用于凸轮轮廓检测的数控系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102122144A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102122144A(43)申请公布日2011.07.13(21)申请号201110051996.5(22)申请日2011.03.04(71)申请人常州工学院地址213011江苏省常州市天宁区通江南路299号(72)发明人丁仕燕毛建秋唐国兴刘天军干为民(74)专利代理机构常州市江海阳光知识产权代理有限公司32214代理人蒋全强(51)Int.Cl.G05B19/19(2006.01)G01B11/24(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称用于凸轮轮廓检测的数控系统(57)摘要本发明提供了一种结构简单、检测精度和效率较高的用于凸轮轮廓检测的数控系统，其包括：用于带动凸轮绕垂向的心轴水平同轴旋转的数控转台、水平设于数控转台一侧的丝杠螺母副、设于该丝杠螺母副的活动螺母上且于凸轮一侧的激光测量头、用于测量所述活动螺母的水平位移量的光栅尺位移传感器、用于检测凸轮的旋转角度的编码器、以及工控机；所述工控机控制所述数控转台和丝杠螺母副动作，并根据所述激光测量头、光栅尺位移传感器和编码器测得的数据得出凸轮的外轮廓数据。CN1024ACCNN110212214402122152A权利要求书1/2页1.一种用于凸轮轮廓检测的数控系统，其特征在于包括：用于带动凸轮（10）绕垂向的心轴（1-1）水平同轴旋转的数控转台（1）、水平设于数控转台（1）一侧的丝杠螺母副（3）、设于该丝杠螺母副（3）的活动螺母（3-1）上且于凸轮（10）一侧的激光测量头（2）、用于测量所述活动螺母（3-1）的水平位移量的光栅尺位移传感器（4）、用于检测凸轮（10）的旋转角度的编码器（5）、以及工控机；所述工控机控制所述数控转台（1）和丝杠螺母副（3）动作，并根据所述激光测量头（2）、光栅尺位移传感器（4）和编码器（5）测得的数据得出凸轮（10）的外轮廓数据。2.根据权利要求1所述的用于凸轮轮廓检测的数控系统，其特征在于：所述丝杠螺母副（3）的丝杆（3-2）与一步进电机（7）传动相连，所述数控转台（1）与一转台电机（6）传动相连；所述工控机包括：用于实时控制所述数控转台（1）和丝杠螺母副（3）动作的运动控制卡，与所述激光测量头（2）相连的用于实时检测激光测量头（2）与凸轮（10）的外轮廓的间距的激光位移传感器采集卡，与所述光栅尺位移传感器（4）和编码器（5）相连的编码器计数卡，以及通过系统总线与所述运动控制卡、激光位移传感器采集卡和编码器计数卡相连的CPU单元；所述运动控制卡通过一转台电机驱动器控制转台电机（6）的动作，进而控制所述数控转台（1）动作；运动控制卡同时通过一步进电机驱动器控制步进电机（7）动作。3.根据权利要求2所述的用于凸轮轮廓检测的数控系统，其特征在于：在所述凸轮（10）的旋转角度为θi时，测得的凸轮（10）的外轮廓与激光测量头（2）的间距即第一间距测量值为；同时，光栅尺位移传感器（4）测量得的所述活动螺母（3-1）在水平方向与光栅尺位移传感器（4）的硬零位（）的间距即第二间距测量值为，i=1,2,3…n；n为凸轮（10）旋转一周的过程中同时检测所述第一、第二间距测量值、的次数，0°≤θi<360°；所述用于凸轮轮廓检测的数控系统的检测方法包括：A）、将激光测量头（2）与心轴（1-1）的外圆的间距即第一间距控制在激光测量头（2）的量程内,然后检测并记录所述第一间距，同时检测并记录所述活动螺母（3-1）在水平方向与所述硬零位（）的间距即第二间距；B）、将凸轮（10）无间隙配合于所述心轴（1-1）上，若已知凸轮（10）的外轮廓数据，则在开始控制凸轮（10）旋转一周的同时，控制激光测量头（2）相对凸轮（10）的外轮廓按照+的轨迹运动；同时，控制所述第一间距测量值始终处于激光测量头（2）的量程内，并获取与凸轮（10）的旋转角度θi相对应的所述第一、第二间距测量值、；C）、由心轴直径ød和所述、、、,计算出凸轮（10）的极径测量值：2CCNN110212214402122152A权利要求书2/2页D）、将所述极径测量值与所述外轮廓数据相比较，得出凸轮（10）的外轮廓加工误差。4.根据权利要求2所述的用于凸轮轮廓检测的数控系统，其特征在于：在所述凸轮（10）的旋转角度为θi时，测得的凸轮（10）的外轮廓与激光测量头（2）的间距即第一间距测量值为；同时，光栅尺位移传感器（4）测量得的所述活动螺母（3-1）在水平方向与光栅尺位移传感器（4）的硬零位（）的间距即第二间距测量值为，i=1,2,3…n；n为凸轮（10）旋转一周的过程中同时检测所述第一、第二间距测量值、的次数，0°≤θi<360°；所述用于凸轮轮廓检测的数控系统的检测方法包括：a）、将