孔径圆度自动检测系统研究

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1、word目 录摘要IAbstractII第1章 绪论1112第2章 曲轴孔圆度自动检测系统硬件设计3333344562.3.1 PC机66677第3章 曲轴孔圆度自动检测系统软件设计9991014第4章 圆度评定算法研究1515151717结论19参考文献20致谢21文档孔径圆度自动检测系统研究摘要：随着计算机和传感器技术的飞速开展，检测技术发生了革命性的变化。检测仪器仪表正朝智能化、集成化、多功能化的方向开展。孔类零件是机械设备中广泛应用的一类零件，研究与开发孔类零件的测量设备对于提高设备的装配精度、延长设备寿命具有重要意义。本课题以机车发动机曲轴孔为研究对象，开发了一种孔径圆度自动检测系统

2、。本文在分析了自动检测系统开展趋势的根底上，遵循方便、实用、经济的设计原如此，对曲轴孔圆度检测系统进展了软硬件设计。系统硬件的核心采用了性价比拟高的PC机和PLC。硬件设计采用了以现代传感技术与信号处理技术为支撑的方案。对于系统的软件局部，主要进展了实现控制操作和人机交互操作的程序设计。该程序实现了良好的人机对话、数据处理和存储功能。关键词：圆度；传感器；自动检测；PLCThe Research on Hole roundness automatic measurement systemAbstract:The rapid developments of the puter and senso

3、r technology have brought about a new revolutionary change in the measuring instrument、The measuring instrument is tending to be multi-functions、integrated and intelligent.Hole parts is one kind of ponents which is widely used in modern machine.Researching and developing this kind of measuring instr

4、ument for improving the assembling accuracy,extend the life of equipment is of great importance.This paper take the lootive engine crankshaft hole as research object,and has developed a round aperture of automatic detection system.Based on the analysis of trends in the development of automatic detec

5、tion system and the basis of follow principles that concluded convenience,practical and economical,the hardware and software of the system is designed.System hardware core adapts a cost-effective PC and the PLC.The hardware design took modern sensory technology and signal treatment technology as the

6、 scheme support.The paper describes design method and application of various modules forming the software system in detail.Meanwhile a corresponding program is developed.This program realizes good man-machine interface function quickly and reliability signal processing function strongly date signal

7、storage and transact function.Key words:roundness; sensor; automatic measurement; PLC文档第1章 绪论检测是工业生产、科学研究、国防建设和国民经济各个部门乃至日常生活的各个领域不可缺少的一项工作。检测质量的好坏往往会直接影响到国家和企业的经济效益。检测就是确定被测对象的量值而进展的测量过程1。在测控系统中，检测的主要目的是获取被测对象的有用信息，为控制生产过程提供依据，为被测对象的性能、状态提供技术数据。 中国是工业大国，圆度检测仪器具有巨大市场，然而，国内目前的研究水平离这个需求还有一定的差距。研究开发具有自

8、主知识产权的圆度检测系统，对于摆脱对进口产品的依赖，推进我国仪器数字化改造，提高检测行业的水平很有必要。并且通过研制高速、高精度圆度检测系统，还可以提高我国圆度仪的档次和技术水平，加快高档圆度检测仪器国产化，抵制国外产品对我国仪器仪表市场的冲击，尤其是对开发圆柱度仪等同类产品都具有促进意义。 通过研制机车发动机曲轴孔圆度检测系统可以解决生产厂家对产品的监控能力，为质量管理者提供决策参考。这一检测系统可以实现发动机曲轴孔圆度的全自动检测，检测时间大大缩短，实现在线和非在线的产品检测的要求。通过实施本系统，能有效的提高产品的质量，保证稳定可靠的检测精度。 本课题的研究成果具有较好的开放性，可以推广

9、应用于各种的大型孔类零件的自动非接触式尺寸检测中。如果应用于在线制造系统中，可以大量缩短生产的检测时间。同时该系统还可以应用于孔类零部件的半成品的检测，比拟适应国内企业提出车间生产系统的需求。提高了生产厂家的生产效率和对生产加工质量的控制，防止大批量废品的出现，防止不必要的浪费，降低了生产本钱，使检测人员从繁重的劳动中解放出来2。圆度误差是指回转体的同一正截面上实际轮廓对其理想圆的变动量，机械零件回转外表轮廓的圆度误差对机器和仪器的功能有直接的影响，它是高精度回转体零件的一项重要精度指标，也是检验回转体类零件加工质量的重要指标之一。目前，圆度仪仍为圆度误差测量的最有效手段，按照结构的不同，可将

