| 主权项 |
1.一种基于直驱式电机的凸轮轮廓检测系统，其特征在于包括：直驱式电机（1）、同轴固定设于直驱式电机（1）的转子（1-2）上的用于带动凸轮（10）同步同轴旋转的心轴（5）、水平设于凸轮（10）一侧的丝杠螺母副（3）、设于该丝杠螺母副（3）的活动螺母（3-1）上的激光测量头（2）、用于测量所述活动螺母（3-1）的水平位移量的光栅尺位移传感器（4）、设于直驱式电机（1）的固定座（1-1）中的用于检测所述转子（1-2）的旋转角度的圆光栅、以及工控机；所述工控机控制所述直驱式电机（1）和丝杠螺母副（3）动作，并根据所述激光测量头（2）、光栅尺位移传感器（4）和圆光栅测得的数据得出凸轮（10）的外轮廓数据；所述丝杠螺母副（3）的丝杆（3-2）与一步进电机（7）传动相连；所述工控机包括：用于实时控制所述直驱式电机（1）和步进电机（7）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）和圆光栅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伺服驱动器与所述直驱式电机（1）相连，所述圆光栅的检测信号输出端（1-3）与该伺服驱动器的反馈信号输入端相连；运动控制卡同时通过一步进电机驱动器控制步进电机（7）动作；在所述凸轮（10）的旋转角度为θ<sub>i</sub>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<img file="2011101145606100001DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="20" he="22" />；同时，光栅尺位移传感器（4）测量得的所述活动螺母（3-1）在水平方向与光栅尺位移传感器（4）的硬零位（<img file="2011101145606100001DEST_PATH_IMAGE004.GIF" wi="16" he="22" />）的间距即第二间距测量值为<img file="2011101145606100001DEST_PATH_IMAGE006.GIF" wi="21" he="24" />，i=1,2,3…n；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<img file="326824DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="20" he="22" />、<img file="57014DEST_PATH_IMAGE006.GIF" wi="21" he="24" />的次数，0°≤θ<sub>i</sub><360°；所述凸轮轮廓检测系统的检测方法包括：A）、将激光测量头（2）与心轴（5）的外圆的间距即第一间距<img file="2011101145606100001DEST_PATH_IMAGE008.GIF" wi="22" he="25" />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<img file="2011101145606100001DEST_PATH_IMAGE010.GIF" wi="21" he="23" />，同时检测并记录所述活动螺母（3-1）在水平方向与所述硬零位（<img file="216512DEST_PATH_IMAGE004.GIF" wi="16" he="22" />）的间距即第二间距<img file="2011101145606100001DEST_PATH_IMAGE012.GIF" wi="27" he="23" />；B）、若已知凸轮（10）的外轮廓数据<img file="2011101145606100001DEST_PATH_IMAGE014.GIF" wi="75" he="27" />，则在开始控制凸轮（10）旋转一周的同时，控制激光测量头（2）相对凸轮（10）的外轮廓按照<img file="487087DEST_PATH_IMAGE014.GIF" wi="75" he="27" />+<img file="363777DEST_PATH_IMAGE010.GIF" wi="21" he="23" />的轨迹运动；同时，控制所述第一间距测量值<img file="497824DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="20" he="22" />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<sub>i</sub>相对应的所述第一、第二间距测量值<img file="764857DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="20" he="22" />、<img file="26074DEST_PATH_IMAGE006.GIF" wi="21" he="24" />；C）、由心轴直径<img file="1.GIF" wi="13" he="18" />d和所述<img file="508002DEST_PATH_IMAGE010.GIF" wi="21" he="23" />、<img file="563683DEST_PATH_IMAGE012.GIF" wi="27" he="23" />、<img file="318012DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="20" he="22" />、<img file="366608DEST_PATH_IMAGE006.GIF" wi="21" he="24" />,计算出凸轮（10）的极径测量值<img file="2011101145606100001DEST_PATH_IMAGE016.GIF" wi="55" he="30" />：<img file="2011101145606100001DEST_PATH_IMAGE018.GIF" wi="282" he="41" />D）、将所述极径测量值<img file="765360DEST_PATH_IMAGE016.GIF" wi="55" he="30" />与所述外轮廓数据<img file="257521DEST_PATH_IMAGE014.GIF" wi="75" he="27" />相比较，得出凸轮（10）的外轮廓加工误差。 |
