基于组态王的磨加工主动测量仪的数据处理

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Data Processing of Grinding Active M easuring InstrumentBased on KingviewXU Jinhu，ZHANG Linna，ZHENG Peng，GAO Fang(School of Mechanical Engineering，Zhengzhou University，Zhengzhou Henan 450001，China)Abstract：Against the existing problems of the domestic grinding active measurement and control instrument，such as the lowmeasuring accuracy，the indirect view，the inconvenience of setting and adjusting and the system security，a new-style active measuringcontroler Was designed and exploited by Kingview.Through studies in the structure and functions of the existing active measuring con·trolers，t.aking high-accuracy，high-speed reaction an d high-inteligence degree as goal，Kingview recipe management features wereused to make a new data processing method for the active measuring instrument.The research results have theoretical signifcance anduseful value to the development and production of active measuring controllers。

Keywords：Active measurement；DDE；Kingview；Data processing随着全球工业自动化技术的迅速发展及计算机在工业测控领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高。主动测量仪的采用，实现了在加工过程中对被加工零件的磨加工在线自动测量。主动测量仪的特点是可以连续地测量工件并以工件余量校正进给量，从而获得最佳的进给速度，保证工件的最终质量。但目前国产的主动测量仪普遍存在着测量精度差、显示不够直观、测量范围及控制点调整不方便等缺点。为此作者在充分分析现有磨床主动测量仪的基础上，采用 目前流行的工业组态软件 (组态王)作为开发平台，开发了多功能智能化磨加工主动测量仪。由于组态王软件在数据采集速率方面无法满足磨加工过程中高速数据采集的要求，作者采用-种新的方法圆满地解决了这-问题 ，即采用组态王和VB混合编程的方式开发主动量仪的控制程序。这样做的优势在于：(1)组态软件拥有丰富的工具箱、图库和操作向导，通过它应用系统的设计人员可以在较短的时间内完成用户界面的制作； (2)几乎所有的VO设备生产厂商都会提供基于VB的控制例程及所需的API函数，利用 VB就可以方便地实现对底层设备(如板卡类设备)的控制，同时弥补了组态软件采集频率低的不足；(3)组态王遵循 Windows下的标准动态数据交换 (DDE)协议，所以不需要担心组态王与VB之间的数据通讯问题。这样开发出来的应用系统界面更加美观，开发周期也会大大地缩短，有效地降低了主动量仪的开发成本。

1 系统概述主动测量仪主要由测 量装 置、驱 动装置、控制仪三部分组成 (如 图 1)。测量装置 (测头)是测量仪的主体，起着把被测参数的变化量转化 图1 主动测量仪工作原理图为测量信号的作用∝制仪将测量装置输出的电感信号经过相敏整流、放大，发出粗磨、精磨、光磨、到收稿日期：2012-06-14基金项目：河南侍育厅科学技术研究重点项目 (1213460024)；郑州大学研究生科学研究基金资助项目 (11I10801)作者简介：徐金虎 (1986-)，男，硕 士，研究方向为几何公差 的数字化计 量、CAD/CAM技术。E-mail：ldhs0228###163.com。

· 76· 机床与液压 第4l卷尺寸等信号给磨床控制系统，磨床控制系统接收到信号后控制机床的进给机构，从而达到控制工件尺寸的目的。测量装置的进退由驱动装置来带动，工件安装好后，砂轮快速前进，同时也带动主动测量装置进入测量工位。磨削到尺寸后砂轮快速退回，驱动装置带动主动测量装置退出测量工位，以便操作者装卸工件。驱动装置是主动测量装置与机床的连接部件，负责测量装置进入或退出测量工位，通过对前后微调机构的调整，可以使装置的触头对准工件中心。由于主动测量仪能使操作人员无需停机就能测量工件，减少了劳动强度，提高了生产效率，降低了废品率，同时加工出的工件尺寸-致性较高，特别适合于在大批量流水线作业中使用，如汽车零部件、轴承零件的加工等。

2 主动测量仪软件结构设计2.1 系统工作流程用组态王做主动测量仪系统的上层平台和界面，用 VB程序做底层处理和数据采集，系统的工作流程如图2所示。在机械加工过程中，测量装置 (测头)始终监测着工件的尺寸变化，并实时将数据传递给量仪的VB程序，量仪的VB程序根据从参数配方中读取的已由组态王设定好的参数发出信号 (粗磨、精磨、光磨、到尺寸等)给机床控制系统，机床随即进行相应的动作，如改变砂轮的转速和进给速度等。

