【正文】 依次是3通道采集的數(shù)據(jù)，如此循環(huán)存儲。 數(shù)據(jù)處理模塊 數(shù)據(jù)處理模塊的功能簡介數(shù)據(jù)處理模塊主要是將采集回來的位移和車削力信號進(jìn)行均值濾波處理、找出位移和車削力對應(yīng)的實際變化曲線，最后通過車床動態(tài)剛度測量原理計算出車削試件前端時系統(tǒng)剛度、車削試件中間時系統(tǒng)剛度、車削試件后端時系統(tǒng)剛度、車床床頭部件的剛度、刀架部件的剛度、車床床尾部件的剛度。該模塊的按鈕的主要功能如圖45所示。分別將位移數(shù)組qdwy1,zjwy1,hdwy1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行M=3的均值濾波，并分別找出位移周期變化中的一組周期數(shù)據(jù)，分別存入數(shù)組qdwy2,zjwy2,hdwy2中，并在圖“位移時間”中用圖像的方式顯示出來。分別將車削力數(shù)組qdcxl1,zjcxl1,hdcxl1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行M=3的均值濾波，并分別找出車削力周期變化中其中一組周期數(shù)據(jù)，分別存入數(shù)組qdcxl2,zjcxl2,hdcxl2中，并在圖“車削力時間”中用圖像的方式顯示出來。顯示位移圖顯示車削力圖分別將位移數(shù)組qdwy2,zjwy2,hdwy2和切削力數(shù)組qdcxl2,zjcxl2,hdcxl2以一一對應(yīng)的方式顯示在“系統(tǒng)剛度”圖中。用車床動剛度計算原理求出車削前端系統(tǒng)剛度值、車削中間系統(tǒng)剛度值、車削后端系統(tǒng)剛度值和床頭部件剛度值、床尾部件剛度值、刀架剛度值，并將這些數(shù)值顯示在“測試結(jié)果”模塊中。顯示剛度圖將那些剛度值都保存到自己指定的文件中，以便查詢。保存數(shù)據(jù)顯示結(jié)果當(dāng)需要查詢剛度值時，可找到以前保存數(shù)據(jù)的文件，結(jié)果將顯示在“測試結(jié)果”模塊中。退出系統(tǒng)打開數(shù)據(jù) 圖45 數(shù)據(jù)處理模塊按鈕功能簡圖 均值濾波通常，在自然界中大部分信號都存在噪聲。而在如今的數(shù)字信號處理中，有各種各樣的數(shù)字信號濾波器，可以實現(xiàn)對噪聲信號的濾波，恢復(fù)出原始信號的波形。均值濾波和中值濾波在數(shù)字信號處理中都是非常重要的濾波器，具有廣泛的應(yīng)用。（1）均值濾波原理 均值濾波是典型的線性濾波算法，它是指在圖像上對目標(biāo)像素給一個模板，該模板包括了其周圍的臨近像素（以目標(biāo)象素為中心的周圍8個象素，構(gòu)成一個濾波模板，即去掉目標(biāo)象素本身）。均值濾波是典型的線性濾波算法，它是指在圖像上對目標(biāo)像素給一個模板，該模板包括了其周圍的臨近像素（以目標(biāo)象素為中心的周圍8個象素，構(gòu)成一個濾波模板，即去掉目標(biāo)象素本身）。再用模板中的全體像素的平均值來代替原來像素值。均值濾波也稱為線性濾波，其采用的主要方法為領(lǐng)域平均法。線性濾波的基本原理是用均值代替原圖像中的各個像素值，即對待處理的當(dāng)前像素點（x，y），選擇一個模板，該模板由其近鄰的若干像素組成，求模板中所有像素的均值，再把該均值賦予當(dāng)前像素點（x，y），作為處理后圖像在該點上的灰度值u(x,y)，即 （3）m為該模板中包含當(dāng)前像素在內(nèi)的像素總個數(shù)。（2）均值濾波的實現(xiàn)算法均值濾波將每個像素點的灰度值設(shè)置為以該點為中心的鄰域窗口內(nèi)的所有像素灰度值的平均值，以實現(xiàn)像素的平滑，達(dá)到圖像去噪的目的。設(shè)輸入圖像信號為f(x,y),去噪處理后的輸出圖像為g(x,y),則有： （4）通過上式可以達(dá)到消除信號噪聲的目的，但對于其中的每一個灰度值來說，都需要按照式（3）求取以該點中心的鄰域窗口內(nèi)所有像素的平均值，對長度為(2n+1)的信號來說，需要進(jìn)行(2n+1)次加法、一次乘法、一次除法。所以說，均值計算占用了均值濾波處理的大量時間費用。