专利名称：凸轮轮廓检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种凸轮轮廓检测装置及其检测方法。
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 廓检测装置。为解决上述技术问题，本发明提供了一种凸轮轮廓检测装置，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直线电机、设于该直线 电机的动子上且于凸轮一侧的激光测量头、用于测量所述动子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 和直线电机动作，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。具体地，所述工控机包括用于实时控制所述数控转台和直线电机动作的运动控 制卡，与所述激光测量头相连的用于实时检测激光测量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。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量头的间距即第 一间距测量值为I.T;；同时，光栅尺 位移传感器测量得的所述动子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‘，1=1, 2，3…η ；η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°彡0^360°。所述凸轮轮廓检测装置的检测方法包括
Α)、将激光测量头与心轴的外圆的间距即第一间距控制在激光测量头的量程内，然 后检测并记录所述第一间距同时检测并记录所述动子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，若已知凸轮的外轮廓数据/ + = / (#),则在开始控制凸轮旋转一周的同时，控制激光测量头相对凸轮的外轮廓按照
权利要求
1.一种凸轮轮廓检测装置，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) 一侧的直线电机(3)、设于该直线电 机(3)的动子(3-1)上且于凸轮(10)—侧的激光测量头(2)、用于测量所述动子(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)和直线电机(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所述的凸轮轮廓检测装置，其特征在于所述工控机包括用于实时 控制所述数控转台(1)和直线电机(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。
3.根据权利要求2所述的凸轮轮廓检测装置，其特征在于在所述凸轮(10)的旋转 角度为θ 1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)测量得的所述动子(3-1)在水平方向与光栅尺位移传感器 (4)的硬零位(i:)的间距即第二间距测量值为‘，i=l, 2，3··· η ；η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° ( 6^360° ；所述凸轮轮廓检测装置的检测方法包括Α)、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动子(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
4.根据权利要求2所述的凸轮轮廓检测装置，其特征在于在所述凸轮(10)的旋转角 度为θ 1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 )测量得的所述动子(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=l，2，3··· η ;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°彡6^360° ；所述凸轮轮廓检测装置的检测方法包括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动子(3-1)在水平方向 与所述硬零位α)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，若未知凸轮(10)的外轮廓数据，则在 开始控制凸轮(10)旋转一周的同时，控制直线电机(3)的动子(3-1)根据激光测量头(2) 测得的所述第一间距测量值为^的大小做靠近或远离凸轮(10)的直线位移，以控制所述 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θ i 相对应的所述第一、第二间距测量值‘、。；c)、由心轴直径0d和所述UfilW17、/M，计算出凸轮(10)的极径测量值
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装置，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直线电机、设于该直线电机的动子上且于凸轮一侧的激光测量头、用于测量所述动子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直线电机动作，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。
文档编号G01B11/24GK102147238SQ20111005199
公开日2011年8月10日 申请日期2011年3月4日 优先权日2011年3月4日
发明者丁仕燕, 干为民 申请人:常州工学院