【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(jìn)行電源濾波?？梢詫?duì)電源變壓器采用雙層屏蔽措施：在初、次級(jí)線圈之間加一個(gè)金屬屏蔽層,并將屏蔽層接機(jī)殼地,可以減小分布電容值,從而有效抑制高頻干擾信號(hào)通過電源變壓器進(jìn)入次級(jí)。2．接地技術(shù)所謂接地就是將某點(diǎn)與一個(gè)等電位點(diǎn)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(chǎng)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(diǎn)以上接地時(shí)，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(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，就采用的是這種抗干擾技術(shù)。5滾珠絲杠測(cè)量系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)在計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)做為其數(shù)據(jù)處理，人機(jī)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(jiǎn)化。而作為計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)其功能的重要途徑——軟件，則毫無疑問的成為了另一個(gè)焦點(diǎn)，沒有軟件，計(jì)算機(jī)就成為了沒有使用價(jià)值的廢品，軟件使計(jì)算機(jī)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(qiáng)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(diǎn)，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(cè)量?jī)x程序模塊本課題設(shè)計(jì)的滾珠絲杠測(cè)量?jī)x要實(shí)現(xiàn)滾珠絲杠螺距誤差的測(cè)量所需軟件應(yīng)有的幾個(gè)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(jì)的滾珠絲杠測(cè)量?jī)x所需的程序模塊，下面簡(jiǎn)要介紹以下各個(gè)程序模塊的功能。主要有對(duì)系統(tǒng)的初始化程序，測(cè)量系統(tǒng)移動(dòng)機(jī)架的復(fù)位，系統(tǒng)虛擬坐標(biāo)系的確定，被測(cè)元件參數(shù)的查詢與確定。其功能是對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制與驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定好的步距給進(jìn)，并完成正反轉(zhuǎn)，調(diào)速等功能。對(duì)光柵尺提供的數(shù)據(jù)（移動(dòng)機(jī)架的軸向位移）進(jìn)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(hào)，得到滾珠絲杠牙型輪廓上點(diǎn)的縱坐標(biāo)值。對(duì)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(jìn)行計(jì)算，得到被測(cè)絲杠的螺距的測(cè)量值及其誤差。對(duì)得到的滾珠絲杠螺距誤差進(jìn)行文檔保存，以便供后續(xù)的查詢與利用。要進(jìn)行軟件的設(shè)計(jì)，我們就要知道測(cè)量?jī)x測(cè)量的步驟與方法，這樣才能結(jié)合實(shí)際情況，設(shè)計(jì)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?yàn)槲覀円獪y(cè)量的是滾珠絲杠牙型的輪廓上點(diǎn)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(gè)虛擬的笛卡兒二維坐標(biāo)系，使牙型輪廓上點(diǎn)的位置有一個(gè)相對(duì)的基準(zhǔn)，同時(shí)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(diǎn)做一條垂直于定尺的直線，另外做移動(dòng)機(jī)架上夾具最下點(diǎn)的水平線，兩直線相交的點(diǎn)，即為測(cè)量系統(tǒng)虛擬坐標(biāo)系的原點(diǎn)。這樣設(shè)立坐標(biāo)系的好處是，光柵尺定尺起始點(diǎn)是水平方向上相對(duì)于測(cè)量?jī)x的定點(diǎn)，同時(shí)移動(dòng)機(jī)架夾具最下點(diǎn)是豎直方向上相對(duì)與測(cè)量?jī)x的定點(diǎn)，通過這兩個(gè)定點(diǎn)我們可以確定一個(gè)相對(duì)于測(cè)量?jī)x固定的點(diǎn)作為虛擬坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)，這樣就免于在測(cè)量不同規(guī)格絲杠時(shí)虛擬坐標(biāo)系原點(diǎn)的變化，實(shí)現(xiàn)了測(cè)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(jī)以后，可能會(huì)出現(xiàn)這種問題，測(cè)量?jī)x的移動(dòng)機(jī)架由于上一次的使用，而未在靠近步進(jìn)電機(jī)端的初始位置，如果不對(duì)其進(jìn)行復(fù)位，就可能造成移動(dòng)機(jī)架最終行至傳動(dòng)絲杠的尾端而不能進(jìn)行測(cè)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(duì)移動(dòng)機(jī)架的位置進(jìn)行復(fù)位。