直线度误差测量软件开发范文

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1直线度误差的评定方法

两端点连线法:以测得的误差曲线首尾两点的连线作为理想要素，作平行于该连线的两平行直线将被测要素包容，两平行直线间的纵坐标距离即为直线度误差。这种方法较简单，但是精度较低。最小二乘法:以各采样点偏差值的最小二乘直线为评定基线，求得基线两侧的最远点到基线的纵坐标距离，这两者的绝对值之和为被测件的直线度误差。由于其理论成熟，算法简便，在包括直线度误差在内的形位误差评定中得到了广泛的应用。最小区域法:其判别准则是，对于给定平面内的直线度误差，满足最小包容区域的两平行线应符合“相间准则”，即两平行直线包容被测误差折线时成“高—低—高”或“低—高—低”相间的三极点接触，两包容线间的距离即为符合最小条件的直线度误差值［2］。此方法精度最高，一般评定结果小于或等于其它两种方法。本系统考虑到实际应用的综合性，内置了最小二乘法和最小区域法两种评定标准，实际应用中，可根据需要进行选择切换。

2直线度误差测量软件设计

2.1软件的功能模块组成本系统主要由:实时数据采集模块、显示模块、参数设置模块、误差评定模块、数据存储模块以及故障检测模块组成。各功能模块分别完成以下主要任务:实时数据采集模块:主要通过与下位PLC之间约定的协议，进行交互通信，控制PLC执行数据采集任务，将不同位置点处采集到的传感器数据读取到PLC中。在完成1个周期的动作后，发送指令给PLC，进行下一轮的采集。显示模块:将采集到的水平面和垂直面数据信息，在界面上进行显示，同时显示系统的运行状态、进度、检测结果等信息。参数设置模块:设置产品信息，如批次、编号、班次、型号等，以及精度要求等参数。误差评定模块:从PLC的数据存储区中分别读取采集到的水平面和垂直面数据信息，并根据所设定的评定方法进行判断是否合格。数据存储模块:将检测到的合格产品及不合格产品的采集到的数据写入到数据库中，便于随时查询及分析原因，同时对所检测产品可在今后实施追溯。故障检测模块:与PLC通讯，对PLC中检测到的设备故障在软件系统中进行显示，辅助设备操作人员快速定位和排除系统故障。

2.2与PLC的通讯VB中提供了可与设备串口实现通讯的MSComm控件，从而实现与PLC的通讯。在VisualBasic所设计的工程中，单击“工程”－“部件”菜单，选择Mi-crosoftCommControl6.0，将其添加到所创建的工程中。MSComm控件有两种通信方式，查询方式和事件驱动方式。当采用事件驱动方式时，当有数据到达端口或者端口的状态发生改变时，都将触发MSComm控件的OnComm事件，这是处理串行端互作用的一种有效方法，可以捕获和处理这些通信事件，通过查询CommEvent属性值，可以获得关于通信事件的完整信息。而采用查询法时，则是查询MSComm控件的某些属性，如CommEvent属性、InBufferCount属性的值等［3－4］。系统与下位PLC之间的通信连接采用HostLink协议，在一次交换中传输的命令或应答的数据被称为一帧，一帧最多可包含131个数据字符，最后以校验码及结束符结束。数据传送时的流程如图1所示。命令可参考具体的PLC的编程手册［5］，其基本格式如下:测量软件发给PLC的命令格式:其中:起始符为@;节点为指定与测量软件通讯的PLC;命令码为两个字节的命令码，即指定读或写;正文为设置的命令参数;检验码为@开始到正文结束的所有字符的ASCII码按位异或运算的结果;终止符表示命令的结束。其中，结束码表示命令结束状态，如:00表示正常完成;其余代码与发送命令格式意义相同。

2.3软件的编制系统的开发使用VisualBasic6.0，并使用Access2007作为数据库存储采样点的数据及相关产品信息。系统内置了最小二乘法和最小区域法两种评定标准，可根据需要在界面上通过单击进行选择切换，完成相关检测参数如规格、型号、班次等信息的设置后，单击开始检测，系统即可读取检测数据，将读取到的数据采用图形化显示，同时，利用内置的直线度误差评定算法，对该零件的直线度误差进行评定，合格数据自动记录到ACCESS数据库中，便于产品的追溯和打印质检报告，若产品不合格，则发送相应的信号给PLC，由PLC控制执行机构，将不合格产品输送到指定的位置，进行下一步的处理。在开发过程中，程序采用了模块化设计的思想，将上述各功能模块的功能在子程序中实现，运行过程中通过主程序调用各功能模块子程序。系统软件的流程如图2所示。表1所示为以一长约2.4m导轨为测试对象，测试间隔为200mm，使用本测量程序检测出直线度误差，并判断是否合格。系统实际执行如图3所示。

3结语

本课题所开发的直线度误差测量软件，界面友好，可准确地测量和评定零件的直线度，不但可以作为零件验收是否合格的依据、并提供质检报表，同时也可以对长期积累的误差数据进行分析，找出误差产生的原因，为提高零件加工精度和装配精度提供可靠的依据。用普通测量器具进行直线度的测量，不但处理复杂，效率低，而且容易出错，不易得到精确的结果。通过本课题开发的自动测量软件，给测量工作带来了极大的便利，配合相应的执行系统，可实现检测、分拣系统的全自动化，为企业带来大量的效益。

作者：杨家荣 单位：上海电气集团股份有限公司中央研究院