同时，按要求实时地将处理后的数据传递给组态王界面 显示 。

图2 系统工作流程2.2 组态王的配方管理组态王提供的配方管理由两部分组成：配方管理器和配方函数集 。配方管理器打开后，弹出对话框，用于创建和维护配方模板文件；配方函数允许组态王运行时对包含在配方模板中的各种配方进行选择、修改、创建和删除等-系列操作。首先在组态王工程浏览器”下，新建配方模板--工件定义配方(如图3)。利用配方函数 RecipeLoad和 RecipeSave可完成配方的加载和保存。该工程要求在相应的操作界面显示时要求加载对应工件的参数信息，所以可将命令语言写在 画面属性 -显示时”，比如要加载工件A”的参数，命令语句如下：string filename；//定义字符串变量filenameInfoAppDir”工件定义配方 .CSV”；//InfoAppDir返回当前组态王工程目录RecipeLoad(filename，”工件 A”)；//H载配方当需要保存配方时，可在画面相应的动作下添加如下命令：string filename；filenameInfoAppDir”工件定义配方.CSV”；RecipeSave(filename，”工件 )；//保存配方通过以上方法可实现组态王配方的加载和保存，保存后的组态王配方形式如图3所示。使用配方的优点在于避免了当生产过程状态需要大量的控制变量参数时-个接-个地设置这些变量参数，从而使控制生产过程得心应手，大大地提高效率。

膏E翥韪穗 工件 工件B 工件c I惭 强 l 、本站点、Gj霉位电压 蜜丑夔蠢 、、车站点、诬零位电压 实型 0 0啦囊羹孽 、、本站点、Glf音事 实型j轫I蕾 ～、本站点忱 倍事 实型 T6I巍酗 燕量B盎量Tj鞠b蜘 JLlo变量Il2图 3 工件定义配方2.3 VB6。0访问组态王配方组态王中创建的配方模板是以 .CSV”文件的形式存储的，利用VB6.0可直接访问 工件定义配方.CSV”。以读取配方中第4行、第 3列的数据为例，读取其他数据可依法炮制。其VB程序如下：Private Sub Form- LoadDim objExcel As Exce1.Application 定义 EXCEL类Dim objWorkBook As Exce1.Workbook 定义工作薄Dim objSheet As Exce1.Worksheet 定义工作表类Dim Value As IntegerSet objExcelCreateObject(”Exce1.Application”)引用 Excel应用程序objExce1.VisibleTrue 设置 EXCEL对象可见Set objWorkBook objExce1.Workbooks.Open(App.Path&”工件定义配方.CSV”)指定表格路径Set objSheetobjExce1.Worksheets(1) 设置活动的工作表ValueobjSheet.Cels(4，3).Value 读取配方中· 80· 机床与液压 第41卷方法，采用非结构网格上的SIMPLE算法，速度压力场采用隐式的全场迭代解法，边界条件规定进口总压力与出口压力 ，进 口压力设置为 1 000 kPa，出口压力设置为900 kPa。设定好上述求解控制方程后，即可求解阀芯不同开度的模型。

3.3 仿真结果与计算通过仿真计算结果可以得出调节阀不同开度下的相对流量系数 ，如表 2所示。

表2 相对流量系数计算得到的流量系数与仿真结果曲线如图3 0。

所示，二者在小 开度 时 0·有-定误差，这是由于 鏖在歇度时 阀门内部结构的流 阻系数对流量 系数的影响较大，仿真过 阿程简化了-些复杂结构， -使流阻减校4 结论相对开度设计流量特性曲线和仿真流量特性曲线(1)套筒式调节阀结构的特殊设计，使得阀芯不平衡力小，稳定性好，不易震荡。在阀口两侧压力固定的情况下，得出套筒式调节阀阀口近似计算式，得到阀口的过流面积。

(2)在实际工况下，调节阀阀口两端的压力会随着开度的变化而改变，即等百分比的固有流量特性在实际工况下会发生畸变，往往会畸变成线性。因此，等百分比固有流量特性的好坏直接影响着调节阀的实际使用性能。

(3)通过 CFD技术，仿真得到的调节阀流量特性曲线与计算的特性曲线非秤近，验证了计算的准确性，缩短了调节阀的设计周期，提高了调节阀的调节性能。