专利名称：一种多功能组合运动控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及影像测量仪领域，特别是涉及影像测量仪中的一种多功能组合运
动控制器。
背景技术：
现有技术的影像测量仪大致可以分为手动、电动、自动三类。全自动影像测量仪由 于操作方便、测量效率高，已经广泛应用于各个行业。现有技术的影像测量仪没有专用的电 控系统，通常是根据各个子功能选取标准板卡，然后将它们简单地组合在一起，形成板卡式 控制系统，分别完成影像测量仪所需的各项功能，如电机驱动卡、运动控制卡、光栅尺接口 卡、照明控制卡等。由于这些板卡是通用产品，各个方面的性能比较均衡，而各个行业对其 所用的影像测量仪所具有的功能也各不相同，有些行业对其所用的影像测量仪要求具有铰 强的功能，而有些行业对其所用的影像测量仪所具有的功能要求并不强大，上述将各种功 能的标准板卡简单地组合在一起形成的板卡式控制系统在使用过程中，有些功能根本就不 需要，从而造成现有技术的影像测量仪的电控系统结构复杂、体积臃肿、成本增高，同时也 会导致其可靠性低，不易维护等弊病。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的影像测量仪的电控系统结构 复杂、体积臃肿、成本高、可靠性低、不易维护等弊病，提供一种多功能组合运动控制器，这 种多功能组合运动控制器集4轴运动控制、3轴光栅尺计数、42相灯源控制、操纵杆接口 、探 针接口功能于一体，全闭环控制方式，采用一条USB电缆与PC机连接，解决了影像测量行业 的多项技术难题，其功能和技术指标遥遥领先于现有技术的板卡式控制系统，为中高端全 自动影像测量仪提供了完整的解决方案。 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种多功能组合运动控制器， 其特征是在机壳上设计有USB接口 、操纵杆接口 、 I/O接口 、电机接口 、探针接口 、光栅尺 接口 、下光源接口 、电源接口和表面灯源接口 ，在机壳内的电路板上设计有中央控制处理模 块、USB接口模块、操纵杆接口模块、I/0接口模块、电机接口模块、探针接口模块、光栅尺按 口模块、下光源接口模块、电源保护模块和表面灯源接口模块，USB接口模块、操纵杆接口模
块、i/o接口模块、电机接口模块、探针接口模块、光栅尺接口模块、下光源接口模块、电源保
护模块和表面灯源接口模块分别电性连接中央控制处理模块，USB接口电性连接USB接口 模块，操纵杆接口电性连接操纵杆接口模块，I/O接口电性连接I/O接口模块，电机接口电 性连接电机接口模块，探针接口电性连接探针接口模块，光栅尺接口电性连接光栅尺接口 模块，下光源接口电性连接下光源接口模块，电源接口电性连接电源保护模块，表面灯源接 口电性连接表面灯源接口模块。 在上述技术方案中，所述USB接口电性连接PC机。 所述操纵杆接口电性连接操纵盒。[0007] 所述I/O接口电性连接功能开关。 所述电机接口电性连接电机，能实现四轴运动控制。 所述探针接口电性连接探针。 所述光栅尺接口电性连接光栅尺，能实现三轴光栅尺计数。 所述下光源接口电性连接下光源，下光源接口还具有PICS接口的功能，两者共用 一个连接器。 所述电源接口电性连接电源。 所述表面灯源接口电性连接LED灯，能实现42相灯源控制。 本实用新型的有益效果是一、该多功能组合运动控制器具有硬件层全闭环控制 功能，根据光栅尺位置反馈实时修正电机运转速度，真正做到运动规划结束时定位到位，无 论何种传动机构均一次精准定位，消除了因定位不准二次定位造成的时间消耗，提高自动 测量效率；二、光杆/丝杆传动时的超快速定位，高次函数速度曲线规划，速度非常平稳，在 4. 5倍放大倍率下悬臂式工作台以200mm/S速度、1. 