【正文】 形成較大的電位差。4．來自空間電磁輻射干擾。這種干擾一般不太嚴(yán)重,只要與干擾源保持一定距離或采取適當(dāng)?shù)钠帘未胧?如加屏蔽罩,屏蔽線),基本上可以解決。[18]1．電源濾波技術(shù)抑制電網(wǎng)干擾的主要措施是進行電源濾波?？梢詫﹄娫醋儔浩鞑捎秒p層屏蔽措施：在初、次級線圈之間加一個金屬屏蔽層,并將屏蔽層接機殼地,可以減小分布電容值,從而有效抑制高頻干擾信號通過電源變壓器進入次級。2．接地技術(shù)所謂接地就是將某點與一個等電位點或等電位面之間用低電阻導(dǎo)體連接起來，構(gòu)成一共基準(zhǔn)電位。正確接地的目的在于消除公共地線阻抗耦合干擾，以避免受磁場和電位差的影響，即不使其形成地電流環(huán)路。3．隔離技術(shù)在接口電路中，如出現(xiàn)兩點以上接地時，可能引入共阻耦合干擾和地環(huán)路電流干擾。抑制這類干擾的方法是采用隔離技術(shù)。通常采用光電隔離的辦法。如本文中的步進電機驅(qū)動，就采用的是這種抗干擾技術(shù)。5滾珠絲杠測量系統(tǒng)的軟件設(shè)計在計算機技術(shù)高速發(fā)展的今天，許多電子儀器都毫無例外的采用計算機做為其數(shù)據(jù)處理，人機交互的主要設(shè)備，其高速度高精度的數(shù)據(jù)處理能力，使許多復(fù)雜的工作大大的簡化。而作為計算機實現(xiàn)其功能的重要途徑——軟件，則毫無疑問的成為了另一個焦點，沒有軟件，計算機就成為了沒有使用價值的廢品，軟件使計算機數(shù)據(jù)處理變?yōu)榱丝赡?。本論文采用了Visual C++。Visual C++、非常流行的編程軟件，是程序員的首選編程利器。其強大的功能能夠大大加速程序員的工作、提高程序代碼的效率。它具有MFC支持。Visual C++，有著很豐富的功能：如ActiveX控件,ODBC,多線程支持等等。Visual C++。而且它又有傳統(tǒng)的C語言的特點，許多語句與C語言中的語句相同，因此，有一定C語言基礎(chǔ)的使用者能夠較快的學(xué)習(xí)好Visual C++。圖51測量儀程序模塊本課題設(shè)計的滾珠絲杠測量儀要實現(xiàn)滾珠絲杠螺距誤差的測量所需軟件應(yīng)有的幾個模塊，具體框圖如圖51。在上面的框圖中，我們給出了本課題設(shè)計的滾珠絲杠測量儀所需的程序模塊，下面簡要介紹以下各個程序模塊的功能。主要有對系統(tǒng)的初始化程序，測量系統(tǒng)移動機架的復(fù)位，系統(tǒng)虛擬坐標(biāo)系的確定，被測元件參數(shù)的查詢與確定。其功能是對步進電機的控制與驅(qū)動，實現(xiàn)步進電機按設(shè)定好的步距給進，并完成正反轉(zhuǎn)，調(diào)速等功能。對光柵尺提供的數(shù)據(jù)（移動機架的軸向位移）進行采集，并數(shù)值的轉(zhuǎn)換。采集經(jīng)過A/D板轉(zhuǎn)換過的電感位移傳感器的信號，得到滾珠絲杠牙型輪廓上點的縱坐標(biāo)值。對采集到的光柵尺位移傳感器和電感位移傳感器的數(shù)據(jù)進行計算，得到被測絲杠的螺距的測量值及其誤差。對得到的滾珠絲杠螺距誤差進行文檔保存，以便供后續(xù)的查詢與利用。要進行軟件的設(shè)計，我們就要知道測量儀測量的步驟與方法，這樣才能結(jié)合實際情況，設(shè)計出合理的軟件。1． 初始化部分。如圖52。圖52初始化程序框圖在系統(tǒng)初始化程序中，首先，因為我們要測量的是滾珠絲杠牙型的輪廓上點的位置，既而通過曲線擬合的方式，來建立滾珠絲杠牙型上的輪廓方程，所以，我們需要建立一個虛擬的笛卡兒二維坐標(biāo)系，使牙型輪廓上點的位置有一個相對的基準(zhǔn)，同時也是為后續(xù)的輪廓曲線擬合做必要的準(zhǔn)備。虛擬坐標(biāo)系我們可以按照以下的方式建立：過光柵尺定尺起始點做一條垂直于定尺的直線，另外做移動機架上夾具最下點的水平線，兩直線相交的點，即為測量系統(tǒng)虛擬坐標(biāo)系的原點。這樣設(shè)立坐標(biāo)系的好處是，光柵尺定尺起始點是水平方向上相對于測量儀的定點，同時移動機架夾具最下點是豎直方向上相對與測量儀的定點，通過這兩個定點我們可以確定一個相對于測量儀固定的點作為虛擬坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點，這樣就免于在測量不同規(guī)格絲杠時虛擬坐標(biāo)系原點的變化，實現(xiàn)了測量基準(zhǔn)的統(tǒng)一。