CAD、计算机仿真等工具的能力。
（1）总体方案设计：根据等效性、互补性等原则进行总体方案设计，包括控制方法、检测方法、机械运动方案、执行元件选择等。课题组成员需在控制方法（闭环、半闭环、开环）、机械结构、检测元件、操作方式、接口电路等环节上采用不同的方案，进行分析比较。
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