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随着世界机械工业技术的迅猛发展,对机械零件的形位误差要求越来越高。直线度测量是机械加工中常见而又重要的测量项目,在精密仪器制造与检测、大尺寸测量、大型仪器的安装与定位、军工产品制造等领域中有着广泛的应用。工件导轨的直线度对工件导轨的功能具有重要影响,而目前国内各类企业使用的检测方法效率低,性能无法保障,不能满足生产的需要。针对这些问题,本课题进行了便携式工件导轨直线度测量仪研制。
本文对几种直线度检测方法进行了比较分析,利用激光准直技术,结合现代传感技术和现代数字信号处理技术,采用半导体激光器设计了便携式导轨直线度测量仪。本文完成主要工作有如下几个方面:
1.对直线度检测方法作了深入的理论分析,并进行了方案论证,提出了基于激光法准直技术的便携式导轨直线度测量仪设计方案,论述了激光光源和光电传感器的选择。
2.根据系统光电传感器信号较弱、干扰信号较强的特点,采用高精度斩波稳零集成运放进行了弱光电信号调理模块设计,降低了放大器零点漂移的影响,提高了信噪比。
3.根据功能需要,采用具有高速数据处能力并内置高精度的模数转换模块的MSP430单片机作为核心处理器,设计了信号采集和数据处理的硬件电路。
4.在进行各种直线度误差评定算法分析的基础上,提出了直线度误差的旋转评定算法,进行了基于此评定算法的直线度误差评定和处理软件设计。
便携式导轨直线度测量仪具有小型化、低功耗、低成本、便携等特点,能够在各种工作环境下完成导轨直线度误差测量任务,能有效地解决目前工件导轨直线度测量存在的问题,由于设计过程中采用了模块化设计方法,可以方便地对仪器进行升级改进。