[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

技術領域

本發明涉及一種基于直驅式電機的凸輪輪廓檢測系統及其檢測方法。

背景技術

凸輪機構廣泛應用于各種自動化機械、精密儀器、自動化控制系統等。要做到高精度、高效率地檢測凸輪，并正確處理、評定它的各項誤差，及時快速地反饋凸輪的質量信息，傳統的光學機械量儀以及人工數據處理的方法，已不能適應凸輪廣泛采用的自動線生產的需要了。隨著汽車工業、工程機械等的高速發展和制造技術的不斷提高，對如何提高凸輪加工精度的檢測精度和效率，是本領域要解決的技術難題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種結構簡單、檢測精度和效率較高的基于直驅式電機的凸輪輪廓檢測系統。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種基于直驅式電機的凸輪輪廓檢測系統，包括：直驅式電機、同軸固定設于直驅式電機的轉子上的用于帶動凸輪同步同軸旋轉的心軸、水平設于凸輪一側的絲杠螺母副、設于該絲杠螺母副的活動螺母上的激光測量頭、用于測量所述活動螺母的水平位移量的光柵尺位移傳感器、設于直驅式電機的固定座中的用于檢測所述轉子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和絲杠螺母副動作，并根據所述激光測量頭、光柵尺位移傳感器和圓光柵測得的數據得出凸輪的外輪廓數據。

具體地，所述絲杠螺母副的絲桿與一步進電機傳動相連；工控機包括：用于實時控制所述直驅式電機和步進電機動作的運動控制卡，與所述激光測量頭相連的用于實時檢測激光測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相連，所述圓光柵的檢測信號輸出端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動作。

在所述凸輪的旋轉角度為θ_i時，測得的凸輪的外輪廓與激光測量頭的間距即第一間距測量值為l_Ti；同時，光柵尺位移傳感器測量得的所述活動螺母在水平方向與光柵尺位移傳感器的硬零位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°。

所述基于直驅式電機的凸輪輪廓檢測系統的檢測方法包括：

A)、將激光測量頭與心軸的外圓的間距即第一間距l_T0控制在激光測量頭的量程內，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在水平方向與所述硬零位l₀的間距即第二間距l_M0；(由于所述心軸的加工和安裝精度容易保障，因此只需要檢測所述第一間距l_T0。)

B)、若已知凸輪的外輪廓數據ρ＝ρ(θ)，則在開始控制凸輪旋轉一周的同時，控制激光測量頭相對凸輪的外輪廓按照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的量程內，并獲取與凸輪的旋轉角度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，計算出凸輪的極徑測量值ρ_i(θ_i)：