冰箱压缩机气缸垫片厚度测试系统设计【字数：15079】
压缩机气缸垫片的厚度对作为冰箱制冷系统的压缩机有很大影响，为了提高冰箱压缩机的密封性，本文设计了一种对气缸垫片厚度进行精确测量和自动分选的测量系统。以控机作为控制核心，在Visual Studio 环境下使用C++语言完成上位机软件开发。选用光电式位移传感器，根据垫片阻挡光通量的多少来测量气缸垫片的厚度。使用运动控制板卡和伺服电机实现对上料臂和下料臂的运动控制。测试结果表明所设计的气缸垫片厚度测试分选系统可以精确的测量厚度在0.2-0.6mm之间的气缸垫片，并进行正确分选，具有一定的实用价值。
目录
1.绪论 1
1.1课题研究背景和意义 1
1.2国内外研究进展 1
1.3本文主要工作安排 2
2.总体方案设计 4
2.1需求分析 4
2.2初步设计方案 5
2.3确定最终方案 6
2.3.1方案比较 6
2.3.2最终设计方案 6
3. 系统硬件设计 9
3.1系统硬件选型 9
3.1.1伺服电机与伺服驱动器 9
3.1.2 研华PCI1240运动控制板卡 9
3.1.3研华PCI1716L A/D转换卡 10
3.1.4 研华PCI1756 DI/DO卡 10
3.1.5 OMRON光电传感器 11
3.1.6位移传感器 12
3.1.7压力传感器 13
3.2硬件设计 14
3.2.1电源模块设计 14
3.2.2研华PCI1240xx卡接口电路设计 14
3.2.3研华PCI1716L A/D转换卡接口电路设计 15
3.2.4研华PCI1756 DI/DO卡接口电路设计 16
3.2.5松下伺服驱动电缆定义连接 19
3.2.6交流伺服驱动电路接口设计 20
4.系统软件设计 23
4.1系统软件框架图 23
4.2窗口布局设计 24
4.3具体功能实现 25
4.3.1常量定义及重要头文件定义 25
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
4.3.2 C++类定义及相关内容 25
4.3.3测试系统对话框界面程序设计 26
4.3.4上料模块程序设计 27
4.3.5下料模块程序设计 28
4.3.6主气缸测量模块程序设计 29
5.系统集成调试与结论 31
5.1调试方案 31
5.2系统硬件调试 31
5.3系统软硬件结合调试 31
5.4 运行结果 36
6.结语 38
6.1课题结论 38
6.2环境和可持续发展 38
参考文献 39
1.绪论
1.1课题研究背景和意义
压缩机是冰箱的动力，相当于冰箱的心脏，压缩制冷剂，提高制冷剂的压力和温度，促使制冷剂在系统中进行循环。。冰箱使用技术先进、质量过硬压缩机，将将可以延长冰箱的使用寿命、提升冰箱制冷效果等。所以在某种意义上，一个冰箱系统的设计与匹配就是将压缩机的能力体现出来。因此，世界各国制冷行业无不在压缩机的研究上投入了大量的精力，新的研究方向和研究成果不断出现。压缩机的技术和性能水平日新月异。
而滚动活塞式压缩机是将低压气体提升为高压气体的一种从动的流体机械。压缩机活塞下移进行吸气，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现→冷凝（放热）→膨胀→蒸发 ( 吸热 ) 的制冷循环。
活塞式压缩机的气缸的密封性直接关系到压缩机的工作效率。气缸与活塞之间的接触面由于其金属材质的坚硬性，往往其表面不会如理想一样平整，这就可能导致在压缩气体的过程中漏气，影响压缩机工作效率。为了提高压缩机的工作效率，往往在压缩机的气缸和活塞之间加入特定材料的垫片，以此来加强气缸与活塞之间的密封性。密封垫除了特殊材质外，还有厚度的需求。由于垫片的厚度不一样，并且使用人力对垫片进行手动测试，不仅会大大增加测量发生误差的可能性，从而导致压缩机的性能不理想，而且人工测量的速度远远不能满足生产对垫片的需求，效率十分低下。
虽然市场上也有一般垫片厚度检测分选机，但气缸垫片的厚度检测要求精度较高，且要避免检测给垫片造成划伤，所以普通方法的垫片厚度检测并不能达到它的精度要求，不仅不能有效地分选，而且可能对垫片造成损伤，并且可靠性低。因此，就需要设计一个可以对气缸垫片进行高精度检测，并且高速准确分选的系统，这样便可以有效解决这些问题。
1.2国内外研究进展
1.2.1 国外发展现状
在在工业技术高速发展的今天，传统的厚度测量技术由于其需要花费很多时间并且具有很大局限性已经越来越与企业生产所要求的高精度，少误差，高速度的原则背离了，特别是在诸如垫片测量这些方面，垫片的厚度直接影响到了压缩机的装配密封性和工作效率。而针对厚度测量技术，从在实际中的运用采用的有超声、激光、电感式厚度检测技术等。目前广泛使用的几何厚度测量，都是接触式的，由于测量方法是需要接触的，因此在某种程度上，还是会降低生产的效率。而结合光电检测技术对厚度进行测量，则与接触式的不同，它是一种非接触式的测量技术，它在现代检测技术中占有非常重要的地位。
激光测微仪自上个世纪60年代左右诞生后，已经成为了非接触式仪器的典型产品。一般可以分为两类：直射式、斜射式。直射式的产品有基恩士公司生产的LS系列和LK系列，德国 MicroEpsilon公司的 optoNCDT系列，美国MTI公司的 MicroTRAK系列等多种型号。斜射式的激光位移传感器以日本Keyence公司的LK系列最为突出。目前市场上，常见的激光测量传感器精度及型号有：德国MicroEpsilon的180020传感器，它的测量范围在10mm~10mm之间，测量精度可达到10 um；美国MTI公司的 MicroTRAK系列的激光测量传感器不仅测量范围大在40mm~40mm之间，并且具有2.45um的测量精度。至于斜射型的传感器，日本Keyence公司的LK系列的测量精度可达到0.01~0.5um之间。
