[发明专利]一种凸轮从动件运动规律的标定装置及方法

权利要求书

1.一种凸轮从动件运动规律的标定装置，其特征在于，包括机架(1)、凸轮副机构、激光检测机构和控制装置，其中：

该凸轮副机构固装在所述机架(1)上，其包括相互配合的凸轮机构(3)和凸轮从动件(4)，所述凸轮从动件(4)上固联有随动标定辅具(10)；

该激光检测机构包括平面二维调整平台(5)、高度调整平台(7)和激光位移传感器测量头(9)，其中，所述平面二维调整平台(5)水平安装在固定于所述机架(1)上的支撑架上，并且其通过直角支承座(6)安装有竖直布置的所述高度调整平台(7)；所述激光位移传感器测量头(9)通过一体式夹持器(8)固装在所述高度调整平台(7)上，并置于所述随动标定辅具(10)的上方；

该控制装置用于控制所述凸轮机构(3)、凸轮从动件(4)和随动标定辅具(10)动作，并控制所述激光位移传感器测量头(9)进行在线测量，根据测量获得的数据得出凸轮从动件的运动规律。

2.如权利要求1所述的凸轮从动件运动规律的标定装置，其特征在于，所述控制装置包括伺服电机(2)、运动控制卡和CPU单元，其中，所述伺服电机(2)用于实时驱动所述凸轮机构(3)运动，所述运动控制卡通过伺服驱动器控制所述伺服电机(2)动作，所述CPU单元通过数据线与所述运动控制卡及用于控制所述激光位移传感器(9)的激光位移传感器控制器相连。

3.如权利要求1或2所述的凸轮从动件运动规律的标定装置，其特征在于，所述随动标定辅具(10)的被测表面为所述激光位移传感器测量头(9)发射激光束与其相交的平面；所述激光位移传感器测量头(9)输出的激光束与该被测表面垂直相交，并且所述被测表面的表面粗糙度的算术平均偏差值介于0.8微米到3.2微米之间。

4.如权利要求3所述的凸轮从动件运动规律的标定装置，其特征在于，当所述凸轮机构(3)的实际装配初始相位角为其设计初始相位角时，所述随动标定辅具(10)被测表面距所述激光位移传感器测量头(9)激光发射面的距离为预设的测量参考距离。

5.一种采用如权利要求1-4任一项所述的标定装置标定凸轮从动件运动规律的方法，其包括如下步骤：

1)将伺服电机(2)运动到其旋转编码器的零点位置，以此位置对应的所述随动标定辅具(10)的位置作为初次测量的测量起始位置，然后调节所述平面二维调整平台(5)使所述激光位移传感器测量头(9)发射的激光投射到所述随动标定辅具(10)被测表面中心位置；

2)根据所述激光位移传感器测量头(9)测得的被测表面的位置数据调节所述高度调整平台(7)的高度，使得所述随动标定辅具(10)被测表面距所述激光位移传感器测量头(9)激光发射面的距离为预设的测量参考距离；

3)通过控制装置控制所述凸轮机构(3)、凸轮从动件(4)以及随动标定辅具(10)做匀速运动，所述激光位移传感器测量头(9)开始连续测量，测得的所述随动测量辅具(10)的位移变化数据用于标定凸轮从动件的运动规律；

4)通过上述标定的凸轮从动件的运动规律，确定凸轮从动件行程最高点和行程最低点，进而确定其行程中点位置Smid；根据上述行程中点位置调节所述高度调整平台(7)使激光位移传感器测量头(9)的读数变为-Smid；然后使所述随动标定辅具(10)运动到该行程中点位置，并以此位置作为新的测量初始点，在该新的测量初始点位置，所述随动标定辅具(10)被测表面距所述激光位移传感器测量头(9)激光发射面的距离为测量参考距离；重复步骤3)以实现凸轮从动件运动规律的二次标定，并获得二次标定数据；

5)通过对步骤4)获得的二次标定数据，以旋转编码器的零点位置作为最终偏置后的实际零点，将二次标定数据中的所有从动件位移数据减去以行程中点作为二次标定测量零点时，编码器零点位置对应的从动件位移值，最终获得凸轮从动件的运动规律曲线。