一種用于激光尺寸測(cè)量裝置的控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型具體涉及到一種用于激光尺寸測(cè)量裝置的控制系統(tǒng)，包括用于接收測(cè)量點(diǎn)位置信息，并發(fā)送至運(yùn)動(dòng)控制器的上位機(jī)控制模塊；用于將位置信息解析為脈沖命令或PWM波以控制伺服驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)控制器；用于接收運(yùn)動(dòng)控制器的運(yùn)動(dòng)指令，并按照指令要求控制伺服電機(jī)的伺服驅(qū)動(dòng)器；用于帶動(dòng)激光傳感器運(yùn)動(dòng)到達(dá)指定測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行尺寸測(cè)量的伺服電機(jī)和負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)的供電管理的電源管理模塊。本實(shí)用新型具有測(cè)量速度快；可隨時(shí)根據(jù)測(cè)量要求改變激光傳感器運(yùn)動(dòng)方式，測(cè)量的準(zhǔn)確性和精度高等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種用于激光尺寸測(cè)量裝置的控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及激光測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及到一種用于激光尺寸檢測(cè)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)領(lǐng)域中很多場(chǎng)合都會(huì)對(duì)產(chǎn)品或零件的尺寸做出要求，尤其是對(duì)外觀造型和安裝質(zhì)量有要求的場(chǎng)合。傳統(tǒng)檢測(cè)方式中多以機(jī)械檢具或靠模結(jié)合手動(dòng)儀表的方式，這種檢測(cè)方式的缺點(diǎn)顯而易見:首先不同產(chǎn)品零件需要不同的檢具，大量檢具的生產(chǎn)不僅加大生產(chǎn)成本，對(duì)于生產(chǎn)時(shí)間較長的大型企業(yè)檢具的存放甚至也成為負(fù)擔(dān)；其次手動(dòng)測(cè)量在浪費(fèi)人力物力的同時(shí)也存在測(cè)量可靠性差、不方便信息化管理等缺點(diǎn)。并且傳統(tǒng)檢測(cè)方式多以抽檢的形式實(shí)施，現(xiàn)今對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的全檢被越來越多的客戶要求。要以傳統(tǒng)的檢測(cè)方式實(shí)現(xiàn)全檢耗時(shí)耗力都是企業(yè)難以承擔(dān)的。在這種背景下，產(chǎn)品或零件尺寸的自動(dòng)檢測(cè)將會(huì)是今后的發(fā)展方向。目前在自動(dòng)尺寸檢測(cè)的手段中，激光和工業(yè)照相機(jī)最為主流，激光更以方便、靈活、精確的測(cè)量在眾多場(chǎng)合得以應(yīng)用。
[0003]實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)，至關(guān)重要的是檢測(cè)控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)對(duì)上銜接激光尺寸測(cè)量裝置，對(duì)下驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)從而帶動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)而帶動(dòng)激光傳感器進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于整個(gè)激光尺寸測(cè)量裝置而言，控制系統(tǒng)是承上啟下的重要部分，它根據(jù)測(cè)量系統(tǒng)的要求將激光傳感器帶到合理的位置。控制系統(tǒng)的合理與否直接關(guān)系整個(gè)系統(tǒng)能否進(jìn)行靈活精確的測(cè)量。相對(duì)于機(jī)床等傳統(tǒng)加工裝置的控制系統(tǒng)而言，用于激光尺寸檢測(cè)的控制系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)矩輸出的要求不高，而對(duì)末端機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)靈活性和運(yùn)動(dòng)精度有較高的要求。因此，設(shè)計(jì)甚至規(guī)范一種用于激光尺寸測(cè)量運(yùn)動(dòng)單元至關(guān)重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)檢測(cè)方法的弊端及控制系統(tǒng)在激光尺寸測(cè)量裝置中的重要性，本實(shí)用新型旨在設(shè)計(jì)一種高效可行的用于激光尺寸測(cè)量裝置的控制系統(tǒng)，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:一種用于激光尺寸測(cè)量裝置的控制系統(tǒng)，用于激光尺寸測(cè)量裝置中測(cè)量部件和機(jī)械部件的控制，包括上位機(jī)控制模塊、運(yùn)動(dòng)控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)和電源管理模塊，其中上位機(jī)控制模塊用于接收激光尺寸測(cè)量裝置的測(cè)量點(diǎn)位置信息，并將該信息發(fā)送至運(yùn)動(dòng)控制器，同時(shí)，上位機(jī)控制模塊與激光尺寸測(cè)量裝置中的測(cè)量部件進(jìn)行通信，實(shí)時(shí)交換位置信息；運(yùn)動(dòng)控制器用于將上位機(jī)控制模塊發(fā)送的位置信息解析為脈沖命令或PWM波以控制伺服驅(qū)動(dòng)器；伺服驅(qū)動(dòng)器用于接收運(yùn)動(dòng)控制器的運(yùn)動(dòng)指令，并按照指令要求控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)矩環(huán)和速度環(huán)；伺服電機(jī)用于帶動(dòng)激光尺寸測(cè)量裝置的機(jī)械部件，進(jìn)而帶動(dòng)激光傳感器運(yùn)動(dòng)到達(dá)激光尺寸測(cè)量裝置指定的測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行尺寸測(cè)量；電源管理模塊負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)的供電管理。
[0005]進(jìn)一步地，上述控制系統(tǒng)還包括外圍設(shè)備，外圍設(shè)備包括圍欄、限位開關(guān)、工作燈在內(nèi)的外圍輔助部件，該外圍設(shè)備受運(yùn)動(dòng)控制器的控制，輔助控制系統(tǒng)的工作。[0006]進(jìn)一步地，上述運(yùn)動(dòng)控制器與電源管理模塊交互保證控制系統(tǒng)的上電順序，保證控制系統(tǒng)異常時(shí)斷掉強(qiáng)電以保護(hù)控制系統(tǒng)。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益之處在于:
[0008]1、電機(jī)伺服控制任務(wù)下放到專用的運(yùn)動(dòng)控制器:相對(duì)于使用通用的運(yùn)動(dòng)控制器結(jié)構(gòu)上更加緊湊合理；同時(shí)減輕了上位機(jī)的任務(wù)，這樣上位機(jī)可以專用于整體控制和檢測(cè)數(shù)據(jù)處理，提高了整體測(cè)量速度。
[0009]2、上位機(jī)控制模塊逐點(diǎn)實(shí)時(shí)下達(dá)運(yùn)動(dòng)命令:這種方式相對(duì)于常規(guī)激光尺寸測(cè)量裝置中給運(yùn)動(dòng)控制器傳輸NC文件更加方便，上位機(jī)可以隨時(shí)控制運(yùn)動(dòng)控制器而不必等到新的NC文件的被傳輸和執(zhí)行；這種方式也更加靈活，可隨時(shí)根據(jù)測(cè)量要求改變激光傳感器運(yùn)動(dòng)方式。
[0010]3、本實(shí)用新型中上位機(jī)控制模塊和運(yùn)動(dòng)控制器的交互過程中，上位機(jī)控制模塊可與上位機(jī)測(cè)量模塊數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互，實(shí)時(shí)評(píng)估和糾正測(cè)量，保證了數(shù)據(jù)質(zhì)量，提高了測(cè)量的準(zhǔn)確性和精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖2為本激光尺寸測(cè)量裝置框圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型供電原理圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0015]附圖1為激光尺寸測(cè)量裝置的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，從圖1中可以看出，本實(shí)用新型包括上位機(jī)控制模塊、運(yùn)動(dòng)控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)和電源管理模塊，其中上位機(jī)控制模塊用于接收激光尺寸測(cè)量裝置的測(cè)量點(diǎn)位置信息，并將該信息發(fā)送至運(yùn)動(dòng)控制器，同時(shí)，上位機(jī)控制模塊與激光尺寸測(cè)量裝置中的測(cè)量部件進(jìn)行通信，實(shí)時(shí)交換位置信息；運(yùn)動(dòng)控制器用于將上位機(jī)控制模塊發(fā)送的位置信息解析為脈沖命令或PWM波以控制伺服驅(qū)動(dòng)器；伺服驅(qū)動(dòng)器用于接收運(yùn)動(dòng)控制器的運(yùn)動(dòng)指令，并按照指令要求控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)矩環(huán)和速度環(huán)；伺服電機(jī)用于帶動(dòng)激光尺寸測(cè)量裝置的機(jī)械部件，進(jìn)而帶動(dòng)激光傳感器運(yùn)動(dòng)到達(dá)激光尺寸測(cè)量裝置指定的測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行尺寸測(cè)量；電源管理模塊負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)的供電管理。
[0016]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，本實(shí)用新型中的上位機(jī)控制模塊還接收來自其他軟件的測(cè)量軌跡以形成測(cè)量點(diǎn)位置信息進(jìn)而給運(yùn)動(dòng)控制器下達(dá)位置命令。
[0017]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，上述控制系統(tǒng)還包括外圍設(shè)備，外圍設(shè)備包括圍欄、限位開關(guān)、工作燈在內(nèi)的外圍輔助部件，該外圍設(shè)備受運(yùn)動(dòng)控制器的控制，輔助控制系統(tǒng)的工作。圍欄僅有在系統(tǒng)不工作的時(shí)候才能被打開；工作燈用于指示系統(tǒng)是否正常工作；限位開關(guān)協(xié)助硬限位裝置為運(yùn)動(dòng)控制器提供更安全的限位信號(hào)。
