摘 要

“直径在线检测系统”是指在生产过程中检测直径。钢帘线制品在工业和民用领域均有着十分广泛的用途，钢帘线的生产基本上有着一套固定的流程去进行，在这套流程中的关键就是湿式拔丝，在拔丝的过程中，主要的变量就是直径，直径是否达标直接影响了刚帘线制品和成品的质量是否合格，一旦出现了直径上的问题，那么成品的质量也会受到影响。为了防止钢帘线制品质量不合格，对帘线制品直径进行在线检测就十分有必要了，因为这是制备高质量钢帘线的关键手段。

为了防止对帘线生产过程有干扰，在对帘线制品的直径进行测量时，要选择使用非接触的测量方法。传统的方法虽然能够得到所测得的结果，但是有很多方面是有局限性的，比如接触了物体从而干扰了生产过程，操作复杂、成本很高等缺陷。

本论文设计了一套用于帘线制品直径在线检测的设备，用于在钢帘线生产过程中，对钢帘线的直径进行实时的在线监测。论文主要包括了以下内容：

1. 硬件部分设计：根据我们所需要测得的物理量，本论文中，选择使用了基恩士IB-05型激光传感器来测量帘线制品的直径，选用NI公司的USB6001数据采集卡，将激光传感器产生的模拟信号转变为数字信号并用其采集，通过USB和微型计算机连接，将数字信号传送至计算机。
2. 软件部分设计：本文选用了NI公司所开发的LavVIEW图形化程序设计工具进行软件的编写，比起传统的文本形式的程序设计，图像化的程序设计易学易用，开发效率高，十分便捷。

关键词：在线检测；直径；LabVIEW；帘线制品

Abstract

Cord products in the fields of both industrial and civilian has a very wide range of USES, cord production has a fixed set of processes to basically, in this process, the key is in wet wire drawing, in the process of wire drawing, main variables are the diameter, diameter of whether standards directly affect the quality of the just cord products and finished products are qualified, once appear, the diameter, so the quality of the finished product will also be affected. In order to prevent the quality of curtain wire products from unqualified, it is very necessary to conduct online measurement of the diameter of curtain wire products, because this is the key means to prepare high-quality curtain wire.

In order to prevent interference in the production process of curtain wire, the non-contact measurement method should be adopted when measuring the diameter of curtain wire products. Although the traditional methods can be measured by the results, but there are many aspects is limited, such as contact with the objects which interfere with the production process, operation is complicated, cost is higher.

In this paper, a set of equipment is designed for on-line measuring the diameter of curtain wire products, which is used for real-time online monitoring of the diameter of curtain wire in the process of production of curtain wire. The thesis mainly includes the following contents:

(1) The hardware design: according to the measured quantities we need, this thesis, choose to use the keyence IB - 05 type laser sensors to measure the diameter of the cord products, and choose NI company USB6001 data acquisition card, the laser sensor produced by the analog signal into digital signal and its collection, USB and personal computer connection, the digital signal is sent to the computer

(2)The software design: This article chose developed by NI company LavVIEW graphical programming tools for the writing of the software, compared with the traditional text programming, graphical programming easy to learn and easy to use, development of high efficiency and is very convenient.

Key words: online detection; Diameter; LabVIEW; Cord products

目录

摘要I

AbstractII

第一章 绪论1

1.1引言1

1.2帘线制品直径的在线测量2

1.2.1直径在线测量的发展历程2

1.2.2传感器2

1.2.2.1常用传感器的种类2

1.2.2.2激光传感器3

1.3数据采集4

1.3.1数据采集系统4

1.3.2虚拟仪器技术4

1.3.2.1 LabVIEW4

1.3.2.2 LABVIEW的特点与优点5

1.3.2.3 LABVIEW的程序设计环境5

1.4 本课题研究内容7

1.5本章小结8

第二章 硬件设计9

2.1引言9

2.2激光传感器9

2.3数据采集卡9

2.4基于计算机的测量装置原理10

2.5本章小结10

第三章 软件设计12

3.1引言12

3.2软件功能及结构简述13

3.3前面板设计13

3.4应用程序设计15

3.5系统具体应用程序的实现15

3.5.1虚通道函数15

3.5.2采样参数配置模块17

3.5.3开始任务函数18

3.5.4读取函数18

3.5.5实时显示模块18

3.5.6数据存储模块19

3.5.7停止模块19

3.5.8信息处理模块20

3.5.9停止任务与清除任务函数20

3.6仿真21

3.7本章小结21

第四章 结论23

4.1仪器的实用性23

4.2软件的人性化设计23

4.3与传统方法相比较23

4.4本章小结24

参考文献25

致谢26

1. 绪论

1.1引言

钢丝帘线是一种常用的高碳钢材料，由高碳钢通过镀黄铜所制作，并且有特定用途的纤细钢丝，同时可以用来制作钢丝绳，通常是用于橡胶制作成品的骨架制作，例如轻或重型的载重汽车用轮胎、工程机械用轮胎以及飞机用轮胎等所采用的骨架制品。

在钢丝帘线生产过程中，先对较粗直径的热轧钢丝拉到较细的直径下，然后使温度达到共析温度以上，使常温下的铁素体和渗碳体再转变回奥氏体，然后进入熔铅进行淬火，之后冷却完成组织的转化。中拉后，对钢件表面进行第二次的热处理，优化其力学性能。之后对材料的表面进行镀铜，之后再镀锌，最后利用湿法拔丝进行高速线材提取，再将强扭转应力施加到细丝上形成钢帘线，再校直后再检查。如图1-1所示。

图1-1 钢帘线的制造过程

TB6型的拉丝机是一个常用的拉丝机，通常需要190mm的钢丝，对钢丝要进行镀铜处理。该拉丝机的拉丝机构是由25个拉丝头所组成，拉拔机构放置在水箱内冷却，逐级拉拔，最后伸长至0.33mm钢丝帘线。该拉丝机的核心部分是其电气传动部分，该部分主要是通过牵引、收线和直线三个电机的配个工作来实现。该拉丝机使用了交流变频调速技术以及可程序设计逻辑控制器结合的控制方案。实践表明，该方案是可行的。

对于拉丝机来说，拉拔环节是拔丝过程中必不可少的核心环节。一共有25级拉伸，拉伸工作需要使用18.5kW电机来进行拖动。拉力来自拉丝轮与铜线之间的摩擦,其中，铜丝线的张力的松紧的程度越大，摩擦力大小越大，即他们之间呈正相关。整个拉延系统的同步取决于牵引轮的速度差和张力的在线传递。冷却水应该用来加热热量。牵引电机采用了TD-3000 的30kW的逆变器，采用V-F模式进行控制，通过控制面板的电位器进行逐级调节来调整其转速。

钢丝绳是一种强度很高，并且粗细程度很细的材料（直径约0.15～0.38毫米）。在最终湿法拉拔过程中，需要实时测量物理指标，否则容易损坏，甚至造成生产率的降低，从而使帘线的品质降低。在这个过程中，一旦直径达不到要求，则会对帘线成品的性能产生不好的影响甚至会造成成品不合格，所以 为了防止钢帘线的质量不达标，对钢帘线的直径进行在线监测是十分有必要的，可见，这种手段是准确控制帘线制品性能的十分重要手段。

1.2帘线制品直径的在线测量

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