本發(fā)明屬于一種測量裝置及測量方法，具體涉及一種基于LabVIEW的筒狀工件測量裝置及其測量方法。

背景技術：

對于專用高速旋轉(zhuǎn)設備而言，其筒狀工件的各部位尺寸參數(shù)十分重要，其尺寸參數(shù)包括有外徑、內(nèi)徑、長度、圓度等，筒狀工件的各尺寸參數(shù)是否符合要求直接影響到專用高速旋轉(zhuǎn)設備是否能夠正常工作，那么測量檢驗筒狀工件的各部位尺寸參數(shù)對設備起著至關重要的作用。本系統(tǒng)正是應用于專用高速旋轉(zhuǎn)設備的筒狀工件的測量系統(tǒng)。

對筒狀工件進行測量時，需要實現(xiàn)工件的各部位參數(shù)的自動測量和記錄，并根據(jù)參數(shù)的標準值自動判斷是否合格。本發(fā)明旨在提供一種基于LabVIEW的能夠自動控制各測量單元，對筒狀工件進行自動測量和記錄，并自動計算尺寸和判斷是否合格的自動測量系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術存在的問題而提出，其目的是提供一種基于LabVIEW的筒狀工件測量裝置及其測量方法。

本發(fā)明的技術方案是：一種基于LabVIEW的筒狀工件測量裝置，包括電氣機柜和機械操作臺，所述電氣機柜中設置有顯示器和NI機箱，所述NI機箱中設置有處理器、數(shù)字I/O卡、數(shù)據(jù)采集卡，所述數(shù)字I/O卡通過信號線，經(jīng)接線端子板與機械操作臺中的電機、電磁閥和磁性開關相連，所述電磁閥、磁性開關與氣缸相連，所述數(shù)據(jù)采集卡通過信號線，經(jīng)接線端子板與機械操作臺上分布在各測點的電感傳感器和激光傳感器相連。

所述數(shù)字I/O卡、數(shù)據(jù)采集卡均安裝在NI機箱的卡槽中，并由處理器控制。

一種應用上述基于LabVIEW的筒狀工件測量裝置的測量方法，包括以下步驟：

（?。╅_始S1。

（ⅱ）控制電磁閥S2

由數(shù)字I/O卡輸出數(shù)字信號，通過上述數(shù)字信號控制電磁閥的開合狀態(tài)。

（ⅲ）控制氣缸進退S3

步驟（ⅱ）中電磁閥的開合控制氣缸的進退動作，隨著氣缸的動作，待測的筒狀工件將被移動至指定的測量位置。

（ⅳ）是否到測量位S4

判斷氣缸動作是否完成，即待測的筒狀工件是否被移動至指定的測量位置，若氣缸動作未完成，即筒狀工件沒有到達指定的測量位置，則返回執(zhí)行步驟（ⅲ）；若氣缸動作已完成，即筒狀工件到達測量位置，則執(zhí)行步驟（ⅴ）。

（ⅴ）觸發(fā)磁性開關S5

磁性開關的開合產(chǎn)生相應的數(shù)字輸入信號，上述數(shù)字輸入信號被傳輸至數(shù)字I/O卡，對應的測量位狀態(tài)將顯示在程序界面上。

（ⅵ）控制電機S6

筒狀工件到達測量位后，數(shù)字I/O卡輸出數(shù)字信號控制電機動作，電機將驅(qū)動筒狀工件進行轉(zhuǎn)動，電機的狀態(tài)將產(chǎn)生相應的數(shù)字輸入信號傳輸至數(shù)字I/O卡。

（ⅶ）采集數(shù)據(jù)S7

自筒狀工件到達測量位置后，傳感器將分別對筒狀工件在靜止狀態(tài)下和轉(zhuǎn)動過程中的各測點的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)采集。

（ⅷ）計算尺寸參數(shù)S8

運用程序中編輯的計算公式，對步驟（ⅶ）采集到的數(shù)據(jù)進行尺寸參數(shù)的計算，并與參數(shù)的標準值比較判斷是否合格。

（ⅸ）數(shù)據(jù)顯示S9

將步驟（ⅷ）的計算結(jié)果顯示在程序界面中。

（ⅹ）數(shù)據(jù)存儲S10

將步驟（ⅸ）的計算結(jié)果進行數(shù)據(jù)存儲，存儲到指定的數(shù)據(jù)庫中。

（ⅹ?。y量是否結(jié)束S11

判斷測量過程是否結(jié)束，若測量過程沒有結(jié)束，則返回執(zhí)行步驟（ⅶ）；若測量過程結(jié)束，則執(zhí)行步驟（ⅹⅱ）。

（ⅹⅱ）控制電磁閥S12

控制電磁閥由數(shù)字I/O卡輸出數(shù)字信號，上述數(shù)字信號控制電磁閥的開合狀態(tài)。

（ⅹⅲ）控制氣缸進退S13

電磁閥的開合控制氣缸的進退動作，隨著氣缸的動作，待測的筒狀工件將被送回至原先的初始位置。

（ⅹⅳ）是否回到原位S14

判斷氣缸動作是否完成，即待測的筒狀工件是否被送回至初初始位置，若氣缸動作未完成，即筒狀工件沒有到達原先的初始位置，則返回執(zhí)行步驟（ⅹⅲ）；若氣缸動作已完成，即筒狀工件到達初始位置，則執(zhí)行步驟（ⅹⅴ）。