10、圆度仪分为两种：主轴旋转式和工作台旋转式。 目前国内大多数发动机生产厂家对曲轴孔的检测主要采用机械式的量具，例如缸径表等作为检测工具，其检测精度低、检测参数单一、检测效率也低，无法满足生产的要求。对曲轴孔圆度误差的在线测量方法正处于研究阶段，还没有研制出用于在线高精度、准确测量孔圆度误差的设备。而本课题研究的孔径圆度自动测量系统既能达到实验室精细测量精度，又能实现在线测量。本课题的研究目标是采用自动检测的先进技术，设计制造出满足厂家检测精度要求的机车发动机曲轴孔自动检测设备。而如何确定自动检测设备的系统组成，设计功能强大的软件，以实现对孔轮廓的测量，并通过数据处理软件对系统测量误差进展补偿。具

11、体有以下几点： (1)了解国内现有孔径圆度检测的方法，建立孔径圆度自动检测系统理论模型。 (2)了解发动机技术指标，工艺要求，确定本检测系统的精度要求。分析检测元器件的技术指标。 (3)编制孔径圆度测量程序，实现人机交互操作、检测结果的显示、保存等功能。 (4)确定圆度评定算法，主要通过最小二乘圆法、最小外接圆法、最大内切圆法和最小区域圆法等评定圆度误差，对检测中心、理论圆心和实际圆心不重合而产生的误差进展补偿。第2章 曲轴孔圆度自动检测系统硬件设计3。图2.1 检测系统与其组成 现代检测系统的应用类型大致可分为：检测型和控制型两类，检测型又可分为根本型和标准接口型。检测型完成对被测参量的测量

12、任务，对测量的准确度要求较高；控制型一般应用于闭环控制系统中，对快速、实时和可靠性要求较高。首先被测物成为采集系统的目标物，传感器获取被测目标的信号，并转换为电信号传送给数据采集卡，数据采集卡将信号转换成数字信号，然后，把数字信号送入数据处理器，数据处理器使用依据各种数据处理算法编制的程序对数据信号进展处理、形状拟合、形态学分析，得到最终的测量结果，如尺寸、角度、个数、坐标，从而根据测量结果实现最终的检测目的。4。图2.2 曲轴孔圆度测量原理图(1)驱动系统该系统由步进电机和各种传动装置构成，是检测系统的主要动力源。检测系统由驱动系统驱动传感器在检测X围内随意取样，由于要求取样的精度较高，所以

13、该局部的要求是传动平稳、爬行小、刚度高而且不会产生较大的振动与噪音。为了满足检测的需要，电机应有相应的转动速率。(2)控制系统系统的电气控制局部。包括电机控制、外围设备控制和通信控制等。既为系统提供电压、电流，又可以通过控制操作面板上的按钮直接控制系统的工作过程。(3)硬件系统该系统是以计算机为核心的系统硬件局部，包括：PC机、PLC, I/O接口、打印机、电涡流传感器等，为检测过程的自动化提供可靠的硬件支持。检测数据的获得与处理，检测结果的获得与其准确度的实现，都离不开系统的硬件局部。这局部是系统软件功能得以实现的依托，也是系统自动化程度与性能优劣的参考标准。(4)软件系统该系统包括控制软件

14、与数据处理软件，这些软件可实现检测的自动化控制、系统各个参数设置等5。设计要求(1)测量过程采用计算机控制，进展自动测量，只需将测头装入孔内加紧，即可自动完成测量过程。(2)对孔每一截面进展3600检测，圆周内可取60100个点位。(3)检测结果用坐标曲线和图形表格形式在计算机上显示出来，超差局部醒目标识。(4)测量精度不低于0.002mm。(5)检测圆度和直径时无需定位工作平台，可任意放置。6。图2.3 硬件结构示意图 由图2.3系统硬件结构图可知，圆度自动检测系统主要有以下几局部组成。 (1)PC机：它是整个检测系统的核心局部，具备数据与程序存储空间与高速的数据处理能力。通过软件与高级语言

