【正文】 總體說(shuō)明 .......................................................................................... 2 基本概念 .......................................................................................... 2 齒形誤差的測(cè)量方法的確定 ............................................................ 4 直線基準(zhǔn)法的測(cè)量原理 ................................................................... 6 測(cè)控儀器設(shè)計(jì)原則的考慮 .............................................................. 11 測(cè)控儀器系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ..................................................................... 13 測(cè)控系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)與技術(shù)指標(biāo)的確定 ................................... 16 造型設(shè)計(jì) ........................................................................................ 17 總結(jié) ............................................................................................... 17 3 精度設(shè)計(jì)與誤差分配 ............................................................................. 18 精度設(shè)計(jì) ........................................................................................ 18 誤差 分配 ........................................................................................ 18 4 機(jī)械子系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ................................................................................. 19 總體說(shuō)明 ........................................................................................ 19 誤差傳遞機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ..................................................................... 19 定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ............................................................................ 28 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) .................................................................................... 31 驅(qū)動(dòng)絲桿的設(shè)計(jì) ............................................................................ 37 電機(jī)的選擇 .................................................................................... 44 聯(lián)軸器的選擇 ................................................................................ 44 箱體的設(shè)計(jì) .................................................................................... 45 5 光電系統(tǒng)設(shè)計(jì) ......................................................................................... 48 引言 ............................................................................................... 48 電路系統(tǒng)性能要求分析 ................................................................. 48 總體設(shè)計(jì) ........................................................................................ 49 光電系統(tǒng)原理實(shí)現(xiàn) ......................................................................... 50 電感傳感器及其信號(hào)處理電路 ...................................................... 50 光柵位移傳感器 ............................................................................ 57 信號(hào)處理 ........................................................................................ 60 控制及驅(qū)動(dòng)電路 ............................................................................ 65 PCI 總線及接口技術(shù) ...................................................................... 73 測(cè)控技術(shù)及儀器專業(yè) 專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì) 5 6 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) ......................................................................................... 84 前言 ............................................................................................. 85 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理 ..................................................................... 85 系統(tǒng)初始化 .................................................................................... 87 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的生成 ............................................................................ 90 齒形誤差的計(jì)算 ............................................................................ 92 硬件接口 ........................................................................................ 93 軟件界面及相關(guān)人機(jī)界面的設(shè)計(jì) .................................................. 96 7 精度分析 .............................................................................................. 100 機(jī)械系統(tǒng) ...................................................................................... 100 電氣系統(tǒng) ...................................................................................... 102 軟件系統(tǒng) ...................................................................................... 103 系統(tǒng)的誤差綜合 .......................................................................... 103 心得體會(huì) .............................................................................................. 104 附錄一：系統(tǒng)的部分機(jī)械圖 ................................................................ 106 附錄二：系統(tǒng)的部分電路圖 .................................................................111 附錄三：程序源代碼 ............................................................................111 測(cè)控技術(shù)及儀器專業(yè) 專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì) 6 組員分工和完成情況 1 總體設(shè)計(jì)：全體組員 2 精度設(shè)計(jì)和誤差分配 精度設(shè)計(jì)：全體組員 誤差分配：譚艾英 3 機(jī)械子系統(tǒng)設(shè)計(jì)：機(jī)械小組完成 機(jī)械零件設(shè)計(jì)的分工： 譚艾英：誤差傳遞機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、燕尾槽及絲桿的設(shè)計(jì) 王語(yǔ)詩(shī)：雙 v型導(dǎo)軌及絲桿的設(shè)計(jì)、箱體的設(shè)計(jì) 徐文韜：機(jī)座的設(shè)計(jì)、電機(jī)的選擇、聯(lián)軸器的選擇 機(jī)械繪圖的分工： 譚艾英 :誤差傳遞機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu)的繪制 . 包含測(cè)桿、杠桿 、十字片簧、片簧、柱銷、凸輪、支撐臺(tái)、彈簧、緊固螺釘、兩個(gè)定位球、鎖緊螺母等零件 王語(yǔ)詩(shī) :導(dǎo)軌、箱體、機(jī)座以及電感傳感器固定裝置的繪制 . 包含雙 V 型動(dòng)導(dǎo)軌、尾槽、兩個(gè)定導(dǎo)軌、緊固螺釘、平鑲條等零件。 豐雯瑞 :系統(tǒng)子程序源代碼編寫，包括 :初始化對(duì)話框程序流程圖、計(jì)算被測(cè)齒輪的測(cè)量范圍、定位球直徑的計(jì)算、測(cè)量次數(shù)的計(jì)算、采樣次數(shù)的計(jì)算、計(jì)算采樣點(diǎn)的 XY 坐標(biāo)、計(jì)算定位球球心位置、測(cè)量頭坐標(biāo) ,迭代方法的程序 .、精度分析、編寫報(bào)告。 我們對(duì)總個(gè)系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行了分析，機(jī)械部分實(shí)現(xiàn)對(duì)誤差的傳遞和測(cè)量，電路部分處理測(cè)量信號(hào)和控制信號(hào)，使計(jì)算機(jī)能識(shí)別測(cè)量的信號(hào)，通過(guò)軟件部分實(shí)現(xiàn)控制以及一些參數(shù)的計(jì)算。稱展角 k? 為壓力角 K? 的漸開(kāi)線函數(shù)， 工程上常用 Kinv? 表示 k? ,且 K K K? ? ???。 齒頂和齒根處的齒形誤差只允許偏向齒體內(nèi)。kY 相比，則該點(diǎn)的齒形誤差公式為： ? ? ? ?39。靠齒頂圓定位來(lái)確定測(cè)量坐標(biāo)系的位置，將會(huì)產(chǎn)生較大的定位誤差。 直線基準(zhǔn)法的測(cè)量原理 基本原理是利用測(cè)量頭的直線運(yùn)動(dòng)軌跡去逼近齒形漸開(kāi)線，圖 27 所示為測(cè)量原理圖。A 為定位球球心，可得如下的超越方程（推導(dǎo)過(guò)程略）： 1 39。ttbttibi n vRSzROA???? ???? （ 224） 測(cè)量頭坐標(biāo)計(jì)算的數(shù)學(xué)模型 如圖 所示， 39。將式（ 226）、（ 227）、（ 228）代入（ 225），即可得到測(cè)量頭的坐標(biāo)計(jì)算數(shù)學(xué)模型。遵守其中的一條，即遵守了阿貝原則。在精密測(cè)量?jī)x器的整體結(jié)構(gòu)中，凡是直接與感應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)量和被測(cè)量信息的有關(guān)元件均屬于測(cè)量鏈。 合理的精度要求，對(duì)測(cè)量鏈中的各環(huán)節(jié)盡量分配較高的精度，在其他精度要求不高的環(huán)節(jié)采用經(jīng)濟(jì)公差。 ① 儀器的整體外形 ② 測(cè)量 系統(tǒng)的定位 測(cè)量系統(tǒng)靠?jī)蓚€(gè)定位球 39。B 會(huì)自動(dòng)深入另一個(gè)齒槽，完成定位功能。 在 Y 方向上，主要通