专利名称：凸轮轮廓检测用数控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种凸轮轮廓检测用数控系统。
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。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，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。具体地，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0 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In ;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=l, 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° ( 9^360°。
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/T:.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/n,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;(由于所述心轴的加工和安装精度容易保障，因此只需要检测所述第
一间距匕。)
B)、将凸轮无间隙配合于所述心轴上，若已知凸轮的外轮廓数据=P(沒)，则在开始控制凸轮旋转一周的同时，控制激光测距头相对凸轮的外轮廓按照P = p(0) +的轨迹运动；同时，控制所述第一间距测量值k始终处于激光测距头的量程内，并获取与凸轮的旋转角度Qi相对应的所述第一、第二间距测量值&、‘ ；
0、由心轴直径0(1和所述
权利要求
1.一种凸轮轮廓检测用数控系统，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(I)、水平设于数控转台(I) 一侧的导轨同步带组件(3)、设于该导轨同步带组件(3)中的同步带(3-1)上且于凸轮(10) —侧的激光测距头(2)、用于测量所述激光测距头(2)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)、以及エ控机； 所述エ控机控制所述数控转台(I)和导轨同步带组件(3)动作，并根据所述激光测距头(2)、光栅尺位移传感器(4)和编码器(5)测得的数据计算出凸轮(10)的外轮廓数据。
2.根据权利要求I所述的凸轮轮廓检测用数控系统，其特征在于所述激光测距头(2)通过ー滑块(8)设于导轨同步带组件(3)中的导轨(3-2)上，滑块(8)与所述同步带(3-1)固定相连；所述导轨(3-2)两端设有带轮(3-3)，所述同步带(3-1)设于该对带轮(3-3)上，且其中的一个带轮(3-3)与一步进电机(7)传动相连,所述数控转台(I)与一转台电机(6)传动相连。
3.—种如权利要求2所述的凸轮轮廓检测用数控系统的检测方法，其特征在于在所述凸轮(10)的旋转角度为91时，测得的凸轮(10)的外轮廓与激光测距头(2)的间距即第一间距测量值为ら；同时，光栅尺位移传感器(4)測量得的所述滑块(8)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=l，2，3···η ;i为凸轮(10)旋转一周的过程中同时检测所述第一、第二间距测量值ら、的次数，0° ( 9^360° ； 所述凸轮轮廓检测用数控系统的检测方法包括 Α)、将激光测距头(2)与心轴(1-1)的外圆的间距即第一间距ら控制在激光测距头(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滑块(8)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/ =/7(6 ),则在开始控制凸轮(10)旋转一周的同吋,控制激光测距头(2)相对凸轮(10)的外轮廓按照P ダ)+ 的轨迹运动;同时，控制所述第一间距测量值‘始終处于激光测距头(2)的量程内，并获取与凸轮(10)的旋转角度Qi相对应的所述第一、第二间距测量值ら、iMi ; C)、由心轴直径0d和所述し、(V5、/K、‘，计算出凸轮(10)的极径测量值Α( ,.)
全文摘要
本发明提供了一种结构简单、检测精度和效率较高的凸轮轮廓检测用数控系统，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。
文档编号G05B19/19GK102707667SQ201210226030
公开日2012年10月3日 申请日期2011年4月17日 优先权日2011年4月17日
发明者丁仕燕, 汪蓉 申请人:丁仕燕