3M/S2加速度运行，Y轴振动幅度可小于 等于1个像素并快速收敛，X轴几乎无抖动，运动结束后测量软件抓取影像无需延时或者仅 需数个毫秒的延时；三、电机运转速度采用"方向+脉冲"调制方式，消除了 +1(^模拟电压 全闭环控制的零漂现象，软件获取影像时机器处于完全的静止状态，减小传动机构单边驱 动引起的"阿贝误差"，使CNC机器测量达到手动机的测量精度；四、42路分200级可调的恒 流驱动控制方式直接连接LED，其中40路用于表面光，2路用于底光和辅助照明，解决了一 般灯源控制器尺寸庞大和工作不稳定问题；五、直接摇杆接口显著改善了单件测量和接触 测量操控性；探针自动搜索、自动回退功能消除了探针撞机的风险，降低了 PC应用软件编 程难度；六、仅需1条USB电缆将PC与控制系统连接起来，解决了多PCI插槽PC不易购买 的难题；七、MOF (Measure on the fly)功能，移动中抓拍图像，软件后台分析、计算处理得 出测量结果，消除传统仪器因走走停停造成的时间消耗，越复杂工件测量效率提升越明显； 八、4轴运动控制，方向+脉冲信号输出，RS422电平输出，也兼容单端接法步进驱动器，可连 接各种信号直流伺服/步进/交流伺服/智能电机；九、与本实用新型兼容的操纵盒内部 无PCB，仅需少量连线即可，因此操纵盒可按照产品风格自行规划外形和风格；十、PICS接 口为用户订制功能模块扩展接口，以实现取放工件机械手控制器、自动测头控制器等功能 模块扩展，易于实现功能扩展和升级；十一、本实用新型的功能模块可订制，用户仅对用到 的功能买单，避免浪费；十二、运动控制编程精细的考虑了 2D/3D测量机工艺特点、用户操 作方式，具有人性化的编程接口和用户操作界面；十三、3轴光栅计数，其接口兼容市场上 常见品牌的光学尺；这种多功能组合运动控制器集4轴运动控制、3轴光栅尺计数、42相灯 源控制、操纵杆接口 、探针接口功能于一体，全闭环控制方式，采用一条USB电缆与PC机连 接，解决了影像测量行业的多项技术难题，其功能和技术指标遥遥领先于现有技术的板卡 式控制系统，为中高端全自动影像测量仪提供了完整的解决方案；本实用新型结构简单、体 积小、成本较低，同时其可靠性高，容易维护等。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明。


图1是本实用新型的立体结构示意图；[0017] 图2是本实用新型的结构方框图。 图中，1、USB接口 ；2、操纵杆接口 ；3、 1/0接口 ；4、电机接口 ；5、探针接口 ；6、光栅 尺接口 ；7、下光源接口 ；8、电源接口 ；9、表面灯源接口 ；10、机壳。
具体实施方式参见图1和图2，本实施例所述的一种多功能组合运动控制器，在机壳10上设计 有USB接口 1、操纵杆接口 2、1/0接口 3、电机接口 4、探针接口 5、光栅尺接口 6、下光源接口 7、电源接口 8和表面灯源接口 9，在机壳10内的电路板上设计有中央控制处理模块、USB接
口模块、操纵杆接口模块、i/o接口模块、电机接口模块、探针接口模块、光栅尺接口模块、下
光源接口模块、电源保护模块和表面灯源接口模块，USB接口模块、操纵杆接口模块、I/O接 口模块、电机接口模块、探针接口模块、光栅尺接口模块、下光源接口模块、电源保护模块和 表面灯源接口模块分别电性连接中央控制处理模块，USB接口 1电性连接USB接口模块，操 纵杆接口 2电性连接操纵杆接口模块，I/0接口 3电性连接1/0接口模块，电机接口 4电性 连接电机接口模块，探针接口 5电性连接探针接口模块，光栅尺接口 6电性连接光栅尺接口 模块，下光源接口 7电性连接下光源接口模块，电源接口 8电性连接电源保护模块，表面灯 源接口 9电性连接表面灯源接口模块。所述USB接口 1电性连接PC机，仅需1条USB电缆 将PC机与控制系统(即本实施例所述的一种多功能组合运动控制器)连接起来。