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1、摘 要传统汽车纵梁检测主要以人工方式进行，检测工人把纵梁和标准纵梁图纸进行比对来检测是否有漏孔、用千分尺等工具手动测量孔心位置是否合乎要求。这种检测方式严重依赖人工，可靠性不高，效率不高，不适应现代化工业生产的需要。为克服这些弊端，提高生产效率，设计了一种以图像处理技术为基础的自动化检测装置。首先对纵梁基本结构、数字图像处理技术和汽车检测技术做了简单的介绍，然后对检测装置的总体设计方案做了详细的介绍，之后对装置的具体结构进行了设计，并对控制系统进行设计。 控制系统使用西门子s7-200系列PLC实现了检测过程的自动化运行，并使用液压系统实现了纵梁支撑部件的运动控制。该自动化检测装置操作简单，可
2、靠性高，检测精度高，大大改善了生产效率。关键词纵梁 自动检测 可编程序控制器 液压系统AbstractDetection of the traditional auto girder has been conducted primarily in the manualbasis .The worker test whether the holes is whole by compare with the standard drwing and test the position of hole whether is right using the micrometer.This approac
3、h relies serious on the workers, reliability and efficiency is low and does not meet the demand of modern industrial production.To overcome these shortcomings, improve productive efficiency, designed a automatic equipment which is base on image processing techniques.First, making a brief introductio
4、n to the basic structure of the girder basic strukture,digital image processing technology and vehicle inspection technology, then detailedly introduce the holistic design proposal of the testing equipment and make the desigen of equipment and the control system.The control system uses s7-200 series
5、 PLC of SIEMENSPLC s7-200 to achieve the automation of the detection process, and uses the hydraulic system to control some of the components.The automatic detection device is simple to operate, high reliabilitiy and pricision,greatly improved production efficiency.Keywords：Girder, Automaticalliy de
6、tected, PLC, Hydraulic system目 录1 前 言11.1 纵梁概述112 数字图像处理技术简介113 汽车检测技术概述21.3.1 国外汽车检测技术发展概况21.3.2 国内汽车检测技术发展概况414 课题的提出与主要任务51.4.1 课题的提出64.1.2 课题的主要任务62 总体设计方案62.1 纵梁拍摄方式的选择72.2 摄像小车的设计82.2.1 小车运动的实现82.2.2 电机的选择92.2.3 摄像机高度调节机构设计92.3 底座的设计92.4 液压系统原理112.4.1 换向方式选择112.4.2 调速和调压方式设计112.4.3 其他辅助元件112.4
7、.4 液压系统原理图122.5 系统控制方案设计122.5.1 控制器的选择122.5.2 控制对象的确定132.5.3 控制过程设计133 硬件部分设计133.1 摄像小车设计133.1.1 机架的设计143.1.2 摄像机支架设计163.1.3 伺服电机的选用203.1.4 齿轮齿条设计223.2 底座设计243.2.1 滑台的设计243.2.2 支撑板的设计253.3 液压元件的选择263.3.1 液压缸的计算与选择263.3.2 液压泵的计算与选择273.3.4 管道尺寸的确定293.3.5 液压油箱容积的确定294 控制系统设计及编程294.1 主要结构与工作方式294.2 检测装置
8、的控制要求304.3 I/O分配314.4 硬件配置324.5 程序设计33设计总结37致 谢38参考资料39长春工程学院2011届毕业设计(论文)1 前 言1.1 纵梁概述汽车纵梁是汽车中承受车身及汽车有效荷载的基础构件之一，被称为汽车的脊梁。一般载重货车的车架，就是采用的纵梁式车架。这种车架由两根贯穿汽车前后的纵梁为主体，中间以几根横梁相连，组成一个框架。纵梁除了起支撑整个车身的作用外，很多总成器件都要通过纵梁安装。汽车制造行业中，纵梁的生产工艺一般为落料冲孔（钻孔）成形。由于受人为因素及模具、设备状态的影响，每批纵梁除对张口、翼面高度检测外，还需对发动机安装孔、钢板弹簧支架孔等重要的位置
