基于虚拟仪器的零件尺寸检测仪

论文摘要

零件尺寸检测在现在的工业生成中占有很重要的地位,传统的机械零件尺寸检测仪的精度低、成本高、测量不方便、缺乏灵活性、不能在线测量,这些缺点使得零件尺寸检测的水平参差不齐,在很多情况下都造成了浪费,因此开发高性能的零件尺寸检测仪十分必要。本课题的研究将传统的零件尺寸检测技术与现代虚拟仪器技术相结合,探索在基于现代虚拟仪器技术基础上快捷的开发出能够满足用户需要的虚拟零件尺寸检测仪。这不但拓展了以前检测系统的开发模式,而且也扩大了虚拟仪器技术的应用,大大方便了检测仪器系统的开发,在经济上节约了开发成本,在时间上缩短了开发周期,在效益上提升了经济效益,在人力、物力和财力上对企业、社会的贡献是巨大的。在本文中,作者详细介绍了虚拟式零件尺寸检测仪的逻辑结构和软硬件设计,运用面向对象(OOP)的软件设计方法,通过中心控制模块、参数设置模块、数据采集与处理模块、数据分析模块、数据显示模块、数据回放模块、打印输出模块和其他辅助功能模块的设计,实现了对零件尺寸进行采集、处理、分析和显示的功能很强的虚拟式零件尺寸检测仪。在数据分析中采用了国际上已经成功应用的统计过程控制与评价技术,即SPC技术,把传统的零件尺寸检测与现代质量管理理论通过虚拟仪器技术有机的结合在一起。应用SPC技术使得零件的生产工艺得到监控,保证了工艺处于受控状态,也就能保证零件的质量。SPC技术避免了浪费,和大批不合格产品的出现,提高了生产效率。本文介绍的基于虚拟仪器的零件尺寸检测仪,是在秦树人教授倡导下将虚拟仪器应用于测控系统的一次成功的尝试。实践表明,虚拟仪器可以使传统尺寸检测与质量控制有机结合起来,展示了虚拟仪器强大的生命力和尺寸测量的新方法。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 尺寸检测
• 1.1.1 尺寸的单位：长度的定义
• 1.1.2 长度单位的历史
• 1.2 测试测量仪器的发展概况
• 1.2.1 模拟仪器
• 1.2.2 数字仪器
• 1.2.3 智能仪器
• 1.2.4 虚拟仪器
• 1.3 长度检测技术现状
• 1.4 本课题研究的意义
• 2 常用位移传感器及其原理
• 2.1 引言
• 2.2 模拟式位移传感器
• 2.2.1 电阻应变式位移传感器
• 2.2.2 电感式位移传感器
• 2.2.3 电涡流式位移传感器
• 2.3 数字式位移传感器
• 2.3.1 磁栅式位移传感器
• 2.3.2 光栅式位移传感器
• 2.3.3 容栅式位移传感器
• 3 虚拟仪器技术
• 3.1 虚拟仪器的概念
• 3.2 虚拟仪器的硬件系统
• 3.3 虚拟仪器的软件系统
• 3.4 虚拟仪器的开发系统
• 3.5 虚拟仪器的形成
• 4 统计过程控制原理
• 4.1 引言
• 4.2 SPC 技术概述
• 4.3 常规控制图
• 4.3.1 常规控制图简介
• 4.3.2 控制图技术的数学原理
• 4.3.3 控制图的核心技术之一：控制限的确定
• 4.3.4 控制图的核心技术之二：工艺过程受控状态的判断规则
• 4.3.5 应用常规控制图的基本步骤
• 4.4 应用于尺寸检测的控制图
• 4.4.1 “均值-标准偏差”控制图
• 4.4.2 “均值-极差”控制图
• 4.4.3 “单值-移动极差”控制图
• 4.5 工序能力与工序能力指数
• 4.5.1 工序能力
• 4.5.2 工序能力指数
• 4.5.3 实际工序能力指数
• 5 基于虚拟仪器的零件尺寸检测仪的研发
• 5.1 系统总体结构
• 5.2 数据采集及预处理
• 5.2.1 容栅式电子千分表和容栅数据转接器
• 5.2.2 参数设置
• 5.2.3 传感器校准
• 5.2.4 数据预处理
• 5.3 数据存储
• 5.3.1 MySQL 数据库及数据库的连接
• 5.3.2 数据库中的表及其关系
• 5.3.3 数据记录任务对话框
• 5.4 数据显示与回放
• 5.4.1 数据显示模块
• 5.4.2 数据回放模块
• 5.5 数据分析
• 5.6 报表打印
• 5.6.1 报表的基本内容
• 5.6.2 报表的实现
• 5.7 辅助功能
• 6 仪器实验举例
• 7 结论及改进方案
• 7.1 结论
• 7.2 改进方案
• 致谢
• 参考文献
• 附录：攻读硕士学位期间发表的论文