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1、检测"可视化轴线直线度误差测量系统研究!孙宝寿!张镭!陈立杰摘要2研究了轴线直线度误差的数学模型，利用>?@ABCD作为软件开发平台，以EF>G!G>数据采集卡作为前向通道硬件设计基础，设计了可视化轴线直线度误差测量系统。关键词：轴线直线度误差测量系统数学模型最小二乘法最小条件中图分类号：6@H’!文献标识码：?文章编号：!---.1HHG"’--1#!!.--7<.-’轴线直线度误差是指被测零件实际轴线相对于理二乘轴线.的轴线方程可写成：想轴线的变动量。回转体零件的轴线直线度误差对其0%40,1%
2、41,)%),-)!&’⋯&%（’）2#!工作性能有很大影响，因此，如何准确评定回转体零件各采样截面轮廓的最小二乘圆心!%至最小二乘轴线直线度误差，从而提高回转体零件加工质量，是人轴线.的偏差为们普遍关心的问题。$%)"*%.0,.2)%#’/"+%.1,.#)%#’（0）!轴线直线度误差数学模型根据最小二乘原理，应使偏差平方和为最小，则+"!#最小二乘法数学5（0,，1,，2，#）)4$’%,($+（1）模型图!是零件直角坐%)!标系示意图。将被测零件分别求5对0,&2&1,&#的偏导数并令其等于
3、零，置于如图所示的三维直角即可得正规方程组。取各采样截面的对称中心平面为坐标系!"#$中，设!$"!#坐标平面，则正规方程组的系数矩阵为2++坐标轴与零件回转轴线重/)3$45[%，4)%6，%，4)’%]合，在垂直于!$轴方向%)!%)!而正规方程组的常数项列矩阵为2等距取%个正截面作为++++采样截面，在每个采样截67)[4*%，4*%)%，4+%，4+%)%]%)!%)!%)!%)!面上进行等角度间隔离散若令’)［06,，2，1,，#］为未知量列矩阵，则可求得：采样&个点，采样数据为+’$%"
4、!($%&"$%&)%#。设被测零ì0,,4*%8%%)!件各采样截面轮廓的最小++二乘圆心坐标为!"*2)4*’%%&ç%)%84)%%图!被测零件坐标系%)!%)!+%&)%#，则í（7）+(ì’1,,4+%8%*%,4!($%=,*"$%%)!&$)!çç++(6í’"!#î#)4+%)%84)%+%,4!($%*$+"$%-)!，’，⋯，%%)!%)!&ç$)!设各采样截面轮廓的最小二乘圆心至最小二乘轴î)%,)%线.的距离为9%式中&———各采样截面轮廓上的采样点数666（!%4/,）:;
5、%———采样截面数9%,6-)!&’&⋯3%（8）;666!($%———采样值其中!%)9*%&+%&)%:&/,)90,&1,&-:&;)923#3!:。"$%———各采样点处的角度值由此得最小二乘评定法轴线直线度误差为：)%———各采样点处)坐标值<)’·(4;99%:-)!&’&⋯&%（<）若取被测零件最小二乘轴线.与"!#坐标平面"’#最小条件法数学模型以包容被测实际轴线交点为/,"0,&1,&-#，其一组方向数为23#3!&则最小且直径为最小的理想圆柱面的轴线作为评定轴线&来"浙江省教育厅
6、自然科学基金资助项目（编号：’--’-0
7、行数据采集和数据处理的测量系统，其基本硬件框图如图#。电感信号调数据!"测微仪理电路采集卡计算机%图F可视化测量系统软面板%图#测量系统基本硬件框图面板是用户与测量系统进行信息交流的桥梁，测试人轴线直线度误差测量系统中，数据采集部分采用员可通过鼠标或键盘操作软面板上的按钮或滑杆来控!"42324数据采集卡，该采集卡具有35路单端、2路差制测量系统。图F是可视化测量系统软面板。动模拟通道0各35路数字输入、输出通道，采样和转换利用该可视化测量系统，以"57G#77的轴作为时间为2!6，分辨率为3#位，
8、单通道采样速率为3778，采测量对象测量其轴线直线度误差，然后用形位误差综用9:;总线接口，与<<4、"=>:逻辑电平兼容。合测量仪进行比较测量，轴线直线度误差分别为该测量系统由测试执行模块、数据采集模块和数3HIF!’和3H23!’，两者测量结果较为吻合。据处理模块组成。F结束语测试执行模块：在确定了采样点数后，计算机程序根据所选参数对采集卡9?>发出控制信号，步进电机可视化轴线直线度测量装置的研制充分利用了驱动执行机构带动测头移动进行等间隔采样。因此测4;B@9C