9、进行检测。2汽车纵梁是汽车上最长的零件，一般是长为5米到12米之间，板厚5毫米到10毫米，板上有200到500个孔，其成型的纵梁断面有Z型和U型，3如图1.1所示： 1、Z型 2、U型图1.1 纵梁断面形式12 数字图像处理技术简介数字图像处理的英文名称是“Digital Image Processing”。所谓数字图像处理就是利用计算机或者其他数字硬件，对从图像信息转换得来的电信号进行某些数学运算，以提高图像的实用性。图像处理最早出现于20世纪50年代，当时的电子计算机已经发展到一定水平，人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。数字图像处理技术处理精度比较高，而且还可以通过改进处理软件来优化
10、处理效果。4一个典型的数字图像处理系统主要包括照明、镜头、相机、图像采集卡、视觉处理器五大部分。（如图1.2所示）图1.2 数字图像处理系统组成13 汽车检测技术概述汽车检测技术是伴随着汽车技术的发展而发展的。在汽车发展的早期，人们主要是通过“望”眼看)、“闻”(耳听)、“切”(手摸)的方法，凭借维修人员的经验发现汽车的故障并作有针对性的修理。随着现代科学技术的进步，特别是随着计算机技术的进步，汽车检测技术也飞速发展。目前人们已能依靠各种先进的仪器设备，对汽车进行不解体检测，达到安全、迅速、准确地诊断和评价汽车性能的目的，使汽车检测设备和仪器成为汽车维护与修理，保持汽车实用性能的不可缺少的工具
11、。1.3.1 国外汽车检测技术发展概况从汽车检测、诊断技术与设备的发展过程来看，大致经历了4个同的发展 阶段： 第 1 个阶段这个阶段的检测、 诊断设备是以机械结构为主的单机人工操作阶段。虽然检测 、诊断设备和仪器结构较简单，测试精度也不高，但已从过去的人工定性检查进化为设备 、仪器的定量检测，从现场或路试发展为相关性台架的试验。这小仅省时、省钱而且在检测数据精度上，也是一个质的飞跃。 在 50年代以前，一些工业发达国家就已开发了以故障诊断和性能调试为主的单项检测技术和生产单项 检测设备。60年代初期就有美国的发动机分析仪、英国的发动机点火故障分析仪和平板式制动试验台等进入我国，这些都是发达国
12、家早期发展的汽车检测设备和仪器。第 2 个阶段 这个阶段是单机机电一体化一计算机控制自动化阶段。随着科学技术的进步，国外汽车检测设备在自动化、精确化和综合化等方面都有了新的发展，应用新技术，开拓新的检测领域，研制出许多新型检测设备和仪器，60年代后期，国外大量开发出应用电子、光学、理化与机械相结合的光机电、理化机电一体化的检测、诊断设备。并与单板机、单片机或微型计算机相结合，使检测、诊断设备首先走向单机自动化。 第 3 个阶段 这个阶段是汽车检测设备智能化，汽车检测线自动化、智能化和网络化阶段。随着电子计算机应用技术的发展，汽车检测设备向智能化方面发展，出现了一些具有智能化功能的检测设备，它们
13、能对设备本身和汽车技术状况进行检测，并能判断出故障发生的部位，引导维修人员迅速排除故障。80年代，随着计算机技术在汽车检测领域中的应用进一步向深度和广度发展，出现了集检测工艺操作、数据采集和打印、存储与显示等功能于一体的系统软件，使汽车检测线实现了全自动化。这样不仅可以避免人为的判断错误，提高检测的精确性和检测速度，而且可以把受检车辆的技术状况储存在计算机中，既可作为车辆技术性能的档案资料备查， 也可供处理交通事故时参考。全自动汽车安全检测线、汽车维修检测系统和全自动汽车综合性能检测线都是这方面的实例。 第 4 个阶段 这个阶段是汽车检测、诊断技术已发展到车载自诊断系统及汽车故障诊断专家系统阶
14、段车载自诊断系统一般是作为汽车结构的组成部分，利用安装在汽车内各个部位的传感器，将汽车的主要技术状况经常地、自动地向驾驶员显示。显示方式有声光讯号，也有数字式图形讯号。英国通用汽车公司的MISAR车载自诊断系统检测已采用微机控制，始终维持发动机及汽车在最佳工况运行，并可对50多个检测项目的参数进行实时监控。美国凯迪拉克轿车系列，日本丰田、本田轿车系列等均已先后采用了车载自诊断系统。 1.3.2 国内汽车检测技术发展概况我国汽车检测技术的研究和开发起步较晚，进人60年代开始研究汽车检测技术，为了满足汽车维修的需要，当时由交通部主持进行了发动机气缸漏气量检测仪、点火正时灯等检测仪器的研究。7O年代
15、，汽车不解体检测技术及设备被列为国家科委开发的应用项目。由交通部主持研制了汽车制动试验台、发动机综合检测仪和汽车性能综合检验台等。进人80 年代，随着国民经济的发展，我国汽车工业和交通运输业发展迅猛，对汽车检测、诊断技术和设备的需求也与日俱增。我国汽车保有量迅速增加， 汽车的运行安全性、经济性和排放污染已成为人们越来越重视的社会问题，于是汽车的安全、节能和环保逐渐提到政府有关部门的议事日程，因而促进了汽车检测与诊断技术的发展。与此同时又相继研制了侧滑试验台、轴( 轮)重仪、车速表试验台、前照灯检测仪和底盘测功机等。 国家“六五”期间重点推广了汽车检测与诊断技术。“七五”期间，交通部又把“汽车检测、诊断设备在汽车维修生产中的应用”课题列为重点新技术推广项目，组织有关单位进行了研究和试点。经过2年的推广试验，首批推荐了部分国产检测、诊断设备及操作要点，
