形位误差综合测量实验设备的研制(2)

Abstract .................................................................................................................................... III

1.前言

1.1概述 ...................................................................................................... （1）

1.2课题来源、目的及意义 ........................................................................ （1）

1.3形位误差测量的概念及相关实验设备研究现状 ................................ （2）

1.4本文研究的主要内容 ............................................................................ （5）

1.5本章小结 ................................................................................................ （6）

2.实验台总体方案研究

2.1实验系统简介 ........................................................................................ （7）

2.2系统总体方案 ........................................................................................ （8）

2.3设计方案小结 ...................................................................................... （11）

3.实验硬件系统研究

3.1系统机械结构研究 .............................................................................. （12）

3.2系统电气结构研究 .............................................................................. （26）

3.3本章小结 .............................................................................................. （34）

4.测量软件系统研究

4.1编程环境简介 ...................................................................................... （35）

4.2系统实验软件结构设计 ...................................................................... （36）

4.3系统实验软件的编码实现 .................................................................. （39）

4.4实验系统的实验实施情况 .................................................................. （53）

4.5本章小结 .............................................................................................. （61）

5. 总结与展望

5.1 全文总结 ............................................................................................. （62）

5.2 工作展望 ............................................................................................. 致 谢 .......................................................................................................................... 参考文献 ..................................................................................................................... 附录 攻读硕士学位期间发表的论文................................................................

62） 64） 65） 69） （（（（

1.前言

1.1概述

制造业是当代工业的基础，它担负着向国民经济其他各行业提供工具、仪器和各类技术装备的任务。在整个制造工艺流程中，由于机床系统本身在制造过程中便具有一定的几何误差，并且加工过程中机床系统和工件产生微量的形变，都会导致工件的制造误差。机械零件的制造误差包括尺寸偏差、形状误差和位置误差，其中形状误差中包含了宏观层面上的几何形状误差以及微观层面上的波度和表面粗糙度。

形状和位置误差（后文简称形位误差）对机械零件的使用功能有着极其重要的影响。例如，滚动导轨工作面相对于安装面的直线度和平行度误差，会直接影响滚动导轨滑块运动的精度；又如，磨床主轴安装砂轮的的定心锥面对两轴颈的跳动误差，会影响砂轮的旋转精度，进而对磨床加工的质量产生不利的影响。但是要求制造完全没有形位误差的的零件，既无技术上的可能也无经济上的必要[1]。

因此，对机械零件的形位误差进行精确的形位误差评定极为重要，通过检测零件的形位误差，既能够剔除不合格产品，把握产品质量，还能帮助对加工工艺和生产流程进行改进和提高。

1.2课题来源、目的及意义

1.2.1课题来源

在普通高等学校教学安排中，《互换性与技术测量》课程属于机械制造专业的必修专业课程。作为机械制造专业实验教学中的一个重要组成部分，形位公差的测量实验对于学生学习和掌握形位公差测量的原理和技术有着相当大的帮助与促进作用，也可以为他们将来的科研和工作打下坚实的基础。但是目前国内市场上针对普通高等学校教学实际出发研制的形位误差测量设备比较少见。本实验室结合教学仪器市场需求实际，决定

自主研发一套经济型形位误差综合测量设备，解决形位误差测量教学实验环节对实验器材的需求，同时也填补了实验室自身教学仪器产品线的空白。

1.2.2课题的目的和意义

本课题主要针对目前普通高等学校形位误差测量实验部署中，实验设备种类单一、数量匮乏且应用受限等现状而立项的。本文将机械、传感器和软件技术相结合，以简洁、精密的机械机构为基础，搭载高精度的位移传感器，并利用可视化软件技术编制用户友好的程序界面，改变传统测量实验过程中，操作步骤复杂、数据结果处理过程枯燥的弊端，将实验过程和测量结果简明方便的传递给学生。本实验设备的研制就是为了是学生更好地掌握形位误差测量实验的原理和过程，巩固相关课程的学习效果。同时，在本实验设备的基础上，通过换装相应的组件，也可以满足中小型企业对普通精度工件形位误差的检测控制工作。

1.3形位误差测量的概念及相关实验设备研究现状

1.3.1形位误差的定义

我国现行的形位公差标准为：《形状和位置公差 通则、定义、符号和图标表示法》（GB/T 1182—1996），《形状和位置公差 未注公差值》（GB/T 1184—1996），《形状和位置公差 检测规定》（GB/T 4249—1996），《形状和位置公差 最大实体要求，最小实体要求和可逆要求》（GB/T 16671—1996）等。这些标准中定义：形位误差是指被测提取要素对其拟合要素的变动量[2]。

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