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1、回转体廓形非接触自动测评系统研究张双双，杨洪涛，刘齐更（安徽理工大学机械工程学院，安徽淮南232001）摘要：回转类零件作为制造业中的关键零件，其精度要求较高，需要对其参数进行精密检测和误差评定来保证生产效率.本文研究了一种基于光幕传感器的回转体廓形非接触自动测评系统，集数据采集、运动控制、图形显示、数据处理、曲线拟合、误差评定于一体，能够快速准确的实现回转体廓形的测量与评定.该系统应用于回转体自动检测中，将极大地提高回转体的检测效率、准确率和可靠性，产生可观的经济效益..jyqk32通信驱动程序作为上层应用程
2、序与PMAC之间通信的桥梁.PMAC数据采集主要用到3个Pm32函数，BOOLOpenPmacDevice、BOOLClosePmacDevice和intPmacGetResponseA.如应用PMAC卡控制电机运动的指令：PmacGetResponseA(0,buf,2,"#1J/")停止一号电机运动PmacGetResponseA(0,buf,2,"#1J+")一号电机正向进给PmacGetResponseA(0,buf,2,"#2J-")二号电机反向进给PmacGetResponseA(0,buf,2,"
3、#1P")读取一号电机位置PmacGetResponseA(0,buf,2,"#2V")读取二号电机速度PmacGetResponseA(0,buf,2,"#2HM")二号电机归零1.2测量系统本系统径向数据的测量采用KEYENCE的LS-7070M光幕传感器，其采样频率为2.4kHz，测量重复性±0.15?滋m，测量精度±3?滋m.对应的信号处理器型号为LS-7001，输出的信号可经串口或并口传送到工业计算机中，以便进行后续的数据处理和运算，串口的波特率可达115200bit/s，并口的传输速度更快.由于本文
4、所设计的回转体测量系统的直径测量范围为10～50mm，因此采用一个光幕传感器就可以完成回转体直径的测量.这样就可以大大简化测量系统的结构，降低成本，同时提高测量精度和测量的可靠性.轴向数据的测量采用光栅尺.由于选用PMAC运动控制器，所以光栅尺的输出信号选择了数字信号，输出波形是方波.本系统选择的光栅尺栅距是20?滋m，分辨率1?滋m.1.3软件系统软件主要包括四个模块：数据采集模块、运动控制模块、图形显示模块、数据处理模块.系统采用RS232串口进行径向数据采集，最高速度可以达到115200bit/s，满足系
5、统实时采集的要求.运动控制通过Delta公司提供的动态链接库中函数控制PMAC卡，最终实现对两伺服电机的精确控制.图形显示利用VC的DC类中的函数进行图形的描绘，由于是每采到一组数据就进行一次描绘，因而可以实现图形的实时显示，使图形能够准确的反应图形形状.该模块同时包括对采集到的数据的实时显示，由VC中的ListControl控件实现.在VC自带的Timer定时器回调函数中加入控制指令，以实现对电机工作状态的实时显示，包括两电机的位置和速度信息.数据处理模块包括对采集数据的均化和排序、曲线拟合、特征点提取，曲线
6、重构，并对采集的数据进行误差评价.2回转体廓形非接触测评系统的实现回转体误差评定系统包括了三层构架，分别是用户界面层、算法支持层和数据存储层.具体功能应该包括从载入数据开始，经过评定几何元素及算法的选择、误差评定、到结果存储、结果显示.(1)用户界面：主要用于数据的载入和运算结果的数据显示和图形显示.(2)算法支持：这里核心问题就是形位误差评定算法的实现.(3)数据存储：包括对载入原始数据的存储，对评定结果的保存和对评定方法和算法的存储.形位误差评定算法模块包括：圆度误差评定模块、圆柱度误差评定模块、直线度误差
7、评定模块和同轴度误差评定模块.每个功能模块中都包括了各自的不同的评定方法.辅助功能模块包括了：数据载入模块、数据存储模块、数据显示模块和图形化显示模块.本系统中的软件采用VC程序设计语言，通用软件开发平台选择VC++6.0，利用VC++中功能强大的基础类库MFC以及其对大量Z=min{Rmax-Rmin}（1）式中，Rmax，Rmin表示各点距评定圆圆心的最大距离和最小距离.当F取最小值时对应的x0,y0即为最小区域圆的圆心坐标值.评定最小区域圆度误差的实质转化为求解关于圆心坐标x0,y0的最优化问题，得到最优
8、参数x0,y0，再得到圆度误差.3.2圆柱度误差数学建模圆柱度误差为包容实际表面且半径差最小的两个同轴圆柱的半径差t.最小区域圆柱是通过选定参与定义圆柱轴线的每个被测圆的选定的数据点进行处理来计算得到的.用两个同心圆柱来拟合数据，调节这两个圆柱的直径及方向使其完全包容被测数据，并且两个圆柱之间的间隔最小[4].圆柱度求解问题实质上可转化为求解圆柱轴线位置.而轴线的一般方程为：三坐标测得
