[发明专利]凸轮轮廓检测用数控系统的检测方法

说明书

本申请是申请号为：201110096390.3、申请日为2011年4月17日、名称为《凸轮轮廓检测用数控系统》的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种凸轮轮廓检测用数控系统的检测方法。

背景技术

凸轮机构广泛应用于各种自动化机械、精密仪器、自动化控制系统等。要做到高精度、高效率地检测凸轮，并正确处理、评定它的各项误差，及时快速地反馈凸轮的质量信息，传统的光学机械量仪以及人工数据处理的方法，已不能适应凸轮广泛采用的自动线生产的需要了。随着汽车工业、工程机械等的高速发展和制造技术的不断提高，对如何提高凸轮加工精度的检测精度和效率，是本领域要解决的技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、检测精度和效率较高的凸轮轮廓检测用数控系统的检测方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种凸轮轮廓检测用数控系统的检测方法，所述凸轮轮廓检测用数控系统包括：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导轨同步带组件、设于该导轨同步带组件中的同步带上且于凸轮一侧的激光测距头、用于测量所述激光测距头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导轨同步带组件动作，并根据所述激光测距头、光栅尺位移传感器和编码器测得的数据计算出凸轮的外轮廓数据。

所述激光测距头通过一滑块设于导轨同步带组件中的导轨上，滑块与所述同步带固定相连；所述导轨的两端设有带轮，所述同步带设于该对带轮上，且其中的一个带轮与一步进电机传动相连，所述数控转台与一转台电机传动相连；工控机包括：用于实时控制所述数控转台和步进电机动作的运动控制卡，与所述激光测距头相连的用于实时检测激光测距头与凸轮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和编码器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的动作，进而控制所述数控转台动作；运动控制卡同时通过一步进电机驱动器控制步进电机动作。

在所述凸轮的旋转角度为θ_i时，测得的凸轮的外轮廓与激光测距头的间距即第一间距测量值为                                                ；同时，光栅尺位移传感器测量得的所述滑块在水平方向与光栅尺位移传感器的硬零位的间距即第二间距测量值为，i=1,2,3…n；i为凸轮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°≤θ_i<360°。

所述凸轮轮廓检测用数控系统的检测方法包括：

a）、将激光测距头与心轴的外圆的间距即第一间距控制在激光测距头的量程内,然后检测并记录所述第一间距，同时检测并记录所述滑块在水平方向与所述硬零位的间距即第二间距；

b）、将凸轮无间隙配合于所述心轴上，若未知凸轮的外轮廓数据，则在开始控制凸轮旋转一周的同时，控制所述滑块根据激光测距头测得的所述第一间距测量值为的大小做靠近或远离凸轮的直线位移，以控制所述第一间距测量值始终处于激光测距头的量程内，并获取与凸轮的旋转角度θ_i相对应的所述第一、第二间距测量值、；

c）、由心轴直径?d和所述、、、,计算出凸轮的极径测量值：

。 

本发明具有积极的效果：（1）本发明的凸轮轮廓检测用数控系统采用非接触测量方法，激光测距头运动由导轨同步带组件驱动进行水平直线位移，测量过程中激光测距头无机械磨损，与现有的接触式测量方法相比，具有速度快、精度高、精度保持性好等特点。选用量程范围小（量程起点～量程终点）的激光测距头，在其线性度不变的条件下，测量误差较小。激光测距头水平位移量的检测由光栅尺位移传感器完成，在凸轮的极径变化较大的情况下，仍可获得较高的测量精度，因此本系统的性价比较高；（2）为了保证激光测距头始终能在量程范围内测量，即保证激光测距头与凸轮轮廓的距离在量程起点和量程终点之间，以确保测量精度，本发明采用数控插补方法，使凸轮旋转运动与激光测距头水平方向直线运动进行联动。凸轮的旋转角度由与心轴相连的编码器来检测，心轴在圆周方向的零点由编码器的零位脉冲确定。

附图说明

图1为本发明的凸轮轮廓检测用数控系统的结构示意图；

图2为图1中的凸轮轮廓检测用数控系统的未安装凸轮时的结构图。

具体实施方式

（实施例1）