基于LabVIEW的大圆环平面在线检测系统的研究与开发

发布时间：2017-04-23 19:03

  本文关键词：基于LabVIEW的大圆环平面在线检测系统的研究与开发，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：针对直径在5000-20000m之间的大圆环平面在现场加工过程中存在平面精度难以保证这一实际难题,在分析研究了其关键问题的基础上,提出了在加工转臂上安装高精度两轴倾角传感器采集数据的检测方案,并基于LabVIEW工具开发了针对大型圆环平面水平度和平面度的高精度的快速在线检测系统。所开发的在线检测系统与莱卡公司生产的激光跟踪仪进行检测数据对比分析,数据稳定可靠,验证系统的可行性和准确性。为后续的加工控制提供了理论基础。本论文具体工作及取得的学术贡献依次如下：(1)设计了一套倾角传感器的夹具。为保证测量的稳定性,本文设计了倾角传感器的专用夹具以实现对倾角传感器在加工转臂上的精确安装、定位和夹紧,即实现对传感器Z轴转动自由度和X轴及Y轴移动的自由度的限制。(2)建立计算倾斜角和高度差的数学关系模型。通过对采集的数据进行数学分析,推导出大圆环平面与理想水平面的倾斜角数学关系模型,以及大圆环外圆和内圆之间各个高度差的数学关系模型。利用soildworks绘图测量及数学软件Mathematics求解对推导出的数学关系模型进行验算,验证其准确性,为系统软件的设计奠定理论基础。(3)程序设计。基于LabVIEW软件开发工具,实现系统软件五大模块以及主界面的程序设计。利用该系统软件对采集数据计算处理分析,可实现对平面度水平度的值及其变化曲线以及圆环面图形的直观显示。(4)实验验证。在企业检验室的检验平台上进行传感器及其夹具整体的标定,标定完成之后在经过粗车加工的5米法兰车的大圆环面上进行实验,实验过程中分别正转和反转进行6次数据采集,将计算得到的结果,与工厂利用激光跟踪仪测量得到的数据进行对比分析,验证了在线检测系统的可行性和准确度。本文基于LabVIEW开发的检测系统检测效率高,适用于现场加工大圆环平面过程中的平面质量控制。此系统是将学习的工程应用中平面度和水平度的测量知识结合LabVIEW软件编程应用到大圆环平面的在线检测的一次新的尝试,也是平面度和水平度测量领域的一次新的探索。
【关键词】：大圆环平面 LabVIEW 在线检测 水平度 平面度 倾角传感器
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG83;TP274
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-20
• 1.1 研究课题的的来源及提出13-15
• 1.1.1 大圆环平面检测对象分析13
• 1.1.2 平面度和水平度检测及存在问题分析13-14
• 1.1.3 课题的提出14-15
• 1.2 检测系统的研究现状分析15-18
• 1.3 本课题的研究意义18-19
• 1.3.1 本课题的研究目的18
• 1.3.2 本课题的研究意义18-19
• 1.4 本课题的研究内容及主要完成工作19-20
• 第二章 检测和评定方法及系统需求分析20-27
• 2.1 检测方法及评定方法分析20-24
• 2.1.1 平面度和水平度检测方法分析20
• 2.1.2 平面度和水平度评定方法方法分析20-24
• 2.2 检测系统功能需求分析24-25
• 2.2.1 检测系统自身功能需求分析24-25
• 2.2.2 数据采集需求分析25
• 2.2.3 数据处理需求分析25
• 2.2.4 通信协议需求分析25
• 2.2.5 系统设置需求分析25
• 2.3 系统的非功能需求分析25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 检测系统的检测方案与硬件架构设计27-49
• 3.1 检测方案分析27-39
• 3.1.1 检测原理分析27-28
• 3.1.2 检测方案设计28-29
• 3.1.3 数学关系模型的建立29-39
• 3.2 检测系统的硬件架构设计39-42
• 3.2.1 传感器的选择与介绍39-41
• 3.2.2 数据采集信号接口方式的选择41
• 3.2.3 运动控制器的选择41
• 3.2.4 其它硬件的选择与设计41-42
• 3.3 传感器夹具的设计与安装42-48
• 3.3.1 传感器夹具的设计42-46
• 3.3.2 传感器及其夹具的安装46-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第四章 检测系统软件设计49-67
• 4.1 检测系统软件的结构设计49-51
• 4.1.1 系统软件的结构设计和工作原理49-50
• 4.1.2 软件开发工具的选择与功能介绍50-51
• 4.2 系统的软件设计51-65
• 4.2.1 倾角传感器串口数据接收程序设计51-54
• 4.2.2 传感器校正模块程序设计与界面显示54-56
• 4.2.3 数据采集与保存模块程序设计与界面显示56-58
• 4.2.4 结果分析模块程序设计与界面显示58-64
• 4.2.5 系统软件的主界面设计64-65
• 4.3 本章小结65-67
• 第五章 检测系统实验及结果分析67-76
• 5.1 检测实验67-70
• 5.1.1 实验前标定67-69
• 5.1.2 检测系统进行实验69-70
• 5.2 实验结果分析与对比70-73
• 5.3 误差与改进问题分析73-75
• 5.3.1 误差分析73-74
• 5.3.2 改进问题分析74-75
• 5.4 本章小结75-76
• 总结与展望76-78
• 参考文献78-81
• 攻读硕士学位期间发表论文81-83
• 致谢83

【参考文献】

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本文编号：322847