数字化气动测量技术的研究与应用

　　以浮标式气动量仪为代表的气动测量技术,已有几十年的历史,由于其自身结构所限,始终无法在测量自动化领域有所作为。近年来,随着微电子技术的飞速发展,在数字化气动测量技术的研究中有了突破性进展。特别是利用该技术在自动化测量方面,研究开发了多项新产品,受到了用户的高度评价。

　　数字化气动测量技术是一项集气动、电子、微机与检测技术于一体的机电一体化新技术。既有气动测量非接触、精度高、稳定性好的长处,又有测量结果数字化的优点,可方便地进行数据分析与处理,数字显示与打印等。

　　目前,我们的研究成果有以下三方面:

　　1)以数字化气动量仪来代替目前国内普遍采用的浮标式气动量仪,其特点是精度高、量程大。一台数字量仪可代替多台浮标量仪。特别是在油泵油嘴行业的分组选配测量中,具有浮标量仪无可比拟的优越性。

　　2)以数字化气动测控仪表为核心,组成小型的自动化测量分选机,代替传统的人工测量,使测量效率与测量精度都得到较大提高。

　　3)以工控机为核心,采用数字式气动传感器进行多点分布式测量,各传感器通过RS485串行总线与工控机进行数据通讯,传递测量数据。以此方案可构成多测点、多参数、复杂的测量控制系统。

　　1　测量机的组成及运行方式(参见图1系统原理图)

　　测量机由床身、双工位精密移动工作台、工件旋转装置、测量装置、气浮装置、工业计算机等部分组成。

　　测量机的初始状态:双工位精密移动工作台处于上方(上料工位)。工件由人工推入倾斜的气浮主轴,并悬浮在气浮主轴上,利用重力实现轴向定位,传感器检测到工件到位后,测量机开始自动测量:

　　1.1　移动工作台下降,工件进入测量区,由工件旋转装置驱动,工件低速旋转,22个气动测头同时对各部位进行测量。

　　1.2　测量过程中,各气动测头的测量压力值由数字式气动传感器转换为数字信号,通过RS485串行总线传给工控机。计算机对测量数据进行实时分析与处理,获得19个测量项目的测量结果,判定是否合格并进行质量等级分组,屏幕显示测量结果。

　　1.3　测量结束,移动工作台返回上料工位,由人工抽出工件,完成一个测量工作循环。

　　2　计算机辅助测量系统

　　计算机辅助测量系统硬件框图如图2所示。

　　3　研制的数字化气动测量技术典型产品

　　数字化气动测量技术在生产实际中得到了广泛的应用。以下是我所近年来开发研制的典型产品简介。

　　3.1　曲轴油孔检测机