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大眾聯(lián)合發(fā)展有限公司的汽車發(fā)動機連桿測量、稱重機是意大利MARPOSS公司的80年代產(chǎn)品。經(jīng)多年連續(xù)高效率的使用，控制系統(tǒng)嚴重老化，故障率增高。并且缺乏必要的備品、備件，已不能滿足目前正常生產(chǎn)的要求。2002年4月與大眾聯(lián)合發(fā)展有限公司簽訂合同，對該測量、稱重機控制系統(tǒng)進行改造。
一、 控制系統(tǒng)改造要求
1、在傳感器和機械系統(tǒng)不更換的情況下、只對電氣系統(tǒng)進行改造。經(jīng)改造后的控制系統(tǒng)能與原有的機械和傳感器系統(tǒng)完全匹配。以工控機能連續(xù)穩(wěn)定工作二個月為驗收依據(jù)。
2、用標準校準件，能一次全部校正測量零位，其工控機重復測量精度（不得低于改造前MARPOSS公司同類產(chǎn)品的精度）不得大于0.001 mm/20次。
3、顯示屏能顯示的內(nèi)容如下：
3.1 對連桿尺寸的測量，正常情況下顯示（按MARPOSS公司同類產(chǎn)品指示要求）26個測量點實際值，并有彩色區(qū)分合格與超差。
3.2 傳感器斷線報警顯示；系統(tǒng)自檢報警顯示；傳感器單獨調零誤差顯示（以整機驗收時作基準）。
3.3 具有重復誤差調零提示。
3.4 能準確顯示連桿實際重量，并能將被測連桿按重量誤差自動分組顯示組號（0—9）。
二、 改造概況
1、被測工件圖及測量內(nèi)容：
1.1測量工件簡圖，如圖一（圖中▲為測量用傳感器的示意位置）：
1.2測量內(nèi)容
編號 | 測量內(nèi)容 | 編號 | 測量內(nèi)容 |
1 | 大頭內(nèi)徑 DA | 2 | 大頭園錐度 KA |
3 | 大頭橢圓度 SA | 4 | 小頭內(nèi)徑 DB |
5 | 小頭圓錐度 SA | 6 | 小頭橢圓度 SB |
7 | 兩孔軸心線扭曲度 Uy | 8 | 兩孔軸心線平行度 Ux |
9 | 連桿厚度 t | 10 | 兩孔軸距V |
11 | 連桿兩平面平行度 V | 12 | 大頭軸心線在Φ55直徑上的平跳動δ |
13 | 鍵槽寬度 W | 14 | 連桿稱重及重量分組 |
2、測量控制系統(tǒng)原理
2.1系統(tǒng)框圖，如圖（二）：
2.2工作原理
調理放大電路，發(fā)出一組6 K激勵信號到此Ｍarposs的傳感器Ｍarposs傳感器的反饋信號經(jīng)分頻、兩級放大后，變成５Ｖ的模擬信號。信號的大小為1.12V/50μm， 經(jīng)ADVANTECH板卡轉換為１２位的數(shù)字信號，送入西門子的工控機（PC670）。工控機把輸入信號根據(jù)數(shù)學公式運算后，得到最終結果。
2.3控制設備
此次MARPOSS電測儀改造后的系統(tǒng)由五部分組成：
1、機架及MARPOSS的差動變壓器式的傳感器：保留原有的配置，只進行調整及修復，恢復原有精度。
2、工控機: 帶觸摸屏的西門SIMATIC PANCE PC670 。
3、控制板卡：ADVANTECH板卡，共有32路Ａ/Ｄ轉換電路、8路Ｄ/Ｉ開關量電路。
4、自制調理板、放大板電路。
5、輔助電路：調理電路的電源、進線空氣斷路器、具有過載、短路保護。
2.4數(shù)據(jù)設定
1、進入主菜單的 “設置標定值”可以工件的公差帶，測量中大于公差帶的數(shù)據(jù)在“測量工件尺寸”用紅色數(shù)字表示，小于公差帶的數(shù)據(jù)在“測量工件尺寸”用綠色數(shù)字表示。
2、以標準件為基準，大于標準件的數(shù)據(jù)為正，小于標準件的數(shù)據(jù)為負。
三、連桿測量和計算理論依據(jù)
1、原始資料
按甲方提供的連桿053105401圖紙要求進行測量。測量用傳感器的布置示圖，用于幾何量的傳感器共22只，見圖（一）所示編號1～20。21-22號傳感器為稱重用傳感器。
2、假設與規(guī)定
2.1測量按比較法原理進行，假設由甲方提供的連桿標準件形位誤差可忽略不計，所提供的尺寸值作為標準量。
△i ———— 測量傳感器用標準件校零后，測量工件時的相交示值，i=1，2，┉22。
DA0 ———— 標準件大頭內(nèi)徑
DB0———— 標準件小頭內(nèi)徑
t0 ———— 標準件厚度
L0 ———— 標準件孔距
2.2 規(guī)定所有的傳感器測頭向外時為正，向內(nèi)為負。例如，測內(nèi)孔傳感器測頭由圓心向外為正，向圓心為負。
2.3 內(nèi)孔計算的理論依據(jù)
內(nèi)孔計算采用最小二乘圓法，設最小二圓中心從O＇的坐標為（a,b）,半徑為R0按最小二乘法原理，有
I=1,2,3…n
式中ri為被測實際輪廓上第I點H0’的向距離。
最小二乘圓中心O的坐標（a,b）與半徑R可由下列各式近似求得，
a=i
b=i
R=i’
D=2R
式中xi,yi ——— 實際輪廓上等分角間隔點Pi的坐標值；
ri’ ———— 測點Pi孔坐標原點（標準件內(nèi)孔中心）的徑向距離；
n ——— 實際輪廓間隔數(shù)。
本例坐標及測點分布見圖（一），由圖可見N=4。以下標A表示連桿大頭內(nèi)孔，B表示連桿小頭內(nèi)孔，M、N表示大頭內(nèi)孔測點所在兩平面，P、Q表示小頭內(nèi)孔測點所在兩平面，可以分別得到四個最小二乘圓的參數(shù)。
2.4計算用數(shù)學模型（略）
四、改造效果
經(jīng)過二年多的使用證明完全達到了合同的要求。