15、的支持，它具备良好的人机对话功能，使检测过程趋向于人性化与自动化。通过由高级语言编制的应用程序，它可以通过通信系统取得存放在PLC中的数据进展运算处理，最终根据检测项目的运算程序，计算出检测结果。同时还具备对检测结果的比拟判断能力，根据需要驱动打印机打印检测结果。(2)PLC：也是本系统的核心局部，由它可以实现对系统驱动装置的控制功能与对传感器与探测头信号、数据的获得，它可以把检测获得的数据通过初步处理后(如数字滤波、数据转换等)放在存放器中存储，等PC机发出取数据信号时通过通信系统发送给PC机系统作进一步处理。(3)采集装置：采集装置是本系统的核心部件，系统的工作效率与检测精度与采集装置密切

16、相关，没有先进的采集装置，就无法充分发挥自动检测的功能，选择精度高的采集装置是本检测系统研究的重要任务。因此根据被测工件的测量要求设计一个理想的数据采集装置是自动检测系统开发的关键一步。2.3.1 PC机本系统中的PC机主要是进展数据运算、储存对象的运行参数，而且还利用CRT与有关软件做工况图形监视与人机界面的显示。对系统所用PC机的选择是基于性能与价格约束的根底上进展选行的。首先必须满足系统的运用要求，其次选择能满足要求的性能价格比拟高的品种。通过分析与研究发现，本系统被测孔测量截面多、测量点数多、数据需长期保存所用的PC机在工作中要执行大量复杂的任务，管理和处理大量的检测数据，因此对PC机

17、的配置有一定要求，主频在800MH以上、Pentium CPU、 256M内存、60GB硬盘7。 可编程序控制器简称PLC，是从早期的继电器逻辑控制系统与微型计算机技术相结合而开展起来的。它的低端即为继电器逻辑控制的代用品，而其高端实际上是一种高性能的计算机实时控制系统。PLC以顺序控制为其特长，它可以取代继电器控制，完成顺序和程序控制；能进展PID回路调节，实现闭环的位置和速度控制；也能构成高速数据采集与分析系统，同时它也可实现与计算机联网，实现整个生产过程完全自动化等等8。传感器为系统提供进展处理和决策所必须的对象信息。是本系统必不可少的关键组成局部，是高精度采集装置的重要元件。传感器一般

18、由敏感元件、转换元件、转换电路3局部组成，组成框图如图2.4所示。图2.4 传感器组成框图 (1)敏感元件：它能直接感受被测量，并将被测非电量信号按一定对应关系转换为易于转换为电信号的另一种非电量的元件。如应变式压力传感器的弹性元件、电感式压力传感器的膜盒就是敏感元件。 (2)转换元件：能将敏感元件输出的非电信号或直接将被测非电信号转换成电量信号元件。如应变式压力传感器中的应变片是转换元件，它的作用是将弹性元件的输出应变转换为电阻的变化。 (3)转换电路：将转换元件输出的电量信号转换为便于显示、处理、传输的有用电信号的电路。它的作用主要是信号的转换。常用的转换电路有点桥、放大器、振荡器等。常用

19、的电信号有电压、电流和频率等。 步进电动机是一种把脉冲信号变换成直线位移或角位移的执行组件，也可以说是一种机械式的数模转换器。每输入一个脉冲，步进电动机就前进一步，因此也称脉冲电动机。工作原理就是数字式脉冲信号控制定子磁极上的控制绕阻，按一定顺序依次通电，在定子和转子的气隙间形成步进式的磁极轴旋转9。限位开关的种类有很多，如霍尔传感器、光电传感器、机械触碰式开关等。其中霍尔传感器是基于在霍尔效应理论开发的一种磁敏传感器。当通有小电流的半导体薄片置于磁场中时，半导体内的载流子受洛伦兹力的作用发生偏转，使半导体两侧产生电势差，该电势差即为霍尔电压，与磁感应强度与控制电流成正比，经过理论推算有如下关