所述操 纵杆接口 2电性连接操纵盒。所述I/0接口 3电性连接功能开关(各种功能开关)。所述 电机接口 4电性连接电机(各种电机)，在图1中设计有四个电机接口 4，能实现四轴运动 控制。所述探针接口 5电性连接探针。所述光栅尺接口 6电性连接光栅尺，在图1中设计 有三个光栅尺接口 6，能实现三轴光栅尺计数。所述下光源接口 7电性连接下光源，下光源 接口还具有PICS接口的功能，两者共用一个连接器，PICS接口为用户订制功能模块扩展接 口，以实现取放工件机械手控制器、自动测头控制器等功能模块扩展，易于实现功能扩展和 升级。所述电源接口 8电性连接电源，电源电压为12V。所述表面灯源接口 9电性连接LED 灯，能实现42相灯源控制。 以上所述仅是本实用新型的一个优选实施例，并非用来限制本实用新型，凡其类 似的实施例与近似的结构，都应涵盖于本实用新型专利的保护范围。
权利要求一种多功能组合运动控制器，其特征是在机壳上设计有USB接口、操纵杆接口、I/O接口、电机接口、探针接口、光栅尺接口、下光源接口、电源接口和表面灯源接口，在机壳内的电路板上设计有中央控制处理模块、USB接口模块、操纵杆接口模块、I/O接口模块、电机接口模块、探针接口模块、光栅尺接口模块、下光源接口模块、电源保护模块和表面灯源接口模块，USB接口模块、操纵杆接口模块、I/O接口模块、电机接口模块、探针接口模块、光栅尺接口模块、下光源接口模块、电源保护模块和表面灯源接口模块分别电性连接中央控制处理模块，USB接口电性连接USB接口模块，操纵杆接口电性连接操纵杆接口模块，I/O接口电性连接I/O接口模块，电机接口电性连接电机接口模块，探针接口电性连接探针接口模块，光栅尺接口电性连接光栅尺接口模块，下光源接口电性连接下光源接口模块，电源接口电性连接电源保护模块，表面灯源接口电性连接表面灯源接口模块。
2. 根据权利要求1所述的-连接PC机。
3. 根据权利要求1所述的-性连接操纵盒。
4. 根据权利要求1所述的-连接功能开关。
5. 根据权利要求1所述的-连接电机。
6. 根据权利要求1所述的-连接探针。
7. 根据权利要求1所述的-性连接光栅尺。
8. 根据权利要求1所述的-性连接下光源。
9. 根据权利要求1所述的-连接电源。
10. 根据权利要求1所述的 电性连接LED灯。种多功能组合运动控制器，其特征是所述USB接口电性 种多功能组合运动控制器，其特征是所述操纵杆接口电种多功能组合运动控制器，其特征是所述I/O接口电性 种多功能组合运动控制器，其特征是所述电机接口电性 种多功能组合运动控制器，其特征是所述探针接口电性 种多功能组合运动控制器，其特征是所述光栅尺接口电 种多功能组合运动控制器，其特征是所述下光源接口电 种多功能组合运动控制器，其特征是所述电源接口电性 -种多功能组合运动控制器，其特征是所述表面灯源接口
专利摘要一种多功能组合运动控制器，属于影像测量仪领域。本实用新型在机壳上设计有USB接口、操纵杆接口、I/O接口、电机接口、探针接口、光栅尺接口、下光源接口、电源接口和表面灯源接口，在机壳内的电路板上设计有中央控制处理模块和分别与其电性连接的USB接口模块、操纵杆接口模块、I/O接口模块、电机接口模块、探针接口模块、光栅尺接口模块、下光源接口模块、电源保护模块、表面灯源接口模块，各接口电性连接对应的模块USB接口电性连接PC机，操纵杆接口电性连接操纵盒，电机接口电性连接电机，探针接口电性连接探针，光栅尺接口电性连接光栅尺。本实用新型作为影像测量仪中的控制系统，其结构简单、体积小、可靠性高、容易维护。
文档编号G01B11/00GK201532187SQ200920204639
公开日2010年7月21日 申请日期2009年9月16日 优先权日2009年9月16日
发明者周文斌 申请人:东莞市源兴光学仪器有限公司