圆度仪信号处理单元与数据管理系统设计

论文摘要

回转零件的圆度误差直接影响着使用该零件的机器质量,因此正确检测回转零件的圆度误差对保证产品质量具有重要意义。综合对比各种圆度误差测量方法,圆度仪因其高精度特性而备受关注。本文在分析和测试Talycenta51圆度仪基础上,结合虚拟仪器开发平台LabVIEW,提出一种可行的圆度仪软、硬件改造方案,即在保留原有仪器机械结构的前提下,通过改进信号调理电路,将测量信号输入到计算机,由LabVIEW实现各种分析,并以图形化方式输出评定结果。本文的研究内容主要包括以下几个方面:简要介绍圆度误差测量的基本模型,对比各种测量法以及与之对应的误差评定方法,指出圆度仪半径测量法是目前最通用的圆度误差测量方法,因此改造此类仪器是有必要也是有意义的。从圆度仪工作原理入手,详细介绍了圆度仪测量系统的硬件结构,设计了整体改造方案,分析了传感器信号调理电路原型和实现方法,探讨了圆度仪工作台调平调心理论,给出了调整工作台的实际操作方法,实现了圆周信号的等间隔数据采集。根据圆度仪平台所需要实现的功能,选用合适的软件模型,设计圆度信号数据管理系统,统一调度数据分析和硬件控制。完成了数据采集程序的编写,开发了符合GB/T7235-2004规定的数字滤波器,并给出了有效抑制数字滤波器边缘效应的方法,阐述并编程实现了圆度误差的评定算法。按照系统测量的需要,通过实验求得传感器的标定参数,验证圆度误差测量的重复性和准确性,并针对实验结果,分析误差原因,提出改进措施。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题背景与意义
• 1.3 国内外圆度测量研究现状
• 1.4 LABVIEW 虚拟仪器软件平台
• 1.5 论文框架及主要研究工作
• 2 信号处理单元设计与实现
• 2.1 TALYCENTA51 圆度仪改造方案
• 2.2 传感器
• 2.3 信号调理电路设计
• 2.4 电机控制系统基本结构
• 2.5 调心调平功能分析和实现
• 2.6 数据采集模块
• 2.7 本章小结
• 3 数据管理系统软件设计
• 3.1 系统软件结构
• 3.2 虚拟仪器软件设计模式
• 3.3 数据采集程序设计
• 3.4 电机控制程序
• 3.5 数字滤波器设计
• 3.6 圆度算法
• 3.7 本章小结
• 4 圆度测量实验
• 4.1 传感器标定实验
• 4.2 改造后性能测试
• 4.3 本章小结
• 5 全文总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1
• 附录2