（3）均值濾波應(yīng)用均值濾波就是在一定的時間內(nèi)對輸入信號進(jìn)行連續(xù)的采樣然后求出幾次采樣值的平均值。設(shè)x0．．．xm1是采樣值，yk是對采樣進(jìn)行平均值濾波的輸出值，其關(guān)系如下： (5) 在工程應(yīng)用中，均值濾波對于周期性的干擾有很好的抑制作用，另外，均值濾波對于熱噪聲產(chǎn)生的干擾也有很好的抑制作用。 m的取值取決于系統(tǒng)的參數(shù)，如果系統(tǒng)對輸入的靈敏度要求很高，則m的取值應(yīng)比較小,如果系統(tǒng)的輸入變化速度不快，系統(tǒng)對輸入的靈敏性要求也不是很高，為了抑制干擾，提高輸入的精度，可以將m取得比較大。 均值濾波器也是平滑線性濾波器，常用于模糊處理和減小噪聲，模糊處理 ,經(jīng)常用于預(yù)處理。例如，在提取大的目標(biāo)之前除去信號中的一些瑣碎細(xì)節(jié)、橋接直線或曲線的縫隙。通過線性濾波器和非線性濾波器可以減小噪聲。當(dāng)信號中混入噪聲時，用均值濾波的方法對已污染的噪聲信號進(jìn)行濾除噪聲信號，提取出原始信號時，M值不同，處理后的效果也是不同的。分析M取不同值對輸出信號的影響，具體實現(xiàn)如下：圖46 生成一個正弦信號y并且加入噪聲后生成x圖47 M取不同值時均值濾波處理后的結(jié)果 比較可知：對于均值濾波來說，取不同的模板對噪聲信號進(jìn)行濾波，信號的開頭和結(jié)尾的值不會變化，中間值取模板的平均值進(jìn)行替換，對邊緣效果濾波不明顯，M取值越小，濾波后越接近原始波形。由于本課題對輸入的靈敏度要求較高，故取M=3對采集回的位移和車削力信號進(jìn)行均值濾波。 數(shù)據(jù)顯示模塊數(shù)據(jù)顯示模塊主要是將采集回來的數(shù)據(jù)以圖形的形式進(jìn)行實時顯示和將處理后的數(shù)據(jù)以圖形的形式進(jìn)行顯示以便于用戶觀察。其中“位移電壓”圖主要顯示實際位移值與電渦流傳感器測出的電壓值之間的關(guān)系；“位移時間”圖主要顯示數(shù)據(jù)卡采集回的位移信號；“車削力時間”圖主要顯示數(shù)據(jù)卡采集回的車削力信號；“系統(tǒng)剛度39。圖主要顯示偏差與車削力變化的關(guān)系。 結(jié)果顯示模塊結(jié)果顯示模塊主要是將剛度計算結(jié)果以數(shù)字的形式顯示出來，使用戶能對所測車床系統(tǒng)剛度有個直觀的感受，為車床加工零件的精度提供參考。該模塊的功能如圖48.顯示車削前端時系統(tǒng)剛度值Edit1Edit1顯示車削前端時系統(tǒng)剛度值Edit1Edit1顯示車削前端時系統(tǒng)剛度值顯示車削前端時系統(tǒng)剛度值Edit1顯示車削前端時系統(tǒng)剛度值Edit1顯示車削前端時系統(tǒng)剛度值圖48 結(jié)果顯示模塊功能說明圖設(shè)計的該軟件系統(tǒng)可以完成電渦流位移傳感器的標(biāo)定，位移、車削力信號的采集和處理及最后得出車床工藝系統(tǒng)的剛度值和車床床頭、床尾、刀架部件的剛度值，為車床加工精度的研究提供了數(shù)據(jù)。結(jié) 論 2012年3月，我開始了我的畢業(yè)設(shè)計工作，時至今日，設(shè)計任務(wù)基本完成。從最初的茫然，到慢慢的進(jìn)入狀態(tài)，再到對思路逐漸的清晰，整個設(shè)計過程難以用語言來表達(dá)。歷經(jīng)了幾個月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實的畢業(yè)設(shè)計終于落下了帷幕。回想這段日子的經(jīng)歷和感受，我感慨萬千，在這次畢業(yè)設(shè)計的過程中，我擁有了無數(shù)難忘的回憶和收獲。 3月中旬，在與導(dǎo)師的交流討論中我的題目定了下來，是：車床工藝系統(tǒng)動剛度在線測量系統(tǒng)設(shè)計。當(dāng)選題報告，開題報告定下來的時候，我當(dāng)時便立刻著手資料的收集工作中，當(dāng)時面對浩瀚的書海真是有些茫然，不知如何下手。在學(xué)校的圖書館和網(wǎng)上查了好幾天資料，在搜集資料的過程中，我認(rèn)真準(zhǔn)備了一個筆記本，將收集到的資料仔細(xì)整理分類，遇到其中不懂的及時寫在筆記本上，及時請教導(dǎo)師王時英。