三维光栅位移测量系统的硬件设计与实现.pdfVIP

124 传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies) 2013年第32卷 第5期 三维光栅位移测量系统的硬件设计与实现 李深德 ，张向利 ，陶 晗 ，韦礼凯 (1．桂林电子科技大学 信息与通信学院。广西 桂林 541004； 2．桂林机床股份有限公司。广西 桂林541001) 摘 要：为了检测机床刀具的三维位移、实时显示刀具的进刀量，提高工件的加工精度，研究并设计了一 种基于光栅位移传感器的高精度三维光栅位移测量系统。分析了光栅位移传感器的测量原理，介绍了该 系统的硬件设计，设计了光栅位移信号细分辨向电路、主控电路、显示电路及控制电路，制作了系统电路样 板，搭建了实验系统并对系统进行了实验。实验结果表明：硬件电路工作正常，系统运行稳定、测量精准， 可满足机床高精度测量的生产需求。 关键词：位移传感器；三维光栅；位移测量系统 ；硬件设计 中图分类号：TP212．9；TH822 文献标识码：A 文章编号：1000--9787(2013)05--0124--04 Hardwaredesign andrealization0f3D grating … J J ‘ displacem entm eaSUrem entsystem LIShen—de ，ZHANG Xiang．1．i．，TAO Han。 WEILi．kai。 ， (1．SchoolofInformationandCommunication，GnilinUniversityofElectronicTechnology，Gnilin541004，China； 2．GuilinMachineToolCoLtd，Gnilin541001，China) Abstract：Inordertodetectthethree—dimensional(3D)displacementofmachinetool，showtheamountoffeedin real—time，andimprovetheprocessingprecisionofworkpiece，a3D gratingdisplacementmeasurementsystem with high-precisionbasedongratingdisplacementsensorisresearchedna ddesigned．Measurementprincipleofrgating displacementsensor is analyzed．Hardware design ofthis system is introduced．Subdivision and direction discriminationeuicuitofgratingdisplacementsignal，maincontrolcircuit，displaycircuitandcontrolcircuitare designed．Circuitsample board ofthe system is made．Experimental system isbulit and experiments are conducted．Experimentalresultsshow thatthehardwarecircuitworksproperly，thesystem operatesstablyand measuresaccurately，andcanmeetproductiondemandofhigh—precisionmeasurementformachinetoo1．