机械加工误差管理论文提纲

论文题目：火箭压缩弹簧刚度检测系统的研究

摘要：近年来,我国的航天事业飞速发展,火箭发射密度越来越高,这对火箭中零部件的质量和性能的要求也越来越高。压缩弹簧在火箭中的应用非常广泛,其刚度特性的好坏对火箭的发射具有重大的影响,完善对火箭压缩弹簧的刚度检测对我国航天事业的发展具有重要的意义。压缩弹簧经常会由于加工误差、材料缺陷等因素,造成在弹性范围内其刚度不满足要求或存在较大的波动,影响火箭的安全发射。因此,有必要对火箭压缩弹簧的刚度特性进行检测,剔除不合格产品。目前,对于火箭压缩弹簧的刚度检测,多采用检测一定压缩量之内的平均刚度的方式,无法获取弹簧完整变形范围内刚度曲线的波动情况,留下了安全隐患。因此,需要对火箭压缩弹簧刚度检测系统进行研究,提高刚度检测的质量与精度。根据三种待测弹簧的结构尺寸、刚度特性及检测要求,确定检测系统的具体指标,根据系统的指标要求进行火箭压缩弹簧刚度检测系统的总体方案设计,并进行系统机械结构部分的设计与搭建,主要包括加载机构、定位装夹机构和传感器的选型与布局。以STM32F103ZET6为主控芯片,以AD7606为传感器数据采集芯片,完成控制系统硬件电路部分的设计与搭建,并进行嵌入式程序编写。以MFC基础类库为基础,进行上位机软件的开发,实现与STM32的串口通信及对系统的控制,设计用于传感器信号的滤波算法,并采用MFC与Matlab联合编程的方式进行传感器信号的滤波处理,采用Access完成系统数据库的设计与搭建,实现实验信息的存储与管理。通过激光位移传感器的标定实验及所设计滤波算法的仿真实验,保证检测结果的精度,制定弹簧合格性的评价指标,并通过大量实验确定各个指标的具体临界值,最后进行系统的精度检测实验及弹簧的刚度检测实验,并对压缩弹簧的合格性进行评价。对火箭压缩弹簧刚度检测系统的研究主要包括系统机械结构的设计、控制系统的设计、上位机软件的开发与系统的实验研究,能够有效地提高弹簧刚度检测的效果和精度,满足系统的技术要求。

关键词：压缩弹簧;刚度检测;嵌入式控制;上位机

学科专业：机械工程（专业学位）

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题来源及研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.2.1 压缩弹簧刚度检测设备的国内外研究现状

1.2.2 上位机软件开发的国内外研究现状

1.3 本文的主要研究内容

第2章 压缩弹簧刚度检测系统的总体设计

2.1 压缩弹簧刚度检测系统的指标分析

2.2 压缩弹簧刚度检测系统总体方案设计

2.3 压缩弹簧刚度检测系统的机械结构设计

2.3.1 压缩弹簧刚度检测系统加载机构设计

2.3.2 压缩弹簧刚度检测系统定位装夹机构的设计

2.3.3 传感器的选型及布局设计

2.4 本章小结

第3章 压缩弹簧刚度检测设备控制系统的设计

3.1 压缩弹簧刚度检测系统的控制系统功能分析

3.2 压缩弹簧刚度检测系统的控制系统电路设计

3.2.1 伺服电机控制模块的电路设计

3.2.2 数据采集模块的电路设计

3.3 压缩弹簧刚度检测系统的控制系统程序设计

3.3.1 伺服电机控制程序设计

3.3.2 传感器数据采集程序设计

3.3.3 液晶显示屏程序设计

3.4 本章小结

第4章 压缩弹簧刚度检测系统上位机软件的开发

4.1 上位机软件的总体设计

4.1.1 上位机软件各功能模块的设计

4.1.2 上位机软件开发环境的选择

4.2 上位机软件控制模块的设计

4.2.1 上位机软件串口通信的实现

4.2.2 上位机软件控制功能的开发

4.3 上位机软件数据处理模块的设计

4.3.1 数据滤波算法的研究

4.3.2 MFC与 Matlab联合编程的实现

4.4 上位机软件数据管理模块的设计

4.4.1 Access小型数据库的设计

4.4.2 数据管理界面的设计

4.4.3 弹簧刚度信息Excel存储的实现

4.5 本章小结

第5章 压缩弹簧刚度检测系统的实验研究

5.1 激光位移传感器的标定

5.2 数据滤波算法的仿真实验

5.3 弹簧刚度特性的评价指标设计

5.4 弹簧刚度检测实验

5.4.1 系统精度检测实验

5.4.2 弹簧刚度检测实验

5.5 本章小结

结论

参考文献

致谢