在導(dǎo)師指導(dǎo)下，我終于對自己的設(shè)計任務(wù)和方法有了個大致了解。我是用生產(chǎn)法來測量車床剛度，其中采用電渦流位移傳感器來測量偏差，用PCI9118數(shù)據(jù)采集卡來采集位移，用Delphi語言來設(shè)計系統(tǒng)軟件，其中切削力的測量是我們組另一個同學(xué)的畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。明確了自己的設(shè)計任務(wù)后，我開始著手我的設(shè)計。由于以前沒學(xué)過Delphi語言，對電渦流位移傳感器工作原理和PCI9118數(shù)據(jù)采集卡的原理都不是很懂，所以任務(wù)還是比較多的。之后開始一邊學(xué)習(xí)Delphi語言、查找有關(guān)電渦流位移傳感器和PCI9118的有關(guān)資料，一邊畫試件裝配圖、畫測量裝配圖和構(gòu)思系統(tǒng)人機(jī)交互界面。在這過程中遇到困難我就及時和導(dǎo)師聯(lián)系，并和同學(xué)互相交流。在大家的幫助下，困難一個一個解決掉，設(shè)計也有條不絮的進(jìn)行著。其中畫試件裝配圖時特地去學(xué)校實驗室測量了以前做實驗時的試件，畫測量裝配圖時也特地去學(xué)校實驗室觀察了CA6140車床，測量了其刀架的大概尺寸從而確定了電渦流位移傳感器的安裝方法。到4月底時，我的設(shè)計方案已基本上確定，試件裝配圖、測量裝配圖也基本上完成，對軟件的人機(jī)交互界面也有了個大致思路，對Delphi語言也有了個大致了解。其中構(gòu)思軟件的人機(jī)交互界面時是個很頭疼得問題，參考了好些資料，請教導(dǎo)師之后改了又改才最終確定。學(xué)習(xí)Delphi語言是個循序漸進(jìn)的過程，從了解Delphi的基本功能到熟悉它的一些組件的基本作用和用法、編寫一些簡單的程序，這其中碰到很多的問題都需要耐心的去解決。5月開始編寫程序的算法以便實現(xiàn)軟件的功能，包括一元線性回歸子程序、均值濾波等數(shù)據(jù)處理程序以及編程實現(xiàn)PCI9118數(shù)據(jù)采集卡對位移、車削力信號的采集。這其中碰到很多的程序錯誤，其中一些語法錯誤還好點，一般仔細(xì)查找下都能找到并解決；那些邏輯錯誤是最讓人頭疼的，往往都不知道它哪里出錯了，于是上網(wǎng)找尋解決的辦法，請教導(dǎo)師、同學(xué)等，在這過程中學(xué)會了通過設(shè)置斷點一步步找尋出錯誤的地方，然后想辦法解決它，當(dāng)我終于能讓我編寫的程序?qū)崿F(xiàn)相關(guān)功能后我的心是甜的，感覺自己在這過程中學(xué)會了很多，很值得。程序編完后然后就是畫軟件原理圖，整理資料完成論文。這過程相當(dāng)容易些，主要是按要求一步步做就行。這次畢業(yè)設(shè)計的制作過程是我的一次再學(xué)習(xí)，在提高的過程。在論文中我充分地運用了大學(xué)期間所學(xué)到的知識。我不會忘記這難忘的幾個與時間，畢業(yè)設(shè)計給了我難忘的回憶。這樣一步步走來，每次想出一種解決問題的方法，從而更接近完成畢設(shè)就會感覺到很充實，最難忘的是找出程序錯誤接近錯誤時的激動和興奮。親手設(shè)計軟件時，記憶最深的是每一步小小思路實現(xiàn)時那喜悅的心情。在整個過程中，我熟悉了Delphi語言編程方法、了解了PCI9118數(shù)據(jù)采集卡的采集原理、了解了電渦流位移傳感器的工作原理和方法等。唯一有點遺憾的是由于實驗室工作排的比較滿，沒時間去車床上做實驗驗證程序的準(zhǔn)確性，只是自己模擬輸入了一組數(shù)大概檢驗了一下程序的可靠性。在今后的日子里，我仍然要不斷地充實自己，爭取在所學(xué)領(lǐng)域有所作為。腳踏實地，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，實事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度，不怕困難、堅持不懈、吃苦耐勞的精神是我在這次設(shè)計中最大的收益。