[0018]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，上述上位機(jī)控制模塊與激光尺寸測(cè)量裝置中的上位機(jī)檢測(cè)模塊進(jìn)行通信，保證激光尺寸測(cè)量裝置中的測(cè)量部件和機(jī)械部件的運(yùn)動(dòng)有序進(jìn)行。[0019]圖2為激光尺寸測(cè)量裝置框圖，激光尺寸測(cè)量裝置包括控制系統(tǒng)、測(cè)量部件、機(jī)械部件，三者緊密結(jié)合。其中測(cè)量部件包括上位機(jī)測(cè)量模塊和激光傳感器，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲(chǔ)、顯示等；機(jī)械部件為機(jī)械傳動(dòng)裝置，機(jī)械傳動(dòng)裝置通過控制系統(tǒng)中伺服電機(jī)的運(yùn)行而帶動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)安裝在機(jī)械結(jié)構(gòu)上的激光傳感器，激光傳感器采集到的數(shù)據(jù)是上位機(jī)測(cè)量模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)和顯示的基礎(chǔ)?？刂葡到y(tǒng)(虛線框標(biāo)出部分)負(fù)責(zé)根據(jù)激光尺寸測(cè)量裝置的要求控制機(jī)械部件的運(yùn)動(dòng)，有著承上啟下的作用。激光尺寸測(cè)量裝置軟件安裝在上位機(jī)上，包括上位機(jī)測(cè)量模塊和上位機(jī)控制模塊，二者分別屬于測(cè)量部件和控制系統(tǒng)，二者的相互交互把測(cè)量部件和控制系統(tǒng)銜接了起來。
[0020]圖3為本實(shí)用新型供電原理圖，本實(shí)用新型中的電源管理模塊電源管理模塊負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)的供電管理，和運(yùn)動(dòng)控制器緊密聯(lián)系以確保強(qiáng)電僅在系統(tǒng)正常時(shí)被提供。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，本實(shí)用新型動(dòng)力用電和控制用電分開供電。設(shè)空氣開關(guān)為總開關(guān)，動(dòng)力線主電路的通斷通過電源管理模塊控制接觸器進(jìn)行控制。電源在接入控制系統(tǒng)之前先通過濾波器，有效防止了電網(wǎng)干擾造成的控制錯(cuò)誤。
【權(quán)利要求】
1.一種用于激光尺寸測(cè)量裝置的控制系統(tǒng)，用于激光尺寸測(cè)量裝置中測(cè)量部件與機(jī)械部件的控制，其特征在于，包括上位機(jī)控制模塊、運(yùn)動(dòng)控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)和電源管理模塊，所述上位機(jī)控制模塊用于接收激光尺寸測(cè)量裝置的測(cè)量點(diǎn)位置信息，并將該信息發(fā)送至運(yùn)動(dòng)控制器，同時(shí)，上位機(jī)控制模塊與激光尺寸測(cè)量裝置中的測(cè)量部件進(jìn)行通信，實(shí)時(shí)交換位置信息；所述運(yùn)動(dòng)控制器用于將上位機(jī)控制模塊發(fā)送的位置信息解析為脈沖命令或PWM波以控制伺服驅(qū)動(dòng)器；所述伺服驅(qū)動(dòng)器用于接收運(yùn)動(dòng)控制器的運(yùn)動(dòng)指令，并按照指令要求控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)矩環(huán)和速度環(huán)；所述伺服電機(jī)用于帶動(dòng)激光尺寸測(cè)量裝置的機(jī)械部件，進(jìn)而帶動(dòng)激光傳感器運(yùn)動(dòng)到達(dá)激光尺寸測(cè)量裝置指定的測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行尺寸測(cè)量；所述電源管理模塊負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)的供電管理。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于激光尺寸測(cè)量裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括外圍設(shè)備，所述外圍設(shè)備包括圍欄、限位開關(guān)、工作燈在內(nèi)的外圍輔助部件，該外圍設(shè)備受運(yùn)動(dòng)控制器的控制，輔助控制系統(tǒng)的工作。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于激光尺寸測(cè)量裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)控制器與電源管理模塊交互保證控制系統(tǒng)的上電順序，保證控制系統(tǒng)異常時(shí)斷掉強(qiáng)電以保護(hù)控制系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】G01B11/00GK203772215SQ201420007399
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】張冬運(yùn), 孔嘯, 孔飛, 張敏, 王浩田 申請(qǐng)人:江蘇申模數(shù)字化制造技術(shù)有限公司