[實用新型]現(xiàn)場三坐標(biāo)測量機動態(tài)參數(shù)采集裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320420793.3
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN203337098U
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘艷如;余慶;劉文武
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種三坐標(biāo)測量機，具體涉及一種現(xiàn)場三坐標(biāo)測量機動態(tài)參數(shù)采集裝置。

背景技術(shù)

目前隨著現(xiàn)代制造流程效率的提升，三坐標(biāo)測量機（CMM）逐漸從傳統(tǒng)計量室應(yīng)用向現(xiàn)場環(huán)境應(yīng)用方向發(fā)展，用于滿足產(chǎn)品制造過程中快速實時控制和檢測的需要，節(jié)省運送工件的時間和成本。動態(tài)參數(shù)是測量中比較重要的特性，它直接反映了F-CMM（現(xiàn)場三坐標(biāo)測量機）的控制過程，同時其內(nèi)包含了振動、加速度波動等信息，可以間接的反映出測量機導(dǎo)軌的潤滑特性及其他相關(guān)性能。而車間現(xiàn)場的復(fù)雜環(huán)境諸如溫濕度、壓力等因素則會對F-CMM的測量精度造成很大的影響，其中溫度變化所產(chǎn)生的熱變形誤差占50%以上。現(xiàn)有的研究表明人們通常采用外置轉(zhuǎn)矩、加速度、溫度、聲發(fā)射、圖像、位移、切削力等傳感器來獲取設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，而此類方法同時也有很多局限性：如增加了額外的成本，現(xiàn)場環(huán)境中不方便布置，軟件上需要對這些設(shè)備進行數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)和同步。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供現(xiàn)場三坐標(biāo)測量機動態(tài)參數(shù)采集裝置，其可以快速的為F-CMM特性在線評估等后續(xù)工作提供可靠的數(shù)據(jù)來源以及實現(xiàn)現(xiàn)場環(huán)境溫度誤差補償。

為解決上述問題，本實用新型所設(shè)計的現(xiàn)場三坐標(biāo)測量機動態(tài)參數(shù)采集裝置，主要由溫度傳感器電路、溫度調(diào)理單元、光柵信號接口單元、FPGA主控處理單元和USB接口單元組成；其中溫度調(diào)理單元包括放大電路、濾波電路和AD轉(zhuǎn)換電路；溫度傳感器電路的輸出端送入溫度調(diào)理單元的放大電路的輸入端，放大電路的輸出端經(jīng)濾波電路與AD轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連，AD轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接FPGA主控處理單元的一個輸入端；現(xiàn)場三坐標(biāo)測量機的增量編碼器或光柵尺經(jīng)光柵信號接口單元連接FPGA主控處理單元的另一個輸入端；FPGA主控處理單元的輸出端經(jīng)USB接口單元與現(xiàn)場三坐標(biāo)測量機的處理計算機相連。

上述方案中，所述溫度傳感器電路包括溫度傳感器，以及3個電阻R8-R10；電阻R8和電阻R9串聯(lián)在電源正極和負(fù)極之間，溫度傳感器和電阻R10也串聯(lián)在電源正極和負(fù)極之間；電阻R8和電阻R9的相連處形成基準(zhǔn)電壓極，溫度傳感器和電阻R10的相連處形成待測電壓極。

上述方案中，所述放大電路包括3個運算放大器U1-A、U1-B、U2-A，6個電阻R1、R2、R4-R7，以及電位器R3；運算放大器U1-A的輸入端正極連接基準(zhǔn)電壓極，運算放大器U1-B的輸入端正極連接待測電壓極；電位器R3的兩端分別連接在運算放大器U1-A和U1-B的輸入端負(fù)極上；電阻R4的兩端分別連接在運算放大器U1-A的輸入端負(fù)極和輸出端上；電阻R5的兩端分別連接在運算放大器U1-B的輸入端負(fù)極和輸出端上；運算放大器U1-A的輸出端經(jīng)電阻R1連接運算放大器U2-A的輸入端負(fù)極，運算放大器U1-B的輸出端經(jīng)電阻R2連接運算放大器U2-A的輸入端正極；電阻R7的兩端分別連接在運算放大器U2-A的輸入端負(fù)極和輸出端上；電阻R6的兩端分別連接在運算放大器U2-A的輸入端正極和電源負(fù)極上；運算放大器U2-A的輸出端與濾波電路的輸入端相連。

上述方案中，所述基準(zhǔn)電壓極的電壓為2.5V。

上述方案中，所述濾波電路為RC低通濾波電路。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型增設(shè)在現(xiàn)場三坐標(biāo)測量機的傳感器和處理計算機之間，其能夠預(yù)先從F-CMM單軸光柵尺或編碼器輸出的光柵脈沖信號中提取出位置、速度、加速度等動態(tài)參數(shù)，并使用小波變換進行濾波，同時對環(huán)境溫度進行實時的監(jiān)測，從而可以快速的為F-CMM特性在線評估等后續(xù)工作提供可靠的數(shù)據(jù)來源以及實現(xiàn)現(xiàn)場環(huán)境溫度誤差補償。

附圖說明

圖1為本實用新型的原理框圖。

圖2為溫度傳感器電路的電路原理圖。

圖3為放大電路的電路原理圖。

具體實施方式

參見圖1，一種現(xiàn)場三坐標(biāo)測量機動態(tài)參數(shù)采集裝置，主要由溫度傳感器電路、溫度調(diào)理單元、光柵信號接口單元、FPGA主控處理單元和USB接口單元組成；其中溫度調(diào)理單元包括放大電路、濾波電路和AD轉(zhuǎn)換電路；溫度傳感器電路的輸出端送入溫度調(diào)理單元的放大電路的輸入端，放大電路的輸出端經(jīng)濾波電路與AD轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連，AD轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接FPGA主控處理單元的一個輸入端；現(xiàn)場三坐標(biāo)測量機的增量編碼器或光柵尺經(jīng)光柵信號接口單元連接FPGA主控處理單元的另一個輸入端；FPGA主控處理單元的輸出端經(jīng)USB接口單元與現(xiàn)場三坐標(biāo)測量機的處理計算機相連。