移動(dòng)機(jī)架復(fù)位第四章軟件及算法方案程序框圖如圖54。移動(dòng)機(jī)架復(fù)位程序首先要確定移動(dòng)機(jī)架所處的位置，采樣光柵尺位移傳感器的位置值L，在計(jì)算機(jī)內(nèi)對(duì)采樣的L值進(jìn)行判別，若L值在[0m，0+m]范圍內(nèi)，則說明移動(dòng)機(jī)架已經(jīng)到達(dá)初始位置，不需要對(duì)其進(jìn)行復(fù)位處理。若L值不在[0m，0+m]內(nèi)，則說明移動(dòng)機(jī)架不在其初始位置，這樣，我們根據(jù)L值對(duì)步進(jìn)電機(jī)應(yīng)給進(jìn)的步距數(shù)進(jìn)行計(jì)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(dòng)機(jī)架位置值的步數(shù)n。程序根據(jù)n來控制步進(jìn)電機(jī)的給進(jìn)量置。然而，有一種情況可能發(fā)生：因?yàn)閭鲃?dòng)絲杠齒輪系也可能有回程誤差等，使得在步進(jìn)電機(jī)機(jī)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(gè)問題，我們?cè)诓竭M(jìn)電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)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(jì)算步進(jìn)電機(jī)給進(jìn)步數(shù)，重新給進(jìn)。不斷的循環(huán)，直到移動(dòng)機(jī)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(jìn)入到測(cè)量程序階段。測(cè)量?jī)x測(cè)量之前，我們要先知道被測(cè)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(cè)量參數(shù)。我們需要知道的被測(cè)滾珠絲杠參數(shù)有：滾珠絲杠的規(guī)格，需要被測(cè)量的長(zhǎng)度。利用人機(jī)接口界面讓測(cè)量人員將所需的參數(shù)值輸入到計(jì)算機(jī)中供程序調(diào)用。在得到需要知道的參數(shù)以后，計(jì)算機(jī)將根據(jù)以上參數(shù)計(jì)算測(cè)量步距，此部分的作用是：確定測(cè)量點(diǎn)的選取密度。我們知道，曲線插值的精度不但取決于插值點(diǎn)的數(shù)量。這里我們測(cè)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(cè)量的特殊點(diǎn)，所以，插值點(diǎn)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(diǎn)的數(shù)量應(yīng)該適合，插值點(diǎn)過多，理論上的曲線擬合精度就會(huì)提高，但同時(shí)，計(jì)算機(jī)的計(jì)算量會(huì)成幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，造成計(jì)算時(shí)間的增加，而且過多的插值點(diǎn)還會(huì)造成測(cè)量數(shù)據(jù)過多，占用大量的存儲(chǔ)資源。因此，我們就要根據(jù)需要的測(cè)量精度來決定在滾珠絲杠牙型輪廓上測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量，也就是確定步進(jìn)電機(jī)每次給進(jìn)的步距。在確定了步進(jìn)電機(jī)的步距以后，我們就要計(jì)算步進(jìn)電機(jī)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(cè)絲杠應(yīng)測(cè)量的長(zhǎng)度。與初始化程序相似，利用式（41）來計(jì)算步進(jìn)電機(jī)的總步數(shù)。當(dāng)然，這也是初步的步數(shù)，由于傳動(dòng)絲杠螺距誤差和其他各種誤差的存在，使得步進(jìn)電機(jī)在走完總的步數(shù)以后，被測(cè)絲杠走過的實(shí)際長(zhǎng)度并沒有達(dá)到用戶要求的值，解決辦法我們?cè)诤竺鏀⑹?。圖55測(cè)量程序框圖計(jì)算完步進(jìn)電機(jī)給進(jìn)總步數(shù)以后，計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)一步步的給進(jìn)，同時(shí)，程序內(nèi)部設(shè)置一個(gè)記錄步進(jìn)電機(jī)給進(jìn)步數(shù)的參數(shù)m，每走一步，m值自動(dòng)加一。