基于嵌入式技术的虚拟式零件尺寸检测系统研究

论文摘要

零件尺寸检测在现代工业生产中占据了极其重要的地位,尤其是近些年人们生活质量的提高,对产品的质量要求越来越高,提高尺寸检测技术已经迫在眉睫。目前,国内的大多生产企业依然选用传统的手工方式进行零件尺寸检测。这样的工作方式精确度低、成本高、效率低、劳动强度大、生产不灵活等。对于生产中检出的废次品将直接以不合格品处理,对企业来说是一个巨大的经济损失。大型企业所选用的高精度高自动化的尺寸检测仪器主要来自进口,价格昂贵,维护难度大。因此,将零件尺寸检测作为一个研究课题具有重要的意义。为了降低零件的不合格率,我们将应用统计过程控制理论的方法来对加工零件采取事前预防的原则,使产品的工艺过程处于“统计受控”状态,最终达到工序过程的稳定状态,保障产品的性能、寿命、可靠性、安全性及稳定性。本课题将嵌入式技术和虚拟仪器技术相结合,运用现行的尺寸检测技术,开发出了一款体积小、成本低、可靠性高、实用性强的尺寸检测仪器。它可以取代传统的检测方式,改善企业的生产加工,提高检测效率,保证零件加工的精度,降低劳动成本,提高企业的经济效益。基于嵌入式技术的虚拟式零件检测系统是基于32位的ARM微处理器、嵌入式WinCE操作系统来实现的,以Visual Studio 2005作为开发平台,在传感技术和串口通信的基础上,运用SQL Server CE数据库实现数据的存储功能,最后通过统计过程控制理论实现数据的分析与处理。本系统的开发运用了面向对象(OOP)技术,采用模块化设计思路,将仪器的开发划分成四大模块,包括通信模块、存储模块、分析模块以及显示模块等,形成了一体化的虚拟式检测仪器。本课题是一次将虚拟仪器技术应用于静态变量的尝试和探索,开辟了虚拟仪器技术发展的新方向。实验表明,将尺寸检测技术与过程能力控制理论应用于零件尺寸检测系统是可行的,可以较好的提高零件尺寸检测的精度和效率,实现自动化测量。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 论文研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状分析
• 1.3 课题的提出与论文研究内容
• 1.3.1 课题的提出
• 1.3.2 论文研究内容
• 2 统计过程控制理论
• 2.1 统计过程控制技术
• 2.2 常规控制图
• 2.3 控制图判断准则
• 2.3.1 判稳准则
• 2.3.2 判异准则
• 2.4 常规控制图的应用
• 2.4.1 均值-极差（（x|-）-R）控制图
• 2.4.2 均值-标准差（（x|-）-s）控制图
• s）控制图'>2.4.3 单值—移动极差（（x|-）-R_s）控制图
• 2.5 过程能力与过程能力指数
• 2.5.1 过程能力
• 2.5.2 过程能力指数
• 2.6 小结
• 3 零件尺寸检测系统的总体设计
• 3.1 系统的组成结构
• 3.1.1 嵌入式系统概述
• 3.1.2 虚拟仪器技术
• 3.2 系统的总体结构
• 3.3 系统的硬件构成
• 3.3.1 传感器的选择
• 3.3.2 容栅式电子千分表及数据转换器
• 3.3.3 嵌入式处理器的选择
• 3.4 软件功能模块设计
• 3.5 小结
• 4 零件尺寸检测系统的软件实现
• 4.1 系统的软件总体设计
• 4.2 WINDOWS CE 及开发环境概述
• 4.3 串口模块
• 4.3.1 串口概述
• 4.3.2 串口通信类
• 4.3.3 参数设置
• 4.3.4 传感器校准
• 4.3.5 采集处理
• 4.4 通信模块
• 4.4.1 数据记录
• 4.4.2 数据库中表的设计
• 4.4.3 数据回放
• 4.5 分析模块
• 4.5.1 常规控制图绘制
• 4.5.2 判断准则
• 4.5.3 过程能力分析
• 4.6 小结
• 5 实验验证
• 5.1 现场实验验证
• 5.2 小结
• 6 总结与展望
• 6.1 主要工作总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文