[發明專利]基于直驅式電機的凸輪輪廓檢測系統

有效

• 申請號: 201110114560.6
• 申請日: 2011-05-04
• 公開（公告）號: CN102252631A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 丁仕燕
• 申請（專利權）人: 常州工學院
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 常州市江海陽光知識產權代理有限公司 32214
• 代理人: 蔣全強

1.一種基于直驅式電機的凸輪輪廓檢測系統，其特征在于包括：直驅式電機(1)、同軸固定設于直驅式電機(1)的轉子(1-2)上的用于帶動凸輪(10)同步同軸旋轉的心軸(5)、水平設于凸輪(10)一側的絲杠螺母副(3)、設于該絲杠螺母副(3)的活動螺母(3-1)上的激光測量頭(2)、用于測量所述活動螺母(3-1)的水平位移量的光柵尺位移傳感器(4)、設于直驅式電機(1)的固定座(1-1)中的用于檢測所述轉子(1-2)的旋轉角度的圓光柵、以及工控機；

所述工控機控制所述直驅式電機(1)和絲杠螺母副(3)動作，并根據所述激光測量頭(2)、光柵尺位移傳感器(4)和圓光柵測得的數據得出凸輪(10)的外輪廓數據。

2.根據權利要求1所述的基于直驅式電機的凸輪輪廓檢測系統，其特征在于：所述絲杠螺母副(3)的絲桿(3-2)與一步進電機(7)傳動相連；

所述工控機包括：用于實時控制所述直驅式電機(1)和步進電機(7)動作的運動控制卡，與所述激光測量頭(2)相連的用于實時檢測激光測量頭(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數卡，以及通過系統總線與所述運動控制卡、激光位移傳感器采集卡和編碼器計數卡相連的CPU單元；

所述運動控制卡通過一伺服驅動器與所述直驅式電機(1)相連，所述圓光柵的檢測信號輸出端(1-3)與該伺服驅動器的反饋信號輸入端相連；運動控制卡同時通過一步進電機驅動器控制步進電機(7)動作。

3.根據權利要求2所述的基于直驅式電機的凸輪輪廓檢測系統，其特征在于：在所述凸輪(10)的旋轉角度為θ_i時，測得的凸輪(10)的外輪廓與激光測量頭(2)的間距即第一間距測量值為l_Ti；同時，光柵尺位移傳感器(4)測量得的所述活動螺母(3-1)在水平方向與光柵尺位移傳感器(4)的硬零位(l₀)的間距即第二間距測量值為l_Mi，i＝1，2，3...n；i為凸輪(10)旋轉一周的過程中同時檢測所述第一、第二間距測量值l_Ti、l_Mi的次數，0°≤θ_i＜360°；

所述數控系統的檢測方法包括：

A)、將激光測量頭(2)與心軸(5)的外圓的間距即第一間距l_T0控制在激光測量頭(2)的量程內，然后檢測并記錄所述第一間距l_T0，同時檢測并記錄所述活動螺母(3-1)在水平方向與所述硬零位(l₀)的間距即第二間距l_M0；

B)、若已知凸輪(10)的外輪廓數據ρ＝ρ(θ)，則在開始控制凸輪(10)旋轉一周的同時，控制激光測量頭(2)相對凸輪(10)的外輪廓按照ρ＝ρ(θ)+l_T0的軌跡運動；同時，控制所述第一間距測量值l_Ti始終處于激光測量頭(2)的量程內，并獲取與凸輪(10)的旋轉角度θ_i相對應的所述第一、第二間距測量值l_Ti、l_Mi；

C)、由心軸直徑和所述l_T0、l_M0、l_Ti、l_Mi，計算出凸輪(10)的極徑測量值ρ_i(θ_i)：

ρi(θi)=12φd+(lT0-lTi)+(lM0-lMi)]]>

D)、將所述極徑測量值ρ_i(θ_i)與所述外輪廓數據ρ＝ρ(θ)相比較，得出凸輪(10)的外輪廓加工誤差。

4.根據權利要求2所述的基于直驅式電機的凸輪輪廓檢測系統，其特征在于：在所述凸輪(10)的旋轉角度為θ_i時，測得的凸輪(10)的外輪廓與激光測量頭(2)的間距即第一間距測量值為l_Ti；同時，光柵尺位移傳感器(4)測量得的所述活動螺母(3-1)在水平方向與光柵尺位移傳感器(4)的硬零位(l₀)的間距即第二間距測量值為l_Mi，i＝1，2，3...n；i為凸輪(10)旋轉一周的過程中同時檢測所述第一、第二間距測量值l_Ti、l_Mi的次數，0°≤θ_i＜360°；

所述數控系統的檢測方法包括：

a)、將激光測量頭(2)與心軸(5)的外圓的間距即第一間距l_T0控制在激光測量頭(2)的量程內，然后檢測并記錄所述第一間距l_T0，同時檢測并記錄所述活動螺母(3-1)在水平方向與所述硬零位(l₀)的間距即第二間距l_M0；

b)、若未知凸輪(10)的外輪廓數據，則在開始控制凸輪(10)旋轉一周的同時，控制絲杠螺母副(3)的活動螺母(3-1)根據激光測量頭(2)測得的所述第一間距測量值為l_Ti的大小做靠近或遠離凸輪(10)的直線位移，以控制所述第一間距測量值l_Ti始終處于激光測量頭(2)的量程內，并獲取與凸輪(10)的旋轉角度θ_i相對應的所述第一、第二間距測量值l_Ti、l_Mi；

c)、由心軸直徑和所述l_T0、l_M0、l_Ti、l_Mi，計算出凸輪(10)的極徑測量值ρ_i(θ_i)：

ρi(θi)=12φd+(lT0-lTi)+(lM0-lMi).]]>