文档介绍：南京航空航天大学
硕士学位论文
高精度接触式螺纹测量仪软件系统的设计与开发
姓名:范一保
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:赵东标
2011-01
南京航空航天大学硕士学位论文
摘要
螺纹零件在机械制造业、电子仪表业、航空航天等工业领域有非常广泛的应用。螺纹的精度
影响螺纹零件的互换性、可靠性、气密性等性能。螺纹检测的传统方法,如量规法、三针法等,
一般不能测量出螺纹参数的具体数值或测量参数单一,测量精度不理想,效率不高,而且测量结
果容易受人为因素影响。
本文在详细分析了国内外接触式螺纹测量仪的基础上,基于本课题组自主研发的接触式螺纹
测量仪开发出一套螺纹测量仪软件系统。利用 PCI-8136 多功能 I/O 卡实现螺纹测量仪的运动控制、
数据采集等工作。为了提高测量精度,本文采用两级测量方式,测量值为光栅尺数值和高精度电
容传感器值的合成。
本文分析了螺纹测量仪的测量原理,实现了螺纹的全自动快速扫描,具有测量精度高、自动
化程度高、测量效率高、操作灵活等特点。借助于 Windows 系统丰富的软件资源,在螺纹测量的
同时显示出被测螺纹的轮廓,测量结束后计算并显示出被测螺纹的各项参数并通过查询数据库得
出螺纹参数的精度等级,使得螺纹测量相对于传统方法更加直观方便,测量所得结果也更加丰富。
数据处理部分采用零相位滤波技术消除了滤波导致的相移问题,然后根据螺纹轮廓曲线计算出螺
纹的各个参数,对触针针尖半径和螺纹装夹误差做了软件补偿,进一步提高了测量精度。软件采
用模块化编写方法,可以通过软件的扩展以测量不同种类的螺纹,包括外螺纹和内螺纹,具有很
强的适应性。
关键词:螺纹参数测量,数据处理,高精度,误差补偿
I
高精度接触式螺纹测量仪软件系统的设计与开发
ABSTRACT
Screw threads are widely used in machinery manufacturing, electronic equipment industry,
aerospace accuracy of screw threaded parts affects interchangeability, reliability, pressure
tightness methods of thtred detection, such as gauging, three-pin, can not measure
the specific values of thread parameters or can only measure the specific parameters, the efficiency is
low, and the results are vulnerable to human factor.
Based on the analysis of the stylus-contact thread measuring instruments home and abroad, the
software system based on the stylus-contact thread measuring instrument is designed and developed
in this paper. A multifunction I/O card PCI-8136 is used to control the instrument and acquire data. In
order to improve the measurement accuracy, grating and a high-precision capacitance sensor are used to
measure the coordinates of the thread profile.
The principle of the stylus-contact thread measuring instrument is analyzed in this paper. The
software system controls the instrument to scan the screw thread profile automatically with high
accuracy and efficiency, flexible operation and so on. Based on the generous s