LabVIEW在形位误差测量与评定中的应用

　　准确地测量和评定加工完零件的形位误差,不但可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保障。

　　传统的形位误差测量一般是由工作人员用普通测量器具测量零件、人工记录数据和处理得到最后结果。但在很多场合下,传统的测量方法已不能适应现代测量的要求。

　　其存在的主要问题有以下方面:

　　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。

　　图形化编程语言LabVIEW可以较好地解决这些问题。LabVIEW是美国国家仪器公司的创新软件产品,它具有直观、简便的编程方式,产生的程序是框图形式,不必去记忆文本式程序代码;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。

　　软件在LabVIEW平台上进行了二次开发,设计了虚拟形位误差测量与评定系统。利用软件实现了测量数据显示、存储、查询等信息管理功能,误差曲线的绘制,数字滤波,参数自动计算等多种功能。文章以直线度为例,详细介绍虚拟形位误差测量与评定系统的设计方法。

　　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直线对理想直线的变动量。自动检测中一般以光轴线或者大地的水平面为基准,利用电感式电子水平仪将被测线上相邻两采样点间的高度差转换为电信号输出,数据采集装置获取信号,上位机利用编制的软件对数据进行处理分析,获得误差值。

　　为了使采样点能与被测直线长度和测量精度合理匹配,测量时一般将水平仪固定在一个长度可调的桥板上,再根据被测长度及精度选定适当跨距的桥板。通过首尾相接的移动桥板,逐段测量各相邻点的高度差,继而求得各采样点相对于某一水平线的偏差值。

　　1.2 误差评定

　　在形位误差的评定中,国家标准规定,理想要素的方位应按最小条件来确定。因此在直线度评定时,应定义包容实际线且距离为最小的两平行直线之间的距离为直线度误差,如图1所示。而符合最小条件的判定法则是:一条包容线与实际线至少有一个切点(最高或者最低点),另一条包容线与实际线至少有两个切点(最低或者最高点),且两条线的切点相间。这一法则被称为高)低)高或者低)高)低法则。