20、系： (1)(1)式中，磁感应强度；霍尔系数；半导体厚度。如图2.5所示。图2.5 霍尔效应原理假如保持控制电流左不变，在一定条件下，可通过测量霍尔电压推算出磁感应强度的大小，由此建立了磁场与电压信号的关系。霍尔传感器就是根据这一关系研制得10。霍尔电流传感器是利用霍尔器件为核心敏感元件，用于隔离检测电流的模块化产品。它的工作原理是霍尔磁平衡式(或称霍尔磁补偿式、霍尔零磁通式)。众所周知，当电流流过一根导线时，将在导线周围产生磁场，磁场的大小与流过导线的电流大小成正比，这一磁场可以通过软磁材料来聚集，然后用霍尔器件进展检测，由于磁场的变化与霍尔器件的输出电压信号有良好的线性关系，因此，可利用霍

21、尔器件测得输出信号，直接反映出导线中的电流大小，即： (2)(2)式中，通过导线的电流；导线通电流后产生的磁感应强度。对于霍尔输出电压信号的处理，人们设计了许多种电路，但总体来讲可分为两类，一类为开环(或称直测式、直检式)霍尔电流传感器；另一类为闭环(或称零磁通式、磁平衡式)霍尔电流传感器11。霍尔传感器具有结构简单、体积小、动态特性好和寿命长的优点，具有良好的可靠性、灵敏性和温度稳定性，因此在汽车、工业控制和安全系统的位置、速度等检测中得到广泛应用。由于其具有无接触、耐油污、粉尘等特点，在工厂环境下的控制系统比光电传感器、机械开关更为适合。基于上述的原因我们选择霍尔传感器作为限位开关。 第3

22、章 曲轴孔圆度自动检测系统软件设计12。图3.1 软件系统结构示意图主要程序模块功能如下： (1)控制模块：主要是对信号采样和控制器进展操作，完成电机控制和采样;实现串口通讯功能、文件操作、软驱操作、图形打印等功能。 (2)人机交互模块：负责系统界面显示，数据查询，以与轮廓图形和计算结果显示。 (3)圆度评定算法：其包含六种不同的评定算法(最小区域圆法、最小外接圆法、最大内切圆法和最小二乘圆法、三点外接圆心评定算法、变步长快速圆度评定迭代算法)。(4)其他辅助程序模块：包括圆度计算、图形显示等13。对步进电机的控制通常有两种方法：一种是采用专用控制器，这种控制器主要由脉冲信号发生器、环形脉冲分

23、配器和功率放大器组成；另一种是用PLC主控单元加位控单元实现步进电机控制，该方法提高了通用化程度，但位控单元价格昂贵，甚至远高于主控单元，故可用PLC主控单元直接控制步进电机。根据步进电机工作方式的要求，采用PLC的移位存放器通过编程实现脉冲的环形分配，用位置控制指令可实现步进电机的加速、减速、恒速和定位控制，所以，用PLC主控单元，通过软件编程直接控制中速以下步进电机。 步进电机控制软件主要有两个任务：一个是方向的控制，一个是产生一定周期的脉冲序列。步进电机方向的控制就是对步进电机各相通电次序的控制。为了实现方向控制，可根据所选定的方式，设置控制模型，将其存入内存。根据控制器的要求，当控制方

24、向确定后，即可从内存中调出相应的通电顺序模型，通过接口输出，以推动步进电机按确定的方向转动。三相六拍正转和反转时的控制模型如图3.2和图3.3：图3.2 三相六拍正转的控制模型图3.3 三相六拍反转的控制模型 步进电机程序设计的任务就是完成环形分配器的工作。首先判断步进电机的转向，然后按顺序传递控制脉冲。最后根据控制要求，判断是否将要求的控制步数传送完毕。把正、反向控制的通电顺序作为常量(通电模型)存放于ROM或RAM中，用软件延时的方法形成脉冲，只要改变延时时间即可改变步进电机的通电时间，从而达到控制速度的目的14。下面以松下FPO系列PLC的移位存放器为例，说明软件编程实现脉冲环形分配的原

25、理。如图3.4所示。图3.4 PLC脉冲环形分配软件实现梯形图(1)PLC脉冲环形分配软件的实现移位数据信号的产生假如使用移位存放器准确实现脉冲的环形分配，须对其赋初值，即通过数据传输指F0(MV)产生环形分配的移位数据信号。上升沿微分指令DF移位数据信号六位环形脉冲分配器检测到触发信号R12的上升沿时，软件实现梯形图触发数据传输指令，把数据1传送到字内部继电器WR8中，使它的第1位R80置1，其他位置0，这样在移位存放器的第1位产生了1个移位数据信号15。移位触发信号的产生环形分配的移位触发信号来自PLC位置控制指令产生的脉冲串，通过输出继电器Y。接入到移位存放器的移位触发端口。脉冲环形分配

