非接触式插针外径测量自动分选系统的分析

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1、坠尘堡；：些尘兰三兰堡．!；兰竺篁兰Lastly，thethesisanalysesthefactorswhichmayaffecttheresultofthesystem．WealsoresearchintotherepetitionandStabilityofthemeasurementandshowthesystem’Serroranalysis．Keywordscontactpin，diametermeasurement，self-feeding，separator喻尔滨工业大学丁：学硕士学位论文1．1课题的来源及背景第1章绪论本课题来源于哈尔滨工业大学与杭州825厂

2、(杭州电连接器厂)的共同研究项目“光电非接触式插针外径测量自动分选系统”。在现代生活中，电子产品的种类越束越来多。作为电子产品的电气连接器件，插针的需求量也越来越大。插针承担着电连接器件中电信号的连接，其质量的好坏，在电连接器的功能实现中起着关键的作用：插针的外形尺寸符合要求与否直接影响着电连接器接触点的稳定性。插针尺寸过大会导致电连接器不易插拔，甚至无法插入；尺寸过小会导致接触不良。所以在插针生产中需要对其直径进行测量。目前，杭州825厂对插针直径的测量方法是靠检验员用千分尺进行逐个的测量。这种工作方式工作强度大，效率低，而且检测质量也难以保证。据统计，在一个：【作日内不停

3、地工作，每人大约只能完成6000件插针的测量，而工厂⋯年的插针需求量约有近千万件，为了满足生产的需求，往往采取加班加点的方式，检验人员在这种单调的工作方式下极易出现疲劳，容易造成漏检和错检。要满足高效率、高精度的要求，实现生产的自动化，必然需要用仪器代替人工劳动来完成插针的测量和分选工作。这就要求有一种仪器对插针直径进行自动测量，并根据测量结果完成自动分选。光电非接触式插针外径测量自动分选系统正是基于此类需要提出的，目的在于高精度的完成插针直径的自动测量任务，在最大程度上提高测量效率。1．2国内外直径测量现状及分析直径测量是几何量测量中的重要内容，在现代生产中存在着大量的直径

4、或轴径测量的需求。本课题测量对象为电连接器件一插针，插针被测部位的直径范围为O．2．30mm。目前，国内外对直径的测量一般采取如下几种测量方法：机械式测量法、电感式测量法、电容式测量法和光电测量法等。哈尔滨f：业大学工学硕L学位论文1．2．1机械式测量法机械式测量是一种较为成熟的直径测量方法，这种测量方法因其具有原理简单、使用方便、测量成本低等优点广泛的应用于工业现场中【1’31。对于大尺寸物体直径的机械式测量，在工业上通常采用千分尺测量法、兀尺法、弓高法和坐标测量机测量法等方法14。J。对本文所涉及的插针这类小直径物体，一般采取卡尺法。卡尺法是目前在车间现场中检验中小尺寸物

5、体直径的常用手段之一。对于lm以下的工件采用这种方式测量，其测量误差为0．03ram。随着电子技术的发展，近些年来出现了多种类型的电子卡尺，采用数字显示的方法直接获取测量结果，减少了因人为读数原因造成的误差，精度可以达到0．0lmm(”。但是，测量直径较小的细丝时，如果使用卡尺直接进行测量将会引起细丝的形变，从而导致测量的误差。所以，在对精度要求不高的工业场合，对细丝这类规则棒材的测量，一般采取称重法等间接测量方法【sl。机械式测量法虽然在工业现场中应用较为广泛，但多应用于对精度要求不高的场合。同时，由于机械法属于接触式测量，易对被测件表面造成损伤。所以对于本文所研究的插针测

6、量而言，要求测量精度较高，同时需要防止对工件表面的磨损，故机械式测量法并不能很好的适用于这种测量场合，同时也不能满足自动化测量的要求。1．2．2电感式测量法电感式测量法是利用电感线圈的互感或自感的变化来实现测量的方法。这种测量方法的核心部分是可变自感或可变互感。电感传感器的基本原理是在传感器材料一定的情况下，传感器的自感或互感是气隙厚度6和气隙截面面积S的函数，即L=，(J，S)。如果保持S不变，则￡为6的单值函数，可构成变气隙型传感器；如果保持6不变，使S随位移而变，可构成变截面型传感器；如果在线圈中放入圆柱型衔铁，衔铁上下移动时自感将会发生变化，这就构成了螺杆型传感器。三

7、类传感器的原理如图1．1所示。这种测量方法所使用的电感式传感器具有结构简单可靠、输出功率大、输出阻抗小、抗干扰能力强、分辨率较高、稳定性好等特点，传感器对工作环境要求不高，分辨力较高。这种测量方法主要用于位移、长度和压力的检测l”。哈尔滨T业大学T学硕士学位论文尊螂甲3a)气隙型b)截面型c)螺管型1一线圈2一铁心3一衔铁图1-1自感式传感器原理图Fig．1·1PrincipleFrameoftheInductiveTransducer但是电感测量法属于接触式测量方法，频率响应低，不适用于快速动念测量，