專利名稱：基于直驅(qū)式電機(jī)的凸輪輪廓檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于直驅(qū)式電機(jī)的凸輪輪廓檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法。_
背景技術(shù)：
凸輪機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)化機(jī)械、精密儀器、自動(dòng)化控制系統(tǒng)等。要做到高精度、高效率地檢測(cè)凸輪，并正確處理、評(píng)定它的各項(xiàng)誤差，及時(shí)快速地反饋凸輪的質(zhì)量信息，傳統(tǒng)的光學(xué)機(jī)械量?jī)x以及人工數(shù)據(jù)處理的方法，已不能適應(yīng)凸輪廣泛采用的自動(dòng)線生產(chǎn)的 需要了。隨著汽車工業(yè)、工程機(jī)械等的高速發(fā)展和制造技術(shù)的不斷提高，對(duì)如何提高凸輪加工精度的檢測(cè)精度和效率，是本領(lǐng)域要解決的技術(shù)難題。_

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、檢測(cè)精度和效率較高的基于直驅(qū)式電機(jī)的凸輪輪廓檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于直驅(qū)式電機(jī)的凸輪輪廓檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其中，所述凸輪輪廓檢測(cè)系統(tǒng)包括直驅(qū)式電機(jī)、同軸固定設(shè)于直驅(qū)式電機(jī)的轉(zhuǎn)子上的用于帶動(dòng)凸輪同步同軸旋轉(zhuǎn)的心軸、水平設(shè)于凸輪一側(cè)的絲杠螺母副、設(shè)于該絲杠螺母副的活動(dòng)螺母上的激光測(cè)量頭、用于測(cè)量所述活動(dòng)螺母的水平位移量的光柵尺位移傳感器、設(shè)于直驅(qū)式電機(jī)的固定座中的用于檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度的圓光柵、以及工控機(jī)；所述工控機(jī)控制所述直驅(qū)式電機(jī)和絲杠螺母副動(dòng)作，并根據(jù)所述激光測(cè)量頭、光柵尺位移傳感器和圓光柵測(cè)得的數(shù)據(jù)得出凸輪的外輪廓數(shù)據(jù)。具體地，所述絲杠螺母副的絲桿與一步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)相連；工控機(jī)包括用于實(shí)時(shí)控制所述直驅(qū)式電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)控制卡，與所述激光測(cè)量頭相連的用于實(shí)時(shí)檢測(cè)激光測(cè)量頭與凸輪的外輪廓的間距的激光位移傳感器采集卡，與所述光柵尺位移傳感器和圓光柵相連的編碼器計(jì)數(shù)卡，以及通過系統(tǒng)總線與所述運(yùn)動(dòng)控制卡、激光位移傳感器采集卡和編碼器計(jì)數(shù)卡相連的CPU單元；所述運(yùn)動(dòng)控制卡通過一伺服驅(qū)動(dòng)器控制所述直驅(qū)式電機(jī)動(dòng)作；運(yùn)動(dòng)控制卡同時(shí)通過一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作。在所述凸輪的旋轉(zhuǎn)角度為Θ i時(shí)，測(cè)得的凸輪的外輪廓與激光測(cè)量頭的間距即第一間距測(cè)量值為^ ;同時(shí)，光柵尺位移傳感器測(cè)量得的所述活動(dòng)螺母在水平方向與光柵尺位移傳感器的硬零位&的間距即第二間距測(cè)量值為“，i=l，2，3…n ；i為凸輪旋轉(zhuǎn)一周的過程中同時(shí)檢測(cè)所述第一、第二間距測(cè)量值“的次數(shù)，0° ( 9^360°。
所述基于直驅(qū)式電機(jī)的凸輪輪廓檢測(cè)系統(tǒng)的另一種檢測(cè)方法包括
a)、將激光測(cè)量頭與心軸的外圓的間距即第一間距控制在激光測(cè)量頭的量程內(nèi)，然后檢測(cè)并記錄所述第一間距Ii.,同時(shí)檢測(cè)并記錄所述活動(dòng)螺母在水平方向與所述硬零位I的間距即第二間距；
b)、將凸輪無間隙配合于所述心軸上，若未知凸輪的外輪廓數(shù)據(jù)，則在開始控制凸輪旋轉(zhuǎn)一周的同時(shí)，控制絲杠螺母副的活動(dòng)螺母根據(jù)激光測(cè)量頭測(cè)得的所述第一間距測(cè)量值為k的大小做靠近或遠(yuǎn)離凸輪的直線位移，以控制所述第一間距測(cè)量值&始終處于激光測(cè)
量頭的量程內(nèi)，并獲取與凸輪的旋轉(zhuǎn)角度Qi相對(duì)應(yīng)的所述第一、第二間距測(cè)量值&；C)、由心軸直徑Od和所述，計(jì)算出凸輪的極徑測(cè)量值A(chǔ)(A):
權(quán)利要求
