虛擬儀器實現(xiàn)的零件加工精度測量與分析系統(tǒng)
摘要：論述利用LabVIEW開發(fā)平臺，實現(xiàn)機械零件加工精度分析系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的采集，顯示和存儲，并通過大量數(shù)據(jù)的分析，得出加工誤差的分布曲線圖、X-R質(zhì)量控制圖等信息。
關鍵詞：LabVIEW；虛擬儀器；加工精度；統(tǒng)計分析；數(shù)據(jù)采集
1系統(tǒng)組成及原理
機械零件加工精度分析系統(tǒng)由傳感器、電荷放大器、數(shù)據(jù)采集卡、計算機系統(tǒng)等組成，如圖1所示。
2 零件加工精度的分析方法
2.1加工誤差的分類
在已調(diào)整好的機床上加工一批工件，由各種工藝因素所產(chǎn)生的加工誤差可分為兩大類，即系統(tǒng)誤差和隨機誤差。系統(tǒng)誤差包括因調(diào)整等因素引起的常值系統(tǒng)誤差和因刀具磨損、機床熱變形等引起的有規(guī)律變化趨勢的變值系統(tǒng)誤差。隨機誤差則是由尺寸分散造成的。
2.2分析方法
零件的加工誤差具有一定的規(guī)律性。統(tǒng)計分析方法是以生產(chǎn)現(xiàn)場內(nèi)對許多工件進行檢測的數(shù)據(jù)為基礎，運用數(shù)理統(tǒng)計的方法加以整理歸納，從中找出規(guī)律性的東西，進而找到解決問題的途徑。本系統(tǒng)采用虛擬儀器進行統(tǒng)計分析。
(1)分布曲線圖法(圖2)
(2)點圖分析法(圖3)
這種方法是將整個加工零件的過程做成一個母體，在這個過程中定期抽取樣本，因此樣本具有的特性必定是母體特性的反映。具體做法是在工藝過程進行前，分組測量一批試件的尺寸，求出各組的算術平均值X、極差R以及上下控制限，作X-R質(zhì)量控制圖。生產(chǎn)過程中，定期抽取樣本數(shù)據(jù)Xi，Ri(即第i個樣本的均值與極差)，分別點注在X圖和R圖上，依這些點分布的位置判斷工序的加工質(zhì)量。由于點圖只需抽樣檢查，不需全數(shù)測量，能反映工件加工的先后順序，因此較多地使用在生產(chǎn)現(xiàn)場和質(zhì)量管理部門。
LabVIEW提供了一些數(shù)學運算節(jié)點，包括公式節(jié)點、估計、微積分運算、線性代數(shù)、曲線擬合、數(shù)理統(tǒng)計、最優(yōu)化方法、尋根和數(shù)值節(jié)點等，所以可以方便地處理大量數(shù)據(jù)。在LabVIEW的后面板中利用這些數(shù)學運算節(jié)點，根據(jù)分析方法中的各公式編輯好數(shù)據(jù)處理部分，其結(jié)果顯示在前面板相應的控件中，如圖2、圖3所示。其數(shù)據(jù)流流通過程如圖4所示。
3結(jié)束語
基于LabVIEW的虛擬軟件技術給零件加工精度分析過程中參數(shù)的計算機輔助測量帶來了較大的編程方便性、較強的功能和靈活性。并且LabVIEW這個功能強大又方便靈活的虛擬儀器開發(fā)平臺，能創(chuàng)造出比傳統(tǒng)的測試儀器具有更高智能、更高性能價格比、更可靠及便于操作的先進儀器。
此系統(tǒng)適用于批量生產(chǎn)規(guī)模，使尺寸檢測和數(shù)據(jù)計算變得簡單易行，使加工誤差在線測量和實時分析可望實現(xiàn)，并且數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析的準確性得到提高。另外，該系統(tǒng)還可以通過改變相應的程序來改變工藝分析的內(nèi)容。
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