直線度誤差測量軟件開發范文
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兩端點連線法:以測得的誤差曲線首尾兩點的連線作為理想要素，作平行于該連線的兩平行直線將被測要素包容，兩平行直線間的縱坐標距離即為直線度誤差。這種方法較簡單，但是精度較低。最小二乘法:以各采樣點偏差值的最小二乘直線為評定基線，求得基線兩側的最遠點到基線的縱坐標距離，這兩者的絕對值之和為被測件的直線度誤差。由于其理論成熟，算法簡便，在包括直線度誤差在內的形位誤差評定中得到了廣泛的應用。最小區域法:其判別準則是，對于給定平面內的直線度誤差，滿足最小包容區域的兩平行線應符合“相間準則”，即兩平行直線包容被測誤差折線時成“高—低—高”或“低—高—低”相間的三極點接觸，兩包容線間的距離即為符合最小條件的直線度誤差值［2］。此方法精度最高，一般評定結果小于或等于其它兩種方法。本系統考慮到實際應用的綜合性，內置了最小二乘法和最小區域法兩種評定標準，實際應用中，可根據需要進行選擇切換。
2直線度誤差測量軟件設計
2.1軟件的功能模塊組成本系統主要由:實時數據采集模塊、顯示模塊、參數設置模塊、誤差評定模塊、數據存儲模塊以及故障檢測模塊組成。各功能模塊分別完成以下主要任務:實時數據采集模塊:主要通過與下位PLC之間約定的協議，進行交互通信，控制PLC執行數據采集任務，將不同位置點處采集到的傳感器數據讀取到PLC中。在完成1個周期的動作后，發送指令給PLC，進行下一輪的采集。顯示模塊:將采集到的水平面和垂直面數據信息，在界面上進行顯示，同時顯示系統的運行狀態、進度、檢測結果等信息。參數設置模塊:設置產品信息，如批次、編號、班次、型號等，以及精度要求等參數。誤差評定模塊:從PLC的數據存儲區中分別讀取采集到的水平面和垂直面數據信息，并根據所設定的評定方法進行判斷是否合格。數據存儲模塊:將檢測到的合格產品及不合格產品的采集到的數據寫入到數據庫中，便于隨時查詢及分析原因，同時對所檢測產品可在今后實施追溯。故障檢測模塊:與PLC通訊，對PLC中檢測到的設備故障在軟件系統中進行顯示，輔助設備操作人員快速定位和排除系統故障。
2.2與PLC的通訊VB中提供了可與設備串口實現通訊的MSComm控件，從而實現與PLC的通訊。在VisualBasic所設計的工程中，單擊“工程”－“部件”菜單，選擇Mi-crosoftCommControl6.0，將其添加到所創建的工程中。MSComm控件有兩種通信方式，查詢方式和事件驅動方式。當采用事件驅動方式時，當有數據到達端口或者端口的狀態發生改變時，都將觸發MSComm控件的OnComm事件，這是處理串行端互作用的一種有效方法，可以捕獲和處理這些通信事件，通過查詢CommEvent屬性值，可以獲得關于通信事件的完整信息。而采用查詢法時，則是查詢MSComm控件的某些屬性，如CommEvent屬性、InBufferCount屬性的值等［3－4］。系統與下位PLC之間的通信連接采用HostLink協議，在一次交換中傳輸的命令或應答的數據被稱為一幀，一幀最多可包含131個數據字符，最后以校驗碼及結束符結束。數據傳送時的流程如圖1所示。命令可參考具體的PLC的編程手冊［5］，其基本格式如下:測量軟件發給PLC的命令格式:其中:起始符為@;節點為指定與測量軟件通訊的PLC;命令碼為兩個字節的命令碼，即指定讀或寫;正文為設置的命令參數;檢驗碼為@開始到正文結束的所有字符的ASCII碼按位異或運算的結果;終止符表示命令的結束。其中，結束碼表示命令結束狀態，如:00表示正常完成;其余代碼與發送命令格式意義相同。
2.3軟件的編制系統的開發使用VisualBasic6.0，并使用Access2007作為數據庫存儲采樣點的數據及相關產品信息。系統內置了最小二乘法和最小區域法兩種評定標準，可根據需要在界面上通過單擊進行選擇切換，完成相關檢測參數如規格、型號、班次等信息的設置后，單擊開始檢測，系統即可讀取檢測數據，將讀取到的數據采用圖形化顯示，同時，利用內置的直線度誤差評定算法，對該零件的直線度誤差進行評定，合格數據自動記錄到ACCESS數據庫中，便于產品的追溯和打印質檢報告，若產品不合格，則發送相應的信號給PLC，由PLC控制執行機構，將不合格產品輸送到指定的位置，進行下一步的處理。在開發過程中，程序采用了模塊化設計的思想，將上述各功能模塊的功能在子程序中實現，運行過程中通過主程序調用各功能模塊子程序。系統軟件的流程如圖2所示。表1所示為以一長約2.4m導軌為測試對象，測試間隔為200mm，使用本測量程序檢測出直線度誤差，并判斷是否合格。系統實際執行如圖3所示。
3結語
本課題所開發的直線度誤差測量軟件，界面友好，可準確地測量和評定零件的直線度，不但可以作為零件驗收是否合格的依據、并提供質檢報表，同時也可以對長期積累的誤差數據進行分析，找出誤差產生的原因，為提高零件加工精度和裝配精度提供可靠的依據。用普通測量器具進行直線度的測量，不但處理復雜，效率低，而且容易出錯，不易得到精確的結果。通過本課題開發的自動測量軟件，給測量工作帶來了極大的便利，配合相應的執行系統，可實現檢測、分揀系統的全自動化，為企業帶來大量的效益。
作者：楊家榮 單位：上海電氣集團股份有限公司中央研究院