轴类零件综合误差在线测试仪研究与实现

摘要

机械加工时,经常遇到加工高精度的轴件.对轴件的测量方法通常有两种:在线测量、离线测量.离线测量不能及时测量被加工轴件的当前尺寸,劳动效率较低,易出现废品;在线测量可使加工精度、生产效率相对提高.当然,测量会存在误差.其中圆度误差对机器有直接的影响,在高速运动下,零件的偏心、跳动、不圆度等会引起装备的振动和噪声,降低装备的使用寿命,严重时甚至造成疲劳损坏.因此,对轴类零件圆度误差等进行测量是检验该类零件加工质量是否合格的的重要指标之一.本文主要在以下几个方面进行了研究与探索:1)指出了采用V型测量法存在的不足,采用了测量基准和加工基准统一的测量原理.在此基础上,研究了在线测试仪的总体方案,该总体方案能实现自动装夹,自动测量及数据处理,同时也能实现多公差项目的检测.2)针对采用的测量原理,主要研究了总体方案中总体结构的设计,包括布局型式,零部件的选用和关键零件的校核计算.3)研究了数据采集系统和轴件自动装夹控制系统的硬件实现方案,从设计成本的角度出发,通过分析对比,采用步进电机实现轴件的自动装夹,采用HY-1232数据采集卡及电涡流传感器等组成数据采集系统.4)研究了数据处理的方法,提出了将混合混沌搜索方法用于求取圆度误差的新算法,这种算法能够实现全局寻优,给正确评定测量误差提供了有效的手段,并给出了圆度、圆柱度、同轴度、端面跳动、径向跳动误差的评定标准.最后,给出了电机控制系统和数据处理的流程框图,并通过软件实现了各种控制功能.

目录

文摘

英文文摘

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第一章概述

1.1课题来源及研究意义

1.2国内外研究现状

1.3研究内容

第二章轴类零件综合误差在线测试仪的总体方案设计

2.1引言

2.2设计的任务

2.3测量原理分析

2.4总体方案设计

本章小结

第三章轴类零件综合误差在线测试仪的结构设计与计算

3.1测试仪部件的结构方案

3.2关键零部件计算

本章小结

第四章数据采集与自动装夹控制系统设计

4.1引言

4.2电机控制系统设计

4.3数据采集系统设计

本章小结

第五章数据处理算法设计

5.1引言

5.2测量数据的处理方法与评定

5.3基于混沌机理的搜索算法

5.4混合混沌算法在圆度误差计算中的应用

本章小结

第六章系统软件设计

6.1引言

6.2自动装夹控制系统软件设计

6.3数据采集系统软件设计

6.4数据处理系统软件设计

本章小结

第七章工作总结与研究展望

7.1工作总结

7.2未来研究展望

致谢

参考文献

附录

作者在攻读工程硕士期间发表论文情况