圆度仪是机械工业中应用最广泛的检测回转体零件圆度误差的高精度仪器。目前许多老式进口圆度仪,由于使用时间较长,性能下降,故障增多,甚至无法正常工作。因此,对传统的圆度仪的技术改造便具有重要意义。计算机技术的飞速发展以及虚拟仪器的产生使测量仪器发生了革命性的变化,在此背景下,开展利用虚拟仪器技术改造现有圆度仪器的研究,不仅是可行的,而且顺应了科技发展的要求。本课题围绕圆度仪器测控系统改造做了以下主要工作:首先,在广泛阅读和深入总结国内外相关文献资料的基础上,对圆度仪的工作原理进行了研究,并对其进行性能和参数测试,分析了Talycenta圆度仪改造前存在的具体问题,制定可行的改造方案。其次,将虚拟仪器技术引入圆度仪改造领域,先后选择和设计了虚拟仪器硬件和软件。在硬件方面,保留原有圆度仪的机械结构部分,使用西门子S7-200PLC作为下位机的核心控制器,构建电机控制系统和数据采集系统。在软件设计方面,上位机用在CAT（计算机辅助测试技术）领域广泛采用的美国NI公司的LabVIEW作为圆度仪测控系统软件部分的开发平台,开发LabVIEW与PLC的通信程序,在此基础上搭建圆度仪电机控制和数据采集软件平台。下位机编写PLC与LabVIEW的通信,电机控制以及数据采集的PLC程序。再次,分析最小二乘圆算法的原理,以此算法评定被测工件圆心与圆度仪转台的偏差,通过调心电机实现调心功能。最后,用设计的虚拟圆度仪对工件进行实际测试和分析。实验证明本虚拟圆度仪能够满足圆度检测功能的需求,精度上也能达到要求,为在用虚拟仪器改造圆度仪领域,提供了理论和实践依据。
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