基于PC的圆度仪数据采集处理系统的研究

　　圆度仪是测量零件(轴、孔或类似零件)的圆度、圆柱度、同轴度或者直线度误差的关键设备,但就我国目前使用的圆度仪而言,有相当一部分测量仪器是机电或光电结合型的,这些仪器的测量主体部分精度都比较高,但数据处理技术比较落后,没有运用计算技术。其典型的不足有:计算结果与实际测量值存在较大偏差;不能存储测量得到的数据;测量方法单一,特别是当工件误差值较大时(如存在毛刺),测量容易出现超差;测量系统稳定性较差、误差分辨率低、重复精度低。

　　利用PC实现计算机辅助测量,开发相应的圆度仪数据采集与处理软件,增强圆度仪的功能,提高测量效率、测量精度和数据处理能力,将具有很大的实际意义。

　　1　系统的硬件和软件结构

　　1.1　总体结构

　　圆度仪的总体结构主要由三部分组成:测量主体、硬件接口电路、信号数据采集及数据处理。

　　圆度仪的机械测量主体部分精度较高,予以保留,重新设计圆度仪与PC机硬件接口电路,实现误差信号的放大、滤波及模数转换等功能。软件部分主要是完成误差数据的采集、处理、评定及测量过程的控制。系统总体结构如图1示。

　　1.2　系统硬件结构

　　图2为其中的并行/计数接口卡原理图。圆度仪测量数据采集电路,具体包括以下内容。

　　(1)前向通道。实现信号的放大、滤波、调制、A/D转换等处理。

　　(2)计数电路。编码器和回转工作台主轴相连,输出脉冲数记录各测点回转角度。

　　(3)接口卡。完成A/D转换数字信号、计数电路输出信号的缓冲,以及A/D转换板、计数板的地址分配和地址译码。

　　(4)总线驱动。

　　1.3　系统软件结构

　　利用Windows 95强大的图形界面功能,开放的环境,以VC++为开发工具,采用面向对象的思想实现模块化的系统软件结构。

　　软件的主要功能模块:

　　(1)数据采集模块。根据测量项目的要求,机械测量主体的工作方式不同(工作台回转或测头上下移动),数据采集程序可实现相应的转化。其软件流程图如图4所示。

　　(2)数据处理模块。根据需要对采集过来的误差数据采用不同的方法处理。

　　(3)数据检查模块。根据数据处理结果,分析采样数据、结果数据的准确程度。

　　(4)数据显示模块。包含图形显示与数据列表两部分,实现图形和数据同时显示。

　　(5)结果输出模块。实现测量记录的保存与测量结果的输出。

　　系统以Windows 95为平台,采用面向对象的可视化语言,开发的圆度仪数据采集与处理系统软件同目前常用软件界面风格一致,软件实现图形显示视窗和数据显示视窗的分离。软件模块结构组成如图3所示。