虛擬坐標(biāo)系建立如圖53。圖53虛擬坐標(biāo)系系統(tǒng)開機以后，可能會出現(xiàn)這種問題，測量儀的移動機架由于上一次的使用，而未在靠近步進電機端的初始位置，如果不對其進行復(fù)位，就可能造成移動機架最終行至傳動絲杠的尾端而不能進行測量的尷尬境地。為了解決此問題，在初始化程序中，我們就需要對移動機架的位置進行復(fù)位。移動機架復(fù)位第四章軟件及算法方案程序框圖如圖54。移動機架復(fù)位程序首先要確定移動機架所處的位置，采樣光柵尺位移傳感器的位置值L，在計算機內(nèi)對采樣的L值進行判別，若L值在[0m，0+m]范圍內(nèi)，則說明移動機架已經(jīng)到達初始位置，不需要對其進行復(fù)位處理。若L值不在[0m，0+m]內(nèi)，則說明移動機架不在其初始位置，這樣，我們根據(jù)L值對步進電機應(yīng)給進的步距數(shù)進行計算。圖54復(fù)位程序框這樣，我們就根據(jù)光柵尺采集的移動機架位置值的步數(shù)n。程序根據(jù)n來控制步進電機的給進量置。然而，有一種情況可能發(fā)生：因為傳動絲杠齒輪系也可能有回程誤差等，使得在步進電機機架并沒有回到我們預(yù)期的位置，即光柵傳感器的的范圍內(nèi)。為解決這個問題，我們在步進電機停止運動以后，再次采集光柵傳感器的位置值L，判別L值是否在[0m，0+m]范圍內(nèi)，若在其范圍內(nèi)，結(jié)束復(fù)位程序，若不在范圍之內(nèi)，則再根據(jù)L的值計算步進電機給進步數(shù)，重新給進。不斷的循環(huán)，直到移動機架的位置回到[0m，0+m]范圍內(nèi)為止，復(fù)位程序結(jié)束。到此，初始化程序結(jié)束，下面進入到測量程序階段。測量儀測量之前，我們要先知道被測滾珠絲杠的具體參數(shù)，這樣，我們才能根據(jù)不同的絲杠設(shè)定不同的測量參數(shù)。我們需要知道的被測滾珠絲杠參數(shù)有：滾珠絲杠的規(guī)格，需要被測量的長度。利用人機接口界面讓測量人員將所需的參數(shù)值輸入到計算機中供程序調(diào)用。在得到需要知道的參數(shù)以后，計算機將根據(jù)以上參數(shù)計算測量步距，此部分的作用是：確定測量點的選取密度。我們知道，曲線插值的精度不但取決于插值點的數(shù)量。這里我們測量的滾珠絲杠牙型輪廓線沒有大的跳躍峰值，也沒有過大的斜率變化，沒有一定要測量的特殊點，所以，插值點的數(shù)量就成為了插值曲線擬合精度的重要參數(shù)。插值點的數(shù)量應(yīng)該適合，插值點過多，理論上的曲線擬合精度就會提高，但同時，計算機的計算量會成幾何級數(shù)增長，造成計算時間的增加，而且過多的插值點還會造成測量數(shù)據(jù)過多，占用大量的存儲資源。因此，我們就要根據(jù)需要的測量精度來決定在滾珠絲杠牙型輪廓上測量點的數(shù)量，也就是確定步進電機每次給進的步距。在確定了步進電機的步距以后，我們就要計算步進電機應(yīng)走的步數(shù)。在用戶輸入程序中，我們已經(jīng)得到了被測絲杠應(yīng)測量的長度。與初始化程序相似，利用式（41）來計算步進電機的總步數(shù)。當(dāng)然，這也是初步的步數(shù)，由于傳動絲杠螺距誤差和其他各種誤差的存在，使得步進電機在走完總的步數(shù)以后，被測絲杠走過的實際長度并沒有達到用戶要求的值，解決辦法我們在后面敘述。圖55測量程序框圖計算完步進電機給進總步數(shù)以后，計算機控制步進電機一步步的給進，同時，程序內(nèi)部設(shè)置一個記錄步進電機給進步數(shù)的參數(shù)m，每走一步，m值自動加一。步進每給進一步，電感傳感器和光柵尺傳感器都進行一次采樣，并傳入計算機進行保存。采樣保存之后，程序會對m值和n值進行一下比較，若m值小于n值，則說明步進電機還未走完步數(shù)n，重新返回步進電機給進步驟，進行給進，采樣。當(dāng)m值等于n值時，說明步進電機應(yīng)走的總步數(shù)已經(jīng)走完，退出循環(huán)。這時取出光柵尺最后一次采樣的值L，判斷L是否達到用戶需要的被測量長度，若達到測量長度要求的范圍，則退出測量子程序若沒有達到測量長度范圍，則計算采樣值L和被測長度S的差值，根據(jù)此差值重新計算步進電機再次給進的總步數(shù)n，并重新給m附值，以此循環(huán)，直到光柵尺最后一次測量的采樣值達到被測長的范圍之內(nèi)，測量子程序結(jié)束。