（ⅹⅴ）觸發(fā)磁性開關S15

磁性開關的開合產(chǎn)生相應的數(shù)字輸入信號，上述數(shù)字輸入信號被傳輸至數(shù)字I/O卡，對應的原位狀態(tài)將顯示在程序界面上。

（ⅹⅵ）結(jié)束S16。

所述（ⅶ）中的靜止狀態(tài)下的測量數(shù)據(jù)以及轉(zhuǎn)動過程中的測量數(shù)據(jù)包括用于計算標準件的內(nèi)外徑等參數(shù)尺寸所需的各測點的傳感器測量值，以用于標準工件的校準。

本發(fā)明通過數(shù)字信號的輸入和輸出完成對機械操作臺中機械部分的控制與監(jiān)視，從而實現(xiàn)對待測的筒狀工件的位置控制；并通過模擬電壓信號的輸入完成對傳感器輸出數(shù)據(jù)信號的采集，并通過軟件編輯算法，將傳感器輸出數(shù)據(jù)按照相關的國家標準對應的公式進行計算，從而得出待測的筒狀工件的各部位尺寸參數(shù)，并與參數(shù)的標準值比較判斷是否合格；并在系統(tǒng)界面上顯示控制狀態(tài)和測量結(jié)果，供相關人員操作與參考；并實現(xiàn)了測量結(jié)果的存儲與查詢的功能，使得相關人員可以從存儲的數(shù)據(jù)中查詢分析測量結(jié)果，對測量結(jié)果的總結(jié)和后期的工藝改善提供幫助。

附圖說明

圖1 是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)連接圖；

圖2 是本發(fā)明的方法流程圖；

其中：

1 電氣機柜 2 顯示器

3 處理器 4 數(shù)字I/O卡

5 數(shù)據(jù)采集卡 6 NI機箱

7 機械操作臺 8 電機

9 電磁閥 10 磁性開關

11 電感傳感器 12 激光傳感器

13 氣缸。

具體實施方式

以下，參照附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明：

如圖1所示，一種基于LabVIEW的筒狀工件測量裝置，包括電氣機柜1和機械操作臺7，所述電氣機柜1中設置有顯示器2和NI機箱6，所述NI機箱6中設置有處理器3、數(shù)字I/O卡4、數(shù)據(jù)采集卡5，所述數(shù)字I/O卡4通過信號線，經(jīng)接線端子板與機械操作臺7中的電機8、電磁閥9和磁性開關10相連，所述電磁閥9、磁性開關10與氣缸13相連，所述數(shù)據(jù)采集卡5通過信號線，經(jīng)接線端子板與機械操作臺7上分布在各測點的電感傳感器11和激光傳感器12相連。

所述數(shù)字I/O卡4、數(shù)據(jù)采集卡5均安裝在NI機箱6的卡槽中，并由處理器3控制。

將待測的筒狀工件放置于機械操作臺7，由數(shù)字I/O卡4產(chǎn)生數(shù)字輸出信號，此信號用于控制機械操作臺7中的電磁閥9的開合狀態(tài)，從而控制氣缸13完成指定動作，使得待測的筒狀工件移動至指定的測量位置，到達相應指定位置后氣缸13停止動作，此時將觸發(fā)相應位置處的磁性開關10，磁性開關10的開合將產(chǎn)生數(shù)字輸入信號，信號經(jīng)信號線傳輸至電氣機柜1中的數(shù)字I/O卡4，可根據(jù)此信號狀態(tài)來判斷確認氣缸13是否完成指定動作，即待測的筒狀工件是否被送至指定測量位置，到達指定位置后，將會由數(shù)字I/O卡4輸入和輸出的數(shù)字信號對電機8進行控制和反饋，以驅(qū)動待測的筒狀工件完成指定的轉(zhuǎn)動，并監(jiān)控是否完成轉(zhuǎn)動；機械操作臺7中的電感傳感器11與激光傳感器12分布在筒狀工件的各測點位置，當筒狀工件到達指定測量位置后，傳感器將測量筒狀工件在靜止和轉(zhuǎn)動狀態(tài)下的各測點與傳感器之間的距離值，傳感器將測得的距離值轉(zhuǎn)化為電壓信號，并傳送至數(shù)據(jù)采集卡5，數(shù)據(jù)采集卡5對電壓信號進行采集，將采集到的信號送入處理器3，由編寫的系統(tǒng)的控制測量軟件對信號進行處理、顯示和存儲，先將電壓信號轉(zhuǎn)換為距離值，然后按照相關的國家標準對應的公式進行計算，得出待測的筒狀工件的各部位尺寸參數(shù)，尺寸參數(shù)包括筒狀工件的外徑、內(nèi)徑、長度、圓度等，并與參數(shù)的標準值比較判斷是否合格，并將測量結(jié)果進行顯示和存儲。