26、移位存放器SRWR8在移位触发信号Y。的作用下顺序左移，其每一位即是环形分配中的每一拍。假如受控步进电机为三相六拍，如此将移位存放器的第6位移位信号作为反应信号接到移位数据信号输入端口，使移位数据实现每左移6位完成一个循环。至于移位存放器的每一位输出如何分配，如此要根据步进电机的通电顺序而定。表3.1 三相六拍步进电机励磁状态转换表 由表3.1，步进电机正转时的通电顺序为：A-AB-B-BC-C-CA。那么移位数据信号移到第1位时，移位存放器SRWR8第1位R80的输出应接通步进电机的A相，移到第2位时，应接通A相和B相，其余类推。在PLC中，移位存放器每一位的输出信号先驱动与步进电机各相一一

27、对应的输出继电器，再由输出继电器驱动小功率步进电机或通过功率放大器再驱动步进电机。(2)PLC对步进电机的速度控制与定位PLC对步进电机的速度控制有3个方面：一是对步进电机运行脉冲频率的控制；二是对步进电机启动、停止时加减速的控制；三是对运转脉冲数目的控制。仍以松下FP0系列PLC为例说明这种控制。程序以F168(SPD1)位控指令实现步进电机的速度控制。如图3.5所示。图3.5 PLC控制步进电机速度梯形参数设定设定DT100DT106内部存放器为参数存储区，依次为控制代码、初始速度、最大速度、加减速时间、目标值和停止标记，顺序不可改变。初始速度设定步进电机启动、停止时的脉冲频率；最大速度设

28、定步进电机运行频率：加减速时间设定步进电机从初始速度到最大速度的加速度大小；目标值设定输出脉冲数。 操作模式 位控指令由控制代码设定操作模式。当控制代码为H102时，输出固定脉宽的脉冲串；当目标值是正数时，方向输出信号关，且高速计数器经过值增加；当目标值是负数时，方向输出信号开，且高速计数器经过值减少。位控指令的执行参数是由数据传输指令F0(MV)和F1(DMV)产生。触发脉冲R11触发数据传输指令，把数据送入内部存放器，同时启动F168(SPD1)，按规定输出脉冲。当经过值与目标值相一致时，停止输出脉冲，完成位置控制。步进电机控制程序：用C52所编程序如下：#include#define u

29、char unsigned charuchar code POINT=0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x05,0x00,0x01,0x05,0x04,0x06,0x02,0x03,0x00,;void delay(void); /*延时程序*/ /*向函数传递存有步数的RAM地址*/ /*存储控制模型单元的首地址*/ /*和正反向标志位FLAG*/void motorroutn(uchar bdata*COUNT,uchar code*DPTR_addr,bit FLAG) uchar bdata r3; uchar bdata i; bit Flag1,Flag2; /*

30、设置两个标志量Flag1，Flag2*/ do Flag1=0 Flag2=0; r3=0x00; if(FLAG= =0)r3+=0x07; /*标志位=0位反转，求反向*/ /*控制模型的偏移量*/ for /*判断步数是否走完*/ /*取控制模型*/ if(*DPTR-addr+r3)= =0) /*并判控制模型是否为00H*/ Flag1=1;break; P1=*(DPTR-addr+r3); /*输出控制模型*/ delay(); /*延时*/ r3+; /*控制步数加1*/ if(Flag1= =0) Flag2= =1; while(Flag2= =0; void main(v

31、oid) Motorroutn(0x30,POINT,1);16。图3.6 数据采样流程图第4章 圆度评定算法研究圆度误差是工件工作外表一项重要的质量指标，其大小直接影响装配部件的工作精度和动态性能，因此，为了提高产品质量，必须对工件圆度的设计、制造和检验过程加以控制。按ISO/R1101对圆度下的定义，是指圆的形状偏离几何圆的程度。其表示方法为：将实际圆夹在二同心几何圆之间，当二几何圆的间隔为最小时，用该二几何圆半径之差来表示实际圆的圆度误差17。 按GB1183-80与GB1958-80规定，圆度误差是在同一正截面上半径差为t的两同心圆之间的区域。该定义使误差评定较为直观，在理论上具有唯一

