螺纹量规检测专用软件的设计与开发

论文摘要

通过对螺纹参数的分类、定义以及各参数之间的相互关系,得出螺纹中径、牙型半角以及螺距等参数是影响螺纹质量的关键指标。本文通过对比传统的螺纹检测方法优缺点,应用现有先进的检测设备设计思路和激光三角法的激光位移传感器非接触检测手段,提出了螺纹量规检测专用软件的设计思路和技术方案。本文先对螺纹参数传统检测技术和目前前沿检测技术作了比较后,提出了采用非接触式扫描检测技术作为本文螺纹量规检测专用软件所涉及的检测手段,并着重提出了专用检测软件的基本框架和总体设计方案。在对检测软件提出设计方案后,重点分析了螺纹参数检测硬件部分的理论设计方案。通过对激光三角法的理论分析,验证可采用激光位移传感器对螺纹型面进行检测。根据螺纹量规的检测指标,提出了激光位移传感器的选型、功能以及精度等技术要求。同时对本文提出了螺纹量规基于虚拟坐标系螺纹参数的检测的工作原理和设计方案。采用三坐标测量机框架作为检测基件、配备回转转台、激光位移传感器等器件组成模拟检测装置,实现空间坐标环境。根据螺纹量规检测规格、精度等要求选择合适的三坐标测量机、转台以及其它零部件。介绍完检测系统整个硬件部分理论设计后,提出了对软件对螺纹扫描数据以及三坐标测量机框架、转台光栅信号的处理技术。先将螺纹的牙型轮廓扫描成基本检测数据后,剔除粗大误差后以小波阀值法滤波去噪、按一阶回归法以及插值法对有效数据进行拟合,并根据螺纹参数的判定方法和建立的标准螺纹数据库,对其进行螺纹各参数的计算、合格判别。根据螺纹参数检测的理论依据和检测软件的总体设计方案,设计了螺纹量规检测专用软件。通过对其软件的运行与数据的检测及分析,检测软件满足设计功能要求,检测精度高、计算可靠快捷、运行可靠、操作界面简单等,该软件完全符合螺纹量规实际检测的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 螺纹分类及参数定义
• 1.3 螺纹参数检测技术现状
• 1.3.1 螺纹参数传统检测方法
• 1.3.2 螺纹参数检测前沿技术的探索
• 1.4 本论文选题、结构及研究内容
• 第二章 螺纹量规检测软件总体设计方案
• 2.1 基本框架
• 2.1.1 准备功能模块
• 2.1.2 检测功能模块
• 2.1.3 计算判定功能模块
• 2.1.4 螺纹标准数据
• 2.2 面向对象技术
• 2.3 基于构件的软件设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 螺纹参数激光三角法检测技术
• 3.1 激光检测技术简介
• 3.1.1 常用激光器及其特点
• 3.1.2 激光检测技术的应用
• 3.2 激光三角法测量原理及其应用
• 3.2.1 激光三角法的测量原理
• 3.2.2 激光位移传感器的应用范围
• 3.2.3 激光位移传感器的选型
• 3.3 本章小结
• 第四章 基于虚拟坐标系螺纹参数检测原理
• 4.1 坐标系的建立
• 4.2 检测装置的结构
• 4.2.1 三坐标测量机的结构形式确定
• 4.2.2 转台的确定
• 4.3 虚拟坐标系螺纹参数检测的方法
• 4.3.1 检测装置的工作原理
• 4.3.2 检测装置的检测步骤
• 4.4 本章小结
• 第五章 螺纹扫描数据的处理技术
• 5.1 螺纹扫描数据的采集
• 5.1.1 激光位移传感器的数据采集
• 5.1.2 空间坐标系的数据采集
• 5.1.3 螺纹轴截面的找正
• 5.1.4 转台轴心的找正
• 5.2 螺纹扫描数据的处理
• 5.2.1 扫描数据的误差处理
• 5.2.2 扫描数据的拟合
• 5.2.3 扫描数据的计算
• 5.3 螺纹参数的判定
• 5.3.1 螺纹标准数据库
• 5.3.2 螺纹参数判别方法
• 5.4 本章小结
• 第六章 计算机的仿真与测试
• 6.1 概述
• 6.2 程序运行窗口
• 6.3 实验数据处理结果
• 第七章 结论和展望
• 7.1 结论
• 7.2 前景展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录