目录
1.绪论 1
1.1课题研究背景和意义 1
1.2国内外研究进展 1
1.3本文主要工作安排 2
2.总体方案设计 4
2.1需求分析 4
2.2初步设计方案 5
2.3确定最终方案 6
2.3.1方案比较 6
2.3.2最终设计方案 6
3. 系统硬件设计 9
3.1系统硬件选型 9
3.1.1伺服电机与伺服驱动器 9
3.1.2 研华PCI1240运动控制板卡 9
3.1.3研华PCI1716L A/D转换卡 10
3.1.4 研华PCI1756 DI/DO卡 10
3.1.5 OMRON光电传感器 11
3.1.6位移传感器 12
3.1.7压力传感器 13
3.2硬件设计 14
3.2.1电源模块设计 14
3.2.2研华PCI1240xx卡接口电路设计 14
3.2.3研华PCI1716L A/D转换卡接口电路设计 15
3.2.4研华PCI1756 DI/DO卡接口电路设计 16
3.2.5松下伺服驱动电缆定义连接 19
3.2.6交流伺服驱动电路接口设计 20
4.系统软件设计 23
4.1系统软件框架图 23
4.2窗口布局设计 24
4.3具体功能实现 25
4.3.1常量定义及重要头文件定义 25
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
4.3.2 C++类定义及相关内容 25
4.3.3测试系统对话框界面程序设计 26
4.3.4上料模块程序设计 27
4.3.5下料模块程序设计 28
4.3.6主气缸测量模块程序设计 29
5.系统集成调试与结论 31
5.1调试方案 31
5.2系统硬件调试 31
5.3系统软硬件结合调试 31
5.4 运行结果 36
6.结语 38
6.1课题结论 38
6.2环境和可持续发展 38
参考文献 39
1.绪论
1.1课题研究背景和意义
压缩机是冰箱的动力，相当于冰箱的心脏，压缩制冷剂，提高制冷剂的压力和温度，促使制冷剂在系统中进行循环。。冰箱使用技术先进、质量过硬压缩机，将将可以延长冰箱的使用寿命、提升冰箱制冷效果等。所以在某种意义上，一个冰箱系统的设计与匹配就是将压缩机的能力体现出来。因此，世界各国制冷行业无不在压缩机的研究上投入了大量的精力，新的研究方向和研究成果不断出现。压缩机的技术和性能水平日新月异。
而滚动活塞式压缩机是将低压气体提升为高压气体的一种从动的流体机械。压缩机活塞下移进行吸气，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现→冷凝（放热）→膨胀→蒸发 ( 吸热 ) 的制冷循环。
活塞式压缩机的气缸的密封性直接关系到压缩机的工作效率。气缸与活塞之间的接触面由于其金属材质的坚硬性，往往其表面不会如理想一样平整，这就可能导致在压缩气体的过程中漏气，影响压缩机工作效率。为了提高压缩机的工作效率，往往在压缩机的气缸和活塞之间加入特定材料的垫片，以此来加强气缸与活塞之间的密封性。密封垫除了特殊材质外，还有厚度的需求。由于垫片的厚度不一样，并且使用人力对垫片进行手动测试，不仅会大大增加测量发生误差的可能性，从而导致压缩机的性能不理想，而且人工测量的速度远远不能满足生产对垫片的需求，效率十分低下。
虽然市场上也有一般垫片厚度检测分选机，但气缸垫片的厚度检测要求精度较高，且要避免检测给垫片造成划伤，所以普通方法的垫片厚度检测并不能达到它的精度要求，不仅不能有效地分选，而且可能对垫片造成损伤，并且可靠性低。因此，就需要设计一个可以对气缸垫片进行高精度检测，并且高速准确分选的系统，这样便可以有效解决这些问题。
1.2国内外研究进展
1.2.1 国外发展现状
在在工业技术高速发展的今天，传统的厚度测量技术由于其需要花费很多时间并且具有很大局限性已经越来越与企业生产所要求的高精度，少误差，高速度的原则背离了，特别是在诸如垫片测量这些方面，垫片的厚度直接影响到了压缩机的装配密封性和工作效率。而针对厚度测量技术，从在实际中的运用采用的有超声、激光、电感式厚度检测技术等。目前广泛使用的几何厚度测量，都是接触式的，由于测量方法是需要接触的，因此在某种程度上，还是会降低生产的效率。而结合光电检测技术对厚度进行测量，则与接触式的不同，它是一种非接触式的测量技术，它在现代检测技术中占有非常重要的地位。
激光测微仪自上个世纪60年代左右诞生后，已经成为了非接触式仪器的典型产品。一般可以分为两类：直射式、斜射式。直射式的产品有基恩士公司生产的LS系列和LK系列，德国 MicroEpsilon公司的 optoNCDT系列，美国MTI公司的 MicroTRAK系列等多种型号。斜射式的激光位移传感器以日本Keyence公司的LK系列最为突出。目前市场上，常见的激光测量传感器精度及型号有：德国MicroEpsilon的180020传感器，它的测量范围在10mm~10mm之间，测量精度可达到10 um；美国MTI公司的 MicroTRAK系列的激光测量传感器不仅测量范围大在40mm~40mm之间，并且具有2.45um的测量精度。至于斜射型的传感器，日本Keyence公司的LK系列的测量精度可达到0.01~0.5um之间。
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