步進(jìn)每給進(jìn)一步，電感傳感器和光柵尺傳感器都進(jìn)行一次采樣，并傳入計(jì)算機(jī)進(jìn)行保存。采樣保存之后，程序會(huì)對(duì)m值和n值進(jìn)行一下比較，若m值小于n值，則說明步進(jìn)電機(jī)還未走完步數(shù)n，重新返回步進(jìn)電機(jī)給進(jìn)步驟，進(jìn)行給進(jìn)，采樣。當(dāng)m值等于n值時(shí)，說明步進(jìn)電機(jī)應(yīng)走的總步數(shù)已經(jīng)走完，退出循環(huán)。這時(shí)取出光柵尺最后一次采樣的值L，判斷L是否達(dá)到用戶需要的被測(cè)量長(zhǎng)度，若達(dá)到測(cè)量長(zhǎng)度要求的范圍，則退出測(cè)量子程序若沒有達(dá)到測(cè)量長(zhǎng)度范圍，則計(jì)算采樣值L和被測(cè)長(zhǎng)度S的差值，根據(jù)此差值重新計(jì)算步進(jìn)電機(jī)再次給進(jìn)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(cè)量的采樣值達(dá)到被測(cè)長(zhǎng)的范圍之內(nèi)，測(cè)量子程序結(jié)束。結(jié) 論本論文圍繞著對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行高精度、高效率的測(cè)量而展開。本著吸收傳統(tǒng)的靜態(tài)測(cè)量法和動(dòng)態(tài)測(cè)量法的優(yōu)點(diǎn)，摒棄其缺點(diǎn)的大前提下對(duì)測(cè)量的方法進(jìn)行了設(shè)計(jì)，形成了可以對(duì)長(zhǎng)絲杠的多條母線進(jìn)行螺距測(cè)量的方法，擴(kuò)展了傳統(tǒng)靜態(tài)測(cè)量法和現(xiàn)代動(dòng)態(tài)測(cè)量法，彌補(bǔ)了其不足?？偟膩碚f，本論文進(jìn)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(cè)量法和動(dòng)態(tài)測(cè)量法的測(cè)量原理，滾珠絲杠測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)時(shí)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(diǎn)。2．根據(jù)對(duì)傳統(tǒng)的兩種測(cè)量方法的分析，確定了本課題測(cè)量?jī)x的整體測(cè)量方案，給出了測(cè)量的原理。3．在設(shè)計(jì)好的測(cè)量原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)，給出了包括整體的機(jī)械結(jié)構(gòu)，給進(jìn)部件及其控制方法，測(cè)量傳感器的位置，測(cè)量?jī)x電路，系統(tǒng)抗干擾及軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)等方面。4．選擇了測(cè)量系統(tǒng)所用到的元件，測(cè)量縱向位移的電感位移傳感器，測(cè)量橫向位移的光柵尺傳感器，選用更利于控制的步進(jìn)電機(jī)作為給進(jìn)部件，并對(duì)兩種位移傳感器的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理進(jìn)行了介紹，給出了步進(jìn)電機(jī)的控制方式以及驅(qū)動(dòng)方式。對(duì)測(cè)量系統(tǒng)可能受到的干擾源進(jìn)行的分析，并給出了部分抗干擾的措施。5．根據(jù)給定的測(cè)量原理，設(shè)計(jì)了本測(cè)量?jī)x的算法，根據(jù)最小二乘原理對(duì)牙型進(jìn)行了輪廓的擬合，對(duì)電感位移傳感器的球型測(cè)量頭所造成的理論輪廓線與牙型實(shí)際輪廓線不重合的情況進(jìn)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(jìn)行絲杠螺距測(cè)量的方法。6．分析了測(cè)量?jī)x可能出現(xiàn)的誤差，針對(duì)其中的幾項(xiàng)誤差給出了具體的分析，并說明了對(duì)這幾項(xiàng)誤差進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒?。通過以上的幾項(xiàng)工作，本文成功的設(shè)計(jì)出了不同于以往滾珠絲杠動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)x的新型滾珠絲杠測(cè)量?jī)x，此測(cè)量?jī)x能夠用輪廓擬合的方式測(cè)量，根據(jù)用戶給定的母線，計(jì)算出滾珠絲杠的單一螺距誤差或累積螺距誤差，實(shí)現(xiàn)了多母線的測(cè)量。參考文獻(xiàn)[1][M].北京:.[2][J].(4)：11～13.[3]、性能檢測(cè)動(dòng)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(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)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]. 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