我想這是一次意志的磨練，是對我實際能力的一次提升，也會對我未來的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。在這次畢業(yè)設(shè)計中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。 在此更要感謝我的導(dǎo)師王時英，是你的細(xì)心指導(dǎo)和關(guān)懷，使我能夠順利的完成畢業(yè)論文。老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識、無私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪。從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實、寬廣的專業(yè)知識，也學(xué)到了做人的道理。在此我要向我的導(dǎo)師致以最衷心的感謝和深深的敬意。 致　　謝本人在設(shè)計（論文）期間都是在王時英教授全面、具體指導(dǎo)下完成進(jìn)行的。王老師淵博的學(xué)識、敏銳的思維、民主而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)使學(xué)生受益非淺，并終生難忘。感謝王時英教授等在畢業(yè)設(shè)計工作中給予的幫助。感謝我的學(xué)友和朋友對我的關(guān)心和幫助。 參考文獻(xiàn)[1] 曾志新，呂明主編，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)(第二版)[M].武漢:武漢理工大學(xué)出版社，2010.[3] 李文池，王佳祥主編，Delphi程序設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京:中國水利水電出版社,2006.[4] 王士元主編，IBM—PC/XT接口技術(shù)及其應(yīng)用[M].天津：南開大學(xué)出版社，2003.[6] 吳盛濟(jì) 姚國蘭， 機(jī)械加工系統(tǒng)實驗數(shù)據(jù)實時采集與處理[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1990.[7] 段興主編，Delphi7實用程序設(shè)計[M].北京：100例人民郵電出版社，2003.[8] 尹立民編著，Delphi應(yīng)用編程150例[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003.[9]劉瑞新，王遠(yuǎn)征，[M].北京：.[11] 趙燕主編，工程測試技術(shù)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2010.[12] 廖念釗等編著，互換性與技術(shù)測量，中國計量出版社[13] 楊光，席偉光等主編，機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計，高等教育出版社[14] 楊勝強(qiáng)，馬麟主編，工程制圖學(xué)及計算機(jī)繪圖，國防工業(yè)出版社[15] 王時英, 呂明，軋剛，基于LabVIEW 的車床動態(tài)剛度測量系統(tǒng)研究，太原理工大學(xué)學(xué)報[16] 宋微，機(jī)床主軸性能檢測系統(tǒng)研究，哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文[17] 王志強(qiáng)，段修生等，PCI一9118數(shù)據(jù)采集卡的FSK信號采集與處理，火力與指揮控制[18] 門瑞霞，曹建文，王少華，PCl9118數(shù)據(jù)采集卡在電路板閉環(huán)測試中的應(yīng)用，中文核心期刊《微計算機(jī)信息》(測控自動化)[19] 曹益，鄧朝暉，徐慧蓉，車床靜剛度計算機(jī)測試系統(tǒng)的硬件設(shè)計及研究，精密制造與自動化[20] 崔建偉，基于DAQ2010的高速車削力測量系統(tǒng)設(shè)計，機(jī)械管理開發(fā)[21] 王欣威,慕麗，基于LabVIEW的電渦流位移傳感器測量系統(tǒng)設(shè)計與研究，