基于嵌入式Linux的坐标测量机对凸轮轮廓的检测方法.pdfVIP

基于嵌入式Linux的坐标测量机对凸轮轮廓的检测方法 于 晓 ，2 王家礼 郭俊杰3 常 颖4 (1．西安电子科技大学机电学院，西安710071；2．西安石油大学计算机学院，西安710065 3．西安交通大学机械学院，西安 710056；4．西安石油大学研究生部，西安 710065) 摘 要 介绍了一种基于嵌入式Linux用于凸轮测量的坐标测量机改造方法。包括硬件系统的改造、凸轮检 测软件包中的关键算法、基于这种算法的几种误差分离的讨论等。通过对同一凸轮的重复检测，实验结果表明：重 复性达到±2tan。改造也使坐标测量机延长了它的寿命，具有较高的经济效益。 关键词 嵌入式Linux；样条函数；坐标测量机 分及整形，输出脉冲信号，分辨力为4p．m。 0 引言 为了能将此信号采集到计算机，并使分辨力提 凸轮检测就是在极坐标系中检测角度和升程或 高到l m，我们对其作如图2所示的处理。 极径之间的关系。目前常用专用的凸轮轴测量仪检 测凸轮。另一方面，国内很多厂家计量室内还存在 坐 标 计 大量老旧的坐标测量机，它们一般不具有数据处理 测 算 量 机 能力，对其进行改造，并研制出专用的凸轮检测软件 机 包，无疑具有明显的经济效益。 原测量机是这样测量凸轮的：首先，凸轮被安装 图1 测量机硬件改造框图 在圆分度盘的顶尖和一立柱的顶尖之间，利用千分 表检测凸轮轴，使凸轮轴的轴线方向与测量机其中 一 个机器坐标方向一致。然后在凸轮轴上测几个 点，找到凸轮轴的轴线，建立工件坐标系。再利用转 折点法找到凸轮桃尖。最后根据凸轮的设计角度测 出凸轮对应的升程，与设计升程比较，得出升程误 差。这种方法需要花较长时间建立工件坐标系，且 图2 光栅信号处理框图 只能测凸轮的升程及升程误差，而对凸轮轴的其他 1．2 测头触发信号处理 参数如基圆位置、基圆偏心、轮廓度误差等只能另选 改造的这台坐标测量机使用的是开关发讯式测 仪器进行检测。这无疑对检测效率、精度带来影响。 头。当测头与工件相接触时，该测头发出一脉冲，这 1 硬件原理 时读取的光栅数据才是被测工件轮廓上的数据。 测头发讯信号经串口引入计算机(这样可以使 对坐标测量机硬件系统的改造包括坐标数据的 用系统资源而不需要再做块接口卡)。测头发讯信 采集和测头触发信号的采集。如图l所示。 号是TTL电平，而串口的电气信号特性符合RS232 1．1 光栅信号处理 一 C标准。因此必须将TTL电平转换成EIA电 坐标测量机的测头在机器坐标系 、 方向 平。我们选用LM741运算放大器实现此功能。 上分别带动一个光栅尺，光栅传感器送出的是四路