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陶瓷砖平整度在线检测系统的研究

作　者: 刘会朴
导　师: 王宝光
学　校: 天津大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 平整度容栅位移传感器在线检测 PLC 陶瓷砖
分类号: TG83
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 76次
引　用: 3次
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内容摘要

平整度是衡量陶瓷墙地砖表面质量的一个重要指标。目前,国内墙地砖生产企业对瓷砖平整度误差的检测和质量分级一般采用人工抽样以及手工检测的方法,测量误差大,漏检率高,难以保证产品的整体质量;限于工艺、价格等各方面的原因,国外较成熟的墙地砖检测系统无法在国内得到推广应用。因此,开发一种适应我国国情的墙地砖平整度自动检测系统,具有重要的现实意义。本课题根据墙地砖平整度在线自动检测的要求,经过充分的市场调研,详细设计了平整度在线检测系统,完成了检测线的总体设计和制造,最终完整研制出一台“墙地砖平整度在线检测系统”样机,功能已达到设计指标的要求。目前,已经开始自动检测线整线的中试生产,填补了该领域国内的空白,研制成果在国内外同类产品中具有明显优势和很高的实用价值。本课题为天津大学精密仪器与光电子工程学院和广东省华南精密制造技术研究开发院联合开发课题。本课题结合学科发展趋势和实际应用的需求,设计了基于容栅位移传感器的瓷砖平整度在线检测系统。论文主要研究内容和工作如下:1、对国内外平整度自动测量仪应用现状进行调研,确定了以容栅位移传感器和PLC为控制核心的平整度在线检测系统设计方案;2、根据平整度检测线的要求,参与了检测线的整体方案设计和装配调试,设计出一套完整的墙地砖平整度自动检测线:包括机械系统设计、定位与检测系统设计及软件系统设计;3、对平整度检测算法进行了深入研究,并对算法进行了优化,并使用LAD梯形图在PLC系统中实现;4、对影响系统实时性和可靠性的环节进行了深入的分析,并在系统的软硬件设计中进行了实践;5、对平整度在线检测系统的误差来源进行了全面分析和归纳,提出了一种简单便捷的设备的标定及安装调试方法;6、对检测系统进行了全面的验证性试验,系统基本达到应用程度。最后,在总结全文的基础上,讨论和提出了进一步研究的内容和今后的工作的重点。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-14
  1.1 墙地砖平整度检测的背景与意义  8-9
  1.2 陶瓷墙地砖生产工艺及生产环境介绍  9-10
  1.3 瓷砖在线检测的国内外研究现状  10-11
  1.4 本论文的主要研究内容与创新性  11-14
第二章平整度测量原理与系统方案设计  14-24
  2.1 墙地砖表面平整度的测量原理  14-16
    2.1.1 平整度的定义  14-15
    2.1.2 陶瓷墙地砖生产企业对平整度的检测要求  15-16
  2.2 平整度测量的检测方法  16-23
    2.2.1 平整度检测的离线测量法  16-18
    2.2.2 平整度检测的在线测量法  18-21
    2.2.3 平整度在线检测系统中位移传感器的选择  21-23
  2.3 本章小结  23-24
第三章瓷砖平整度检测系统的实现  24-38
  3.1 平整度在线检测系统方案选择  24-26
    3.1.1 多传感器分时采样方案  24-25
    3.1.2 多传感器同时采样方案  25-26
  3.2 平整度检测系统关键器件选型  26-33
    3.2.1 容栅传感器的选择  26-27
    3.2.2 数据转换盒的原理与设计  27-29
    3.2.3 控制单元的选择  29-32
    3.2.4 人机交互接口设计  32-33
  3.3 检测系统机构设计  33-37
    3.3.1 传送机构的设计  34
    3.3.2 传感器固紧结构设计  34-37
  3.4 本章小结  37-38
第四章系统软件设计  38-48
  4.1 检测系统软件整体设计  39-40
  4.2 检测系统软件实现的关键技术介绍  40-43
    4.2.1 PLC 自由口通讯方式与与数据转换盒的串行通讯  41-42
    4.2.2 平整度算法的LAD 梯形图实现  42-43
  4.3 系统实时性分析与提高途径  43-45
  4.4 PLC 系统的可靠性设计  45-47
  4.5 本章小结  47-48
第五章瓷砖平整度测量系统的实现与实验  48-58
  5.1 系统误差的发现与消除  48-51
  5.2 瓷砖平整度在线测量系统测试实验  51-57
    5.2.1 重复性试验  51-53
    5.2.2 设备的稳定性实验  53-54
    5.2.3 传感器互换性实验  54-55
    5.2.4 皮带线速度25m/min 的测试情况  55-57
  5.3 实验结果分析  57
  5.4 本章小结  57-58
第六章总结和展望  58-60
  6.1 本文总结  58-59
  6.2 课题展望  59-60
参考文献  60-63
发表论文和科研情况说明  63-64
致谢  64

陶瓷砖平整度在线检测系统的研究

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