摘 要
随着市场竞争的日益激烈，客户对铰链类产品的可靠性检测提出了更高的要求，并且考虑到人工成本不断增加，通过利用诸如PLC、步进电机和高精度传感器等组成的检测系统替代以往的检测方式已经成为必然。本文对扭矩检测系统进行研究，将扭矩传感器、步进电机与PLC结合起来，通过利用PLC控制步进电机，步进电机同步带动扭矩传感器，实现系统的扭矩检测功能。有效地解决了传统人工检测所造成的人力、财力浪费和效率低下的问题。同时又重点分析了如何利用欧姆龙PLC控制三个步进电机来实现铰链类产品的扭矩检测。
本文的实质是对扭矩检测进行自动化改进，对如何进行扭矩检测进行简单的分析研究，对欧姆龙PLC和扭矩检测传感器的性能参数进行介绍，以实现简单、稳定、高效的扭矩检测，但是仍有改进的空间。
其次介绍了整体的设计过程，从系统控制方案的研究到实际的电路接线图，再到PLC程序设计，软件界面设计。最后通过分析提出更好控制方案的可能。
关键词： 扭矩检测；PLC；步进电机
Abstract
As is known to all that the Labor costs is increasing all the time, and with the fierce market competition, a new testing system of hinge products has to be bring up for the Hinge department. This article states how to use PLC, stepping motor and torque sensor to complete the automatic testing system. Then we can effectively solve the waste and inefficiency problems caused by traditional manual detection. At the same time we main analysis how to use Omron PLC to control the three stepping motors.
The essence of this article is to automate the torque testing equipment, and analysis how to achieve this target. Besides, introduce the performance parameter of PLC and torque sensor, stepping motor. Then we can make a better torque testing system to meet customer requirements. Of course there is still some room for improvement.
Then introduce the whole process of this design, from the program of system control to the circuit wiring diagram and PLC programming. At last through analysis better control is put forward, and introduces the advantages of this control, etc.
Key words: Torque testing; PLC; Stepping motor
目 录
摘 要 Abstract
第一章 绪论.................................................................................................................. 1
1.1课题的研究背景与来源 ..................................................................................................... 1
1.1.1课题研究背景 ................................................................................................. 1 1.1.2课题研究来源 ................................................................................................. 2 1.2扭矩测量发展现状 ............................................................................................................. 2 1.3课题研究的内容和方法 ..................................................................................................... 3
1.3.1课题研究内容 ................................................................................................. 3 1.3.2 课题研究方法 ................................................................................................ 5
第二章 主要电气元器件叙述...................................................................................... 6
2.1可编程逻辑控制器 ............................................................................................................. 6 2.2步进电机 ............................................................................................................................. 7 2.3扭矩传感器 ......................................................................................................................... 9
第三章 硬件电路设计................................................................................................ 10
3.1扭矩检测工作过程及控制要求 ....................................................................................... 10 3.2电机驱动设置 ................................................................................................................... 13 3.3 PLC选型和设置 .............................................................................................................. 13 3.4主电路图 ........................................................................................................................... 15 3.5电气布局图及元器件清单 ............................................................................................... 17
第四章 系统软件部分设计........................................................................................ 18
4.1 I/O程序段 ........................................................................................................................ 18 4.2初始化程序段 ................................................................................................................... 19 4.3 Auto程序段 ...................................................................................................................... 23 4.4操作界面简介 ................................................................................................................... 28
第五章 总结................................................................................................................ 30 参考文献...................................................................................................................... 31 致 谢.......................................................................................................................... 33
浙江理工大学本科毕业设计（论文）
第一章 绪论
1.1课题的研究背景与来源
1.1.1课题研究背景
扭矩是铰链类产品的重要工作参数，而扭矩测量已经成为机械量测量中一个重要组成部分。若能准确、可靠、方便地测出受试铰链产品的平均或瞬时的扭矩值、转速和功率，这将有利于改进和提高其性能。同时，装置测试系统可作铰链类产品模拟日常运行、寿命测试的监视装置，起到故障诊断或可用作自动控制系统的检测装置[1]。
扭矩测量是各种机械产品的开发研究、测试分析、质量检验、型式鉴定和节能、安全或优化控制等工作中必不可少的内容。随着现代科学技术的迅猛发展，扭矩测量技术已充分引起人们的重视，成为测试技术的一个新分支。扭矩已成为众多机械量测量中的一个主要参数[2]。近年来，世界各工业发达国家相继探讨出许多扭矩测试新技术，研制、生产出较多的新颖扭矩测量设备。改革开放以来，我们走技术引进、自主创新之路，极大的推动了扭矩测量技术的发展。在高新技术中，扭矩测量技术是综合应用机械、电子、物理、计算机等多方面知识的一门学科。扭矩测量应用范围很广泛，它渗透到工业、农业、交通运输、航天航空、国防、能源等各个领域[3]。
由于微电子技术、计算机技术、软件技术、网络技术的高度发展及其在电子测量技术与仪器上的应用，新的测试理论、测试方法、测试领域以及新的仪器结构不断出现，在许多方面已经突破传统仪器的概念，电子测量仪器的功能和作用已经发生了质的变化[4]。在这种背景下，八十年代末美国率先研制成功虚拟仪器，虚拟仪器就是利用现有的计算机，加上特殊设计的仪器硬件和专用软件，形成既有普通仪器的基本功能，又有一般仪器所没有的特殊功能的高档、低价的新型仪器，虚拟仪器的出现是仪器发展史上的一场革命，代表着仪器发展的最新方向和潮流，对科学技术的发展和工业生产的进步产生不可估量的影响[5]。
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