基于LabVIEW直线度误差测量数据处理方法研究

    对于任何一个已加工的零件，其尺寸精度、形状误差是否符合技术要求，需要经过精确的测量和利用测量数据进行误差评定才能知道。因而，准确地测量和评定零件的直线度，不但可以作为零件验收合格的依据，还可以用来分析误差产生的原因，为提高零件加工精度和装配精度提供可靠的依据。

    传统的直线度误差测量一般是用普通测量器具来测量零件，人工记录数据和处理，得到最后结果。随着工业生产自动化程度的提高，这种传统方法在很多场合已经不能适应现代测量的要求。

    其存在的主要问题有以下几个方面：

   （1） 由于测量中各种干扰的存在，影响了测量精度，因此需要进行滤波，传统人工测量和记录数据很难实现这一功能。

   （2） 测量中得到的数据较多，人工绘制误差曲线、计算误差值，不但麻烦、容易出错、不易得到精确结果，而且实时性不够。如果利用 VB、VC等软件能实现这些功能，但对工作人员的编程能力提出了更高的要求。

    图形化编程语言 LabVIEW 可以较好地解决这些课题。LabVIEW 是美国国家仪器公司的创新软件产品，也是目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件开发集成环境。它具有直观简便的编程方式；产生的程序是框图的形式，不必去记忆那眼花缭乱的文本式程序代码；它提供各种旋纽、仪表盘、波形图等控制元件，代替传统仪器的硬面板；特别是它内置的各个函数几乎可以完成经典测试信号处理的全部功能。

    本文讲述了在 LabVIEW 平台上进行的二次开发，设计了虚拟直线度误差测量与评定系统。利用软件实现了测量数据显示、存储、查询等信息管理以及误差曲线的绘制、数字滤波、参数自动计算等多种功能。

    1 直线度误差的测量与评定方法

    1.1 测量方法

    直线度误差是指被测实际线对理想直线的变动量。可分为给定平面内的直线度误差，给定方向的直线度误差和任意方向的直线度误差。直线度误差常用水平仪或准直仪进行检测，将器具（水平仪或准直仪反射镜）放在根据被测长度选定的适当跨距的桥板上，首尾相接地移动桥板分段进行测量，读出各测点的读数，算出各点相对于起始点的累积值，通过数据处理或作图可得到被测件直线度误差。

    常用的数据处理方法有首尾两端点连线法、最小二乘法和最小区域法。每种方法又可以分为作图法和计算法两种。

    下面以两端点连线法进行分析与评定。