32、性。但从实用性来讲，该定义不便操作。在实际评定过程中，对于一个回转体零件，其横截面轮廓形状，需要与理想几何圆比拟才能得出结论。因此该理想圆的寻找成为评价圆度的关键，这在手工操作中很难实现。现在常用的圆度评定的手工操作方法是用透明同心圆模板和实际轮廓曲线进展比拟，来确定圆度。此方法的缺点是效率低，因检测人员的技术水平而引起的测量误差大，并且不能进展动态测量。在GB7234-87圆度测量术语、定义与参数中，圆度误差的评定方法有：最小外接圆法(RGC)、最大内切圆法(PGC)、最小二乘圆法(LSC)和最小区域圆法(MZC)18。最小外接圆法主要用来评定外外表的圆度误差，它是与实际轮廓相接触的最小外接

33、圆作为圆度误差的评定标准，圆度误差值实际上是各点至最小外接圆中心的最大半径与最小半径之差。这种评定方法一般适用于轴类零件，相当于用一只精细环规去密配，以最小外接圆中心作为包容圆的中心，也就是以偏离外接圆的最大偏差来表示圆度误差。如图4.1中a所示。最大内切圆法是以与实际轮廓相接触的最大内切圆作为圆度误差的评定基准，圆度误差值为实际轮廓上各点至最大内切圆心的最大半径与最小半径之差。这种评定方法一般适用于孔类零件，相当于用一只塞规去密配。以最大内切圆中心作为包容圆的中心，也就是以偏离内切圆的最大偏差来表示圆度误差。如图4.1中b所示。最小二乘圆法的中心位置和半径是应用最小二乘法原理，实际轮廓上各被

34、测点到该圆径向距离的平方和为最小这个最优条件来确定的，以该最小二乘圆圆心作为评定基准，画出包容轮廓曲线的两个同心圆，以其半径差为圆度误差。如4.1中 c所示(图中R为最小二乘圆半径)。最小区域圆法是指用两同心圆包容基于仪器坐标的实际测量曲线，且两同心圆与测量曲线应至少有内外交替的4点接触，满足此条件的两同心圆半径差为最小，两圆的圆心为满足最小区域圆条件的零件坐标系原点，两圆的半径差为被测工件的圆度误差。如图4.1中d所示。图4.1 圆度评定方法 上述四种评定方法各有优缺点，一般都可选用。其中MZC法和LSC法是优先选用的评定基准。当用计算机进展数据处理时，LSC法的计算程序较MZC法简单得多。

35、国家标准GB7235-87规定：当采用国标GB 1182-80方法标注圆度误差时，用最小区域圆法评定圆度误差。 在计算机中实现圆度评定的实质归根结底为：根据采样数据以不同的标准寻找符合条件的理想圆圆心。最小二乘圆法是评定圆度误差较为重要的方法之一，同时也是比拟易于理解、掌握和实现的方法之一。最小二乘圆是实际轮廓上各个点到该圆距离的平方和为最小的圆。以被测实际轮廓的最小二乘圆作为理想圆，其最小二乘圆圆心至轮廓的最大距离与最小距离之差即为圆度误差19。以测量中心O (安装中心)为坐标原点，建立XOY直角坐标系，设被测截面轮廓上有N个等分点，第1点的极坐标为(,)。由解析几何可知，不共线的3个点可以

36、确定一个圆，所以可在数据中任取不同的3个点，有种取法，相应地就可以得到个圆心，然后再这些圆心的纵、横坐标分别取平均值，就可得到期望圆心坐标20。在工件的测量数据中，任取不同的三点取法()()()(共有种取法)，有一点()到这三点的距离分别为,如图4.2所示。图4.2 三点外接圆心法示意图假如，即： (3)如此这三点所确定的圆的圆心即为()，(p=1,2,n)。同理，可以推出其他三点所确定圆的圆心。因此，令期望圆心为(),如此：()=() (4)本章主要讨论阐述了最小外接圆法、最大内切圆法、最小二乘圆法和最小区域圆法等四种圆度误差评定的方法。在分析以上几个评定方法的优劣之后，采用最小二乘法对圆度