結(jié) 論本論文圍繞著對滾珠絲杠進行高精度、高效率的測量而展開。本著吸收傳統(tǒng)的靜態(tài)測量法和動態(tài)測量法的優(yōu)點，摒棄其缺點的大前提下對測量的方法進行了設(shè)計，形成了可以對長絲杠的多條母線進行螺距測量的方法，擴展了傳統(tǒng)靜態(tài)測量法和現(xiàn)代動態(tài)測量法，彌補了其不足。總的來說，本論文進行了如下幾方面的工作：1．系統(tǒng)的介紹了了滾珠絲杠現(xiàn)有的靜態(tài)測量法和動態(tài)測量法的測量原理，滾珠絲杠測量儀的設(shè)計時應(yīng)遵守的規(guī)則，并在此基礎(chǔ)上分析了兩種方法的優(yōu)缺點。2．根據(jù)對傳統(tǒng)的兩種測量方法的分析，確定了本課題測量儀的整體測量方案，給出了測量的原理。3．在設(shè)計好的測量原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計了測量儀的結(jié)構(gòu)，給出了包括整體的機械結(jié)構(gòu)，給進部件及其控制方法，測量傳感器的位置，測量儀電路，系統(tǒng)抗干擾及軟件設(shè)計結(jié)構(gòu)等方面。4．選擇了測量系統(tǒng)所用到的元件，測量縱向位移的電感位移傳感器，測量橫向位移的光柵尺傳感器，選用更利于控制的步進電機作為給進部件，并對兩種位移傳感器的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理進行了介紹，給出了步進電機的控制方式以及驅(qū)動方式。對測量系統(tǒng)可能受到的干擾源進行的分析，并給出了部分抗干擾的措施。5．根據(jù)給定的測量原理，設(shè)計了本測量儀的算法，根據(jù)最小二乘原理對牙型進行了輪廓的擬合，對電感位移傳感器的球型測量頭所造成的理論輪廓線與牙型實際輪廓線不重合的情況進行的分析，并給出了解決的辦法，得到了根據(jù)用戶給定母線來進行絲杠螺距測量的方法。6．分析了測量儀可能出現(xiàn)的誤差，針對其中的幾項誤差給出了具體的分析，并說明了對這幾項誤差進行補償?shù)姆椒āＭㄟ^以上的幾項工作，本文成功的設(shè)計出了不同于以往滾珠絲杠動態(tài)測量儀的新型滾珠絲杠測量儀，此測量儀能夠用輪廓擬合的方式測量，根據(jù)用戶給定的母線，計算出滾珠絲杠的單一螺距誤差或累積螺距誤差，實現(xiàn)了多母線的測量。參考文獻[1][M].北京:.[2][J].(4)：11～13.[3]、性能檢測動向[J].(11)：37～39.[5]、診斷研究[D].南京：.[6][J].(2)：40～41.[7][J].(5)：80～81.[8]肖正義，[J].(4)：95～98.[9]喻步賢，殷愛華，馮虎田，：13～15.[10]朱凌建，邱宗明，李林，劉介良[J]..[11][D].西安：.[12]（副）動態(tài)測量系統(tǒng)設(shè)計與分析[D].南京：.[13][J].，30～37.[14][J].內(nèi)江科技,2008,(8)：107.[15][M]..[16][D].，6～7.[17]鄭堤，[M]. 北京:.[18][M]. 北京:.[19][J].，9（3）.[20][J].，9（2）.[21][M].2000，19（8）.[22]祝紹箕，黃宣劭，[M]..[23][M]..[24][J].中國高新技術(shù)企業(yè),2009,(1)：122～123.[25]王新初,段樹華,、變頻器改造A系列龍門銑床[J].機床電器,2005,(1)：22～23.致謝在本設(shè)計撰寫審核過程中，得到了導(dǎo)師的精心指導(dǎo)。老師對論文的方向作出了正確的引導(dǎo)，才使得本論文得以順利的完成。在此，謹(jǐn)向尊敬的導(dǎo)師表示衷心的感謝和崇高的敬意。感謝在我論文和研究中引用到的其他學(xué)術(shù)論著及研究成果的學(xué)術(shù)前輩，正是他們在相關(guān)領(lǐng)域里杰出而又卓有成效地研究，才使本研究得以順利完成。我還要特別感謝家人多年來對我的支持，是他們無私的奉獻和鼓勵才使我順利的完成學(xué)業(yè)。最后，感謝各位評委、專家和教授在百忙之中對本論文進行評審和指正。