所述電感傳感器11測量用于計算筒狀工件的一端外徑、一端圓度、兩端內(nèi)徑和長度等所需的距離值；激光傳感器12測量用于計算筒狀工件的另一端外徑和另一端圓度等所需的距離值。

如圖2所示，一種基于LabVIEW的筒狀工件的測量方法，包括以下步驟：

（?。╅_始。

（ⅱ）控制電磁閥。

由數(shù)字I/O卡4輸出數(shù)字信號，通過上述數(shù)字信號控制電磁閥9的開合狀態(tài)。

（ⅲ）控制氣缸進退

步驟（ⅱ）中電磁閥9的開合控制氣缸13的進退動作，隨著氣缸13的動作，待測的筒狀工件將被移動至指定的測量位置。

（ⅳ）是否到測量位

判斷氣缸13動作是否完成，即待測的筒狀工件是否被移動至指定的測量位置，若氣缸13動作未完成，即筒狀工件沒有到達指定的測量位置，則返回執(zhí)行步驟（ⅲ）；若氣缸13動作已完成，即筒狀工件到達測量位置，則執(zhí)行步驟（ⅴ）。

（ⅴ）觸發(fā)磁性開關

磁性開關10的開合產(chǎn)生相應的數(shù)字輸入信號，上述數(shù)字輸入信號被傳輸至數(shù)字I/O卡4，對應的測量位狀態(tài)將顯示在程序界面上。

（ⅵ）控制電機

筒狀工件到達測量位后，數(shù)字I/O卡4輸出數(shù)字信號控制電機8動作，電機8將驅(qū)動筒狀工件進行轉(zhuǎn)動，電機8的狀態(tài)將產(chǎn)生相應的數(shù)字輸入信號傳輸至數(shù)字I/O卡4。

（ⅶ）采集數(shù)據(jù)

自筒狀工件到達測量位置后，傳感器將分別對筒狀工件在靜止狀態(tài)下和轉(zhuǎn)動過程中的各測點的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)采集。

（ⅷ）計算尺寸參數(shù)

運用程序中編輯的計算公式，對步驟（ⅶ）采集到的數(shù)據(jù)進行尺寸參數(shù)的計算，并與參數(shù)的標準值比較判斷是否合格。

（ⅸ）數(shù)據(jù)顯示

將步驟（ⅷ）的計算結(jié)果顯示在程序界面中。

（ⅹ）數(shù)據(jù)存儲

將步驟（ⅸ）的計算結(jié)果進行數(shù)據(jù)存儲，存儲到指定的數(shù)據(jù)庫中。

（ⅹⅰ）測量是否結(jié)束

判斷測量過程是否結(jié)束，若測量過程沒有結(jié)束，則返回執(zhí)行步驟（ⅶ）；若測量過程結(jié)束，則執(zhí)行步驟（ⅹⅱ）。

（ⅹⅱ）控制電磁閥

控制電磁閥9由數(shù)字I/O卡4輸出數(shù)字信號，上述數(shù)字信號控制電磁閥9的開合狀態(tài)。

（ⅹⅲ）控制氣缸進退

電磁閥9的開合控制氣缸13的進退動作，隨著氣缸13的動作，待測的筒狀工件將被送回至原先的初始位置。

（ⅹⅳ）是否回到原位

判斷氣缸9動作是否完成，即待測的筒狀工件是否被送回至初初始位置，若氣缸9動作未完成，即筒狀工件沒有到達原先的初始位置，則返回執(zhí)行步驟（ⅹⅲ）；若氣缸9動作已完成，即筒狀工件到達初始位置，則執(zhí)行步驟（ⅹⅴ）。

（ⅹⅴ）觸發(fā)磁性開關

磁性開關10的開合產(chǎn)生相應的數(shù)字輸入信號，上述數(shù)字輸入信號被傳輸至數(shù)字I/O卡4，對應的原位狀態(tài)將顯示在程序界面上。

（ⅹⅵ）結(jié)束。

所述（ⅶ）中的靜止狀態(tài)下的測量數(shù)據(jù)以及轉(zhuǎn)動過程中的測量數(shù)據(jù)包括用于計算標準件的內(nèi)外徑等參數(shù)尺寸所需的各測點的傳感器測量值，以用于標準工件的校準。

本發(fā)明通過數(shù)字信號的輸入和輸出完成對機械操作臺中機械部分的控制與監(jiān)視，從而實現(xiàn)對待測的筒狀工件的位置控制；并通過模擬電壓信號的輸入完成對傳感器輸出數(shù)據(jù)信號的采集，并通過軟件編輯算法，將傳感器輸出數(shù)據(jù)按照相關的國家標準對應的公式進行計算，從而得出待測的筒狀工件的各部位尺寸參數(shù)，并與參數(shù)的標準值比較判斷是否合格；并在系統(tǒng)界面上顯示控制狀態(tài)和測量結(jié)果，供相關人員操作與參考；并實現(xiàn)了測量結(jié)果的存儲與查詢的功能，使得相關人員可以從存儲的數(shù)據(jù)中查詢分析測量結(jié)果，對測量結(jié)果的總結(jié)和后期的工藝改善提供幫助。