37、误差进展评定。结论 随着国内经济的高速开展以与制造企业面临的内外环境的变化，尤其是机车行业在国内的快速增长，以与自动控制技术的开展，国内在自动检测系统方面的研究已经不能满足用户的需要。因此，以电涡流传感器采集信息技术和方法，开发出机车发动机曲轴孔检测系统，解决了发动机曲轴孔自动非接触检测问题。主要完成了以下工作： (1)根据任务要求设计了自动检测系统的采集装置，该局部结构能有效地满足测量的稳定性和可重复性精度的要求。并对所选传感器性能进展了深入的分析。 (2)讨论了驱动器件步进电机与步进电机运动控制器件的工作原理，分析了其性能指标，设计出了符合精度要求的采集装置。(3)在充分研究、分析圆度误差

38、评定的数学模型和测量方法的根底上，总结出各种评定方法的优缺点，并据此提出了一种三点外接圆心圆度评定算法。经验证，该算法具有运算速度快、编程简单的优点，可对圆度进展评定。 本检测系统只设计了曲轴孔圆度的测量功能，此自动检测系统所采用的机械装置，同样适用于直径和圆柱度的检测。因此该检测系统还可以进展推广。 由于个人能力有限，以与时间上的限制，论文在有些地方还不够完善。根据前人在此领域上的经验和成果，此检测系统还可以向以下几个方向继续延展：(1)设计多工位测量机构，以提高多个孔同时测量效率；(2)进一步改良测头支架，使该仪器可以对不同型号的曲轴孔进展检测；(3)进展对抗干扰设计手段研究，提高整个系统

39、的抗干扰性。(4)在此系统的根底上，根据一定的数学模型，推广到直径、圆柱度测量。参考文献1 金伟，齐世清，王建国.现代检测技术M.:邮电大学，20062 林玉池，X治军，吴敬国.轴类零件参数综合检测J.中国机械，2000，11(3):295-2973 闵莉，吴玉厚，富大伟.圆度误差检测的现状与展望J.某某建筑工程学院学报，1999, l5(3):273-2775 龚俊，辛舟，侯运丰.孔的圆度自动测量系统J.机械与电子，2005(9):34-356 王元庆.新型传感器原理与应用M.：机械工业，20028 王学永.用PLC主控单元直接控制步进电机的研究J.机械加工与自动化，2002(12):2-3

40、9 朱学镰.精细测量和计算M.：机械工业，198110 曹麟祥，王丙甲.圆度检测技术M.：国防工业，199811 吴建国，李虎军，X仁云等.数学建模案例精编M.：中国水利水电，200512 王荣本.微机的工程测试技术M.：机械工业，199113 机电一体化技术手册编委员.机电一体化技术手册M.：机械工业，1994l5 王兴晶，赵万军.VB程序设计视频教程M.:电子工业，200517 王绍纯.自动检测技术M.：冶金工业，198518 谢剑英，贾青.微型计算机控制技术M.：国防工业，200119 彭军.传感器与检测技术M.某某：某某电子科技大学，200320 王仲生.智能检测与控制技术M.某某：西

41、北工业大学，2002致谢本论文是在胡永刚教师的悉心指导下完成的，可以说没有教师的心血，这篇论文不可能顺利完成。在此，我首先向胡永刚教师给我的指导表示最衷心的感谢。胡永刚教师渊博的学识、敏锐的学术洞察力、不断创新的研究精神和高尚的人格给学生留下了深刻印象，并深深影响了学生。经过胡永刚教师的悉心指导，我的学习能力得到了很大提高，分析和处理问题的能力得到进一步加强。在这越来越需要创新意识的社会，胡永刚教师不断创新的研究精神对我的影响将是我的一笔巨大财富，使我受益终身。在生活中，教师给了我无微不至的关怀，教师踏实的工作作风和实事求是的治学精神让学生敬佩，对我倾注了大量心血，激励着我在以后的学习和工作中脚踏实地，迎接挑战。 学习阶段，其他教师给了我极大的关心和帮助，教师们踏实的工作态度、忘我的敬业精神给我留下了深刻的印象。 学习期间，实验室的同学们对我的帮助不少，在学习和生活中给了我毫无保存的帮助，让我受益匪浅，在此一并表示最真诚的谢意。在此，我谨向指导、支持、关心和帮助过我的所有教师、同学们致以崇高的敬意和最诚挚的感谢!文档