摘 要

金属切割在工业制造中是相当重要的加工工序，它与制造行业发展乃至国民经济建设息息相关。而锯条作为最常见的切割工具是金属切割中必不可少的设备，它的使用决定了工业生产的发展与进步。随着我国基础制造行业的飞速发展，相关行业对制造工具的形位公差提出了更高的要求，所以直线度检测是一个很重要的研究课题。

本文在测微仪法求直线度的理论基础上，针对该方法的不足，对其进行了改进。首先，利用微机控制实现直线度检测过程的自动化；通过上位机和下位机的共同控制，可以自动且精确地采集直线度信息；结合计算机技术实现直线度计算的智能化，在提高精度的同时减少了人工操作流程；另外，还在计算机上创建了功能丰富的操作界面，让直线度检测过程更直观。

研究结果表明：本次设计的锯条钢带直线度检测系统能以较低的成本完成直线度检测的过程，而且其精度可以满足使用要求。这为搭建类似的检测系统提供了可以借鉴的系统构架。

关键词：锯条钢带；直线度；测微仪法

Abstract

Metal cutting is a very important process in industrial manufacturing, it is closely related to the development of manufacturing industry and national economic construction. And the saw blade as the most common cutting tools are essential for metal cutting equipment, it determines the development and progress of industrial production. With the rapid development of China's basic manufacturing industry, the form and position tolerances of manufacturing tools have been put forward higher requirements, so it is a very important research topic.

This paper mainly studies the improved method for straightness in the basis of micrometer method. First, using micro controller unit to realize the automation of straightness detection process; meanwhile, using common control of software and hardware can take straightness information more automatically and accurately; with computer technology, the process of detect can be more intelligence, it improving the accuracy of straightness while reducing the operation; in addition, it created operation interface with rich ability in computer, make the line detection process more intuitive.

Study shows that: the steel saw blade straightness detection system can complete straightness detection process with low cost, and its precision can meet the use requirements. This provides a certain basis for building similar detection system and can be used for reference.

Key Words： steel saw blade ;straightness; micrometer method

目录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究的背景和意义 1

1.1.1 课题背景 1

1.1.2 课题研究意义 1

1.2 锯条钢带直线度检测的国内外研究现状 1

1.3 本文主要研究内容 2

第2章 锯条钢带直线度检测系统总体设计 3

2.1 检测系统的设计方案选择 3

2.2 锯条钢带直线度检测系统的工作原理 5

2.3 系统的总体设计框图 5

2.4 经济性分析 6

2.5 本章小结 7

第3章 锯条钢带直线度算法 8

3.1 直线度误差评定方法选择 8

3.2 检测系统的直线度计算具体方法 9

3.2.1 直线度评定算法 10

3.2.2 直线度算法的程序实现 12

3.3 本章小结 13

第4章 数据采集模块的硬件设计 14

4.1 测距模块的设计 14

4.1.1 超声波测距模块工作原理 14

4.1.2 测距模块程序 15

4.2 步进电机的控制 16

4.3 单片机选型 16

4.4 串口通讯模块设计 18

4.5 本章小结 19

第5章 检测系统软件设计 20

5.1 Visual C 6.0 简介 20

5.2 直线度计算程序设计 20

5.3 串口通信功能的实现 21

5.3.1 MFC功能介绍 21

5.3.2 Mscomm控件及通讯功能的实现 21

5.4 操作窗口的创建 22

5.5 本章小结 24

第6章 系统功能测试与完善 25

6.1 测距模块的调试 25

6.2 窗口功能的调试 27

6.3 误差分析 28

6.4 本章小结 29

第7章 总结与展望 30

7.1 工作总结 30

7.2 前景展望 30

参考文献 31

致 谢 32

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.1.1 课题背景

随着我国经济增长方式的逐步转变和节能环保观念的增强，特别是随着“两型”社会建设的推进，我国的经济将从粗放增长方式转向集约增长方式。因此降低生产成本，提高单位原材料的出材率和产品价值，已是不可阻挡的趋势。而在成材生产中，减小钢带锯口切削损失和锯切偏差，可大大提高出材率，这些可以通过减小锯条钢带直线度误差来实现。在机械加工行业中，直线度误差是相当重要的内容，它对所生产零部件的性能起到了决定性的作用。

直线度误差是形位误差分析和工业生产制造中的一个基本项目，它与平面度、垂直度、平行度、同轴度有着同等重要的地位，所以世界各国计量学领域的专家学者都给予了极大的重视。但到目前为止，圆度、尺寸精度、粗糙度的测量精度已经达到nm级水平，而同为影响产品性能四大因素之一的直线度的检测精度并不高，尤其是对于锯条钢带这种大长度跨度的直线度测量，其测量精度水平远低于其它测量项目。

1.1.2 课题研究意义

金属切割在工业制造中是相当重要的加工工序，它与制造行业发展乃至国民经济建设息息相关。而锯条作为最常见的切割工具是金属切割中必不可少的设备，它的使用决定了工业生产的发展与进步。但在实际生产中，由于锯条钢带直线度不能达到使用要求，导致加工的产品误差值较大、良品率低，给后续加工部分带来诸多不便，最终对生产效率和产品质量产生不良影响。因此，锯条钢带的直线度是保证产品加工质量的重要指标，对其进行研究有很重要的意义。