1.一種基于直驅(qū)式電機(jī)的凸輪輪廓檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其特征在于所述的凸輪輪廓檢測(cè)系統(tǒng)包括直驅(qū)式電機(jī)(I)、同軸固定設(shè)于直驅(qū)式電機(jī)(I)的轉(zhuǎn)子(1-2)上的用于帶動(dòng)凸輪(10)同步同軸旋轉(zhuǎn)的心軸(5)、水平設(shè)于凸輪(10)—側(cè)的絲杠螺母副(3)、設(shè)于該絲杠螺母副(3)的活動(dòng)螺母(3-1)上的激光測(cè)量頭(2)、用于測(cè)量所述活動(dòng)螺母(3-1)的水平位移量的光柵尺位移傳感器(4)、設(shè)于直驅(qū)式電機(jī)(I)的固定座(1-1)中的用于檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子(1-2)的旋轉(zhuǎn)角度的圓光柵、以及工控機(jī)； 所述工控機(jī)控制所述直驅(qū)式電機(jī)(I)和絲杠螺母副(3)動(dòng)作，并根據(jù)所述激光測(cè)量頭(2)、光柵尺位移傳感器(4)和圓光柵測(cè)得的數(shù)據(jù)得出凸輪(10)的外輪廓數(shù)據(jù)； 所述絲杠螺母副(3)的絲桿(3-2)與一步進(jìn)電機(jī)(7)傳動(dòng)相連； 所述工控機(jī)包括用于實(shí)時(shí)控制所述直驅(qū)式電機(jī)(I)和步進(jìn)電機(jī)(7)動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)控制卡，與所述激光測(cè)量頭(2)相連的用于實(shí)時(shí)檢測(cè)激光測(cè)量頭(2)與凸輪(10)的外輪廓的間距的激光位移傳感器采集卡，與所述光柵尺位移傳感器(4)和圓光柵相連的編碼器計(jì)數(shù)卡，以及通過系統(tǒng)總線與所述運(yùn)動(dòng)控制卡、激光位移傳感器采集卡和編碼器計(jì)數(shù)卡相連的CPU單元； 所述運(yùn)動(dòng)控制卡通過一伺服驅(qū)動(dòng)器與所述直驅(qū)式電機(jī)(I)相連，所述圓光柵的檢測(cè)信號(hào)輸出端(1-3)與該伺服驅(qū)動(dòng)器的反饋信號(hào)輸入端相連；運(yùn)動(dòng)控制卡同時(shí)通過一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)電機(jī)(7)動(dòng)作； 在所述凸輪(10)的旋轉(zhuǎn)角度為Θ i時(shí)，測(cè)得的凸輪(10)的外輪廓與激光測(cè)量頭(2)的間距即第一間距測(cè)量值為^ ;同時(shí)，光柵尺位移傳感器(4)測(cè)量得的所述活動(dòng)螺母(3-1)在水平方向與光柵尺位移傳感器(4)的硬零位)的間距即第二間距測(cè)量值為4Λ, =1，2，3···η ；i為凸輪(10)旋轉(zhuǎn)一周的過程中同時(shí)檢測(cè)所述第一、第二間距測(cè)量值&、‘的次數(shù)，0° ( 9^360° ； 所述凸輪輪廓檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法包括 a)、將激光測(cè)量頭(2)與心軸(5)的外圓的間距即第一間距.控制在激光測(cè)量頭(2)的量程內(nèi)，然后檢測(cè)并記錄所述第一間距,同時(shí)檢測(cè)并記錄所述活動(dòng)螺母(3-1)在水平方向與所述硬零位(/.:.)的間距即第二間距； b)、若未知凸輪(10)的外輪廓數(shù)據(jù)，則在開始控制凸輪(10)旋轉(zhuǎn)一周的同時(shí)，控制絲杠螺母副(3)的活動(dòng)螺母(3-1)根據(jù)激光測(cè)量頭(2)測(cè)得的所述第一間距測(cè)量值為In的大小做靠近或遠(yuǎn)離凸輪(10)的直線位移，以控制所述第一間距測(cè)量值k始終處于激光測(cè)量頭(2)的量程內(nèi)，并獲取與凸輪(10)的旋轉(zhuǎn)角度Θ i相對(duì)應(yīng)的所述第一、第二間距測(cè)量值&、iMs ； C)、由心軸直徑Od和所述U Jw、&、‘，計(jì)算出凸輪(10)的極徑測(cè)量值八(4)
全文摘要
本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、檢測(cè)精度和效率較高的基于直驅(qū)式電機(jī)的凸輪輪廓檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其包括直驅(qū)式電機(jī)、同軸固定設(shè)于直驅(qū)式電機(jī)的轉(zhuǎn)子上的用于帶動(dòng)凸輪同步同軸旋轉(zhuǎn)的心軸、水平設(shè)于凸輪一側(cè)的絲杠螺母副、設(shè)于該絲杠螺母副的活動(dòng)螺母上的激光測(cè)量頭、用于測(cè)量所述活動(dòng)螺母的水平位移量的光柵尺位移傳感器、設(shè)于直驅(qū)式電機(jī)的固定座中的用于檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度的圓光柵、以及工控機(jī)；所述工控機(jī)控制所述直驅(qū)式電機(jī)和絲杠螺母副動(dòng)作，并根據(jù)所述激光測(cè)量頭、光柵尺位移傳感器和圓光柵測(cè)得的數(shù)據(jù)得出凸輪的外輪廓數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G01B11/24GK102944189SQ20121041758
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者丁仕燕 申請(qǐng)人:常州工學(xué)院