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齿轮测量中心测控系统开发

作 者: 昌明
导 师: 张琳
学 校: 西安理工大学
专 业: 测试计量技术及仪器
关键词: 齿轮测量中心 渐开线圆柱齿轮 电子展成法 电子齿轮 测控系统
分类号: TG86
类 型: 硕士论文
年 份: 2006年
下 载: 306次
引 用: 7次
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内容摘要


随着我国制造业水平的不断提高和发展,以及对外经济贸易活动的日益频繁,不但对齿轮的加工和检测精度提出了越来越高的要求,还对齿轮误差评价标准提出了多样化的要求。而传统齿轮测量仪器虽然测量精度较高,但由于功能单一、数据处理能力弱等缺点,已经无法满足自动化检测的要求。本课题从工程实际出发,成功地完成了齿轮测量中心测控系统的开发工作。本文论述了以电子展成法为运动控制基础,结合坐标测量技术进行误差补偿的原理,开发齿轮测量中心测控系统的实现方法。从仪器的机械系统特点出发,建立了具有开放式系统结构特点的自动运动控制系统,状态监控系统和数据采集系统,从而使仪器具备了自动测量所需的硬件条件。运用面向对象的编程思想对圆柱齿轮的特征参数和测量方法进行了抽象与封装。按照软件工程的开发规范完成了齿轮测量中心用户软件中测控系统软件部分的代码编写工作,主要包括数据采集程序,状态监控程序,运动控制程序和用户接口程序等。与设计的机械系统相互配合,实现了渐开线圆柱齿轮各单项参数的自动测量功能。整机联调和实验验证表明了本套测控系统的软硬件开发是比较成功的,实现了渐开线圆柱齿轮各单项误差的自动化测量,并对其它同类仪器的产品开发和升级改造具有参考意义和实用价值。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
1 绪论  7-11
  1.1 齿轮检测技术的发展历史和现状  7-8
  1.2 计算机数控系统的发展  8-10
  1.3 本课题研究的重要意义及内容  10-11
2 齿轮测量中心的测控原理及系统组成  11-17
  2.1 测量原理及系统要求  11-12
  2.2 测量中心的系统组成  12-17
    2.2.1 机械系统  12-14
    2.2.2 测控系统  14-17
3. 运动控制系统与状态监控系统  17-29
  3.1 运动控制系统  17-27
    3.1.1 运动控制器与伺服机构的选择  17-21
    3.1.2 位置测量系统的构建  21-25
    3.1.3 顶尖自动运动控制  25-27
  3.2 状态监控系统  27-29
    3.2.1 测头保护软件设计  27-28
    3.2.2 气压监控与急停逻辑  28-29
4 数据采集系统  29-40
  4.1 测头的选择和标定  29-33
    4.1.1 电感测头工作原理  29-30
    4.1.2 测量电路  30-31
    4.1.3 软件数字滤波实现  31-32
    4.1.4 电感测头的标定  32-33
  4.2 数据采集卡的选择与使用  33-34
  4.3 信号转换接口设计  34-40
    4.3.1 操纵杆接口电路设计  34-35
    4.3.2 FPGA在人机交互接口中的应用  35-40
5 测控系统软件开发  40-64
  5.1 测控系统软件结构与功能特点  40-42
  5.2 测量用户程序  42-46
    5.2.1 测量前准备环节  43
    5.2.2 运动控制程序  43-45
    5.2.3 数据采集程序  45-46
  5.3 齿轮测控系统坐标系的建立  46-50
  5.4 齿轮常用参数的测量  50-62
    5.4.1 齿廓偏差测量  50-56
    5.4.2 螺旋线偏差测量  56-60
    5.4.3 齿距偏差测量  60-62
  5.5 技术人员调试程序  62-64
6 实验验证  64-66
  (1)齿廓误差测量实验  64
  (2)螺旋线误差测量实验  64-65
  (3)齿距误差测量实验  65-66
7 总结与展望  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-70
附录1 实验数据  70-74
附录2 插图  74-76
附录3 攻读硕士期间发表的学术论文  76

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 公差与技术测量及机械量仪 > 齿轮测量及其量仪
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