CN103226008A - 测量齿轮形貌数据的同步采集方法 - Google Patents

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Abstract

测量齿轮形貌数据的同步采集方法，涉及高精度检测技术领域，解决现有方法测量齿轮时由于激光位移传感器与光电编码器测量具有不同的采样频率，难以实现同步采集，进而存在窜齿误差的问题。本发明中驱动器驱动伺服电机带动旋转台做旋转运动，光电编码器向驱动器发出角位移脉冲，驱动器产生相应触发脉冲并且发给激光位移传感器，激光位移传感器根据接收的触发脉冲对齿轮形貌进行测量并将测得线位移送到数据处理系统，数据处理系统根据线位移数据存储位置与角位移间的线性关系，由线位移数据存储位置换算出相应的角位移，实现角位移与线位移的同步采集。该方法提高了线位移与角位移的同步采集精度，降低随机窜齿误差，操作简单、方法可靠。

Description

测量齿轮形貌数据的同步采集方法
技术领域
本发明涉及高精度检测技术领域，具体涉及一种在齿轮形貌测量系统中线位移和角位移同步采集的方法，旨在提高齿轮形貌测量的精度。
背景技术
齿轮形貌测量在精密制造领域具有重要的意义，传统的接触式测量容易对被测齿轮表面产生不同程度的损伤。随着激光测量技术的日益成熟，齿轮形貌采用激光连续扫描技术实现快速高精度测量成为可能。现有专利文献，其公开号为202149755U，名称为齿轮参数激光检测装置的专利，工作原理为采用激光位移传感器测量齿轮表面相对于测量原点的线位移，角位移旋转系统测量激光扫描的角位移。由于数据处理系统以其晶振产生的时间基准为采集基准，分别独立采集激光位移传感器测量的线位移与角位移旋转系统测量的角位移，但激光位移传感器与角位移旋转系统通常具有不同的测量频率，因此难以实现同步采集，破坏了线位移和角位移的一对一的对应关系，产生了随机窜齿误差，严重影响了齿轮形貌的测量精度。为此，提出一种角位移由光电编码器（以脉冲计量）作为激光扫描的角度基准的测量齿轮形貌数据的同步采集方法。
发明内容
本发明为解决采用现有方法测量齿轮时，由于激光位移传感器与光电编码器测量具有不同的采样频率，难以实现同步采集，进而存在窜齿误差的问题，提供一种测量齿轮形貌数据的同步采集方法。
测量齿轮形貌数据的同步采集方法，该方法由以下步骤实现：
步骤一、驱动器驱动伺服电机带动旋转台旋转，光电编码器向驱动器发出角位移脉冲信号，所述驱动器根据接收的脉冲信号产生相应的触发脉冲传至激光位移传感器；
步骤二、激光位移传感器根据接收的触发脉冲，对齿轮的形貌进行测量，并将测量的齿轮形貌的线位移数据传送至数据处理系统；
步骤三、所述数据处理系统存储接收到的线位移数据后，根据步骤一所述的光电编码器向驱动器发出的角位移脉冲信号与光电编码器的角位移存在线性关系：
Figure BDA00003120757600021
式中，N为旋转台旋转一周发出的角位移脉冲数，θ为光电编码器的角位移，n为当前角位移脉冲数，所述当前角位移脉冲数n与线位移数据在数据处理系统中存储的位置一一对应，得到数据处理系统存储的线位移数据对应的角位移为：其中p为数据处理系统中线位移数据的存储位置；由线位移数据存储位置可换算出相应的角位移,实现角位移与线位移的同步采集。
本发明的有益效果：本发明所述的是一种测量齿轮形貌数据的同步采集方法，该方法提高了线位移与角位移的同步采集精度，降低随机窜齿误差，操作简单、方法可靠。
附图说明
图1为本发明所述的一种测量齿轮形貌数据的同步采集方法的原理图。
具体实施方式
结合图1说明本实施方式，一种测量齿轮形貌数据的同步采集方法，该方法中涉及的装置包括数据处理系统、驱动器、伺服电机、旋转台、激光位移传感器和光电编码器；所述驱动器驱动伺服电机带动旋转台做旋转运动，从而使得激光位移传感器相对被测齿轮做扫描运动，光电编码器向驱动器发出角位移脉冲，驱动器接收角位移脉冲，产生相应触发脉冲并且发给激光位移传感器，激光位移传感器接收到触发脉冲，对齿轮形貌进行一次测量并将测得线位移送到数据处理系统，否则激光位移传感器停止测量，等待触发脉冲的到来开始测量。其中光电编码器向驱动器发出的角位移脉冲与角位移存在线性关系：
Figure BDA00003120757600023
式中，N为旋转一圈发出的角位移脉冲数，θ表示角位移，n表示当前角位移脉冲数，当前角位移脉冲数n与线位移数据在数据处理系统中存储的位置一一对应，得到数据处理系统存储的线位移数据对应的角位移为：其中p为数据处理系统中线位移数据的存储位置，由线位移数据存储位置可换算出相应的角位移,实现角位移与线位移的同步采集。
本实施方式通过驱动器提供5V电压给光电编码器，使其达到光电编码器的电压要求；所述的数据处理系统为PC机、驱动器由控制主模块（SPiiPlusNTM）与驱动模块（SPiiPlusUDMlc）组成，所述驱动器负责驱动伺服电机；伺服电机为国产LYX系列永磁式直流力矩电动机，所述旋转台为气浮转台，激光位移传感器为日本基恩士的LK-H080，用于线位移测量；光电编码器为英国雷尼绍的Dsi-QML-20，用于角位移测量。

Claims (1)

1.测量齿轮形貌数据的同步采集方法，其特征是，该方法由以下步骤实现：
步骤一、驱动器驱动伺服电机带动旋转台旋转，光电编码器向驱动器发出角位移脉冲信号，所述驱动器根据接收的脉冲信号产生相应的触发脉冲传至激光位移传感器；
步骤二、激光位移传感器根据接收的触发脉冲，对齿轮的形貌进行测量，并将测量的齿轮形貌的线位移数据传送至数据处理系统；
步骤三、所述数据处理系统存储接收到的线位移数据后，根据步骤一所述的光电编码器向驱动器发出的角位移脉冲信号与光电编码器的角位移存在线性关系：式中，N为旋转台旋转一周发出的角位移脉冲数，θ为光电编码器的角位移，n为当前角位移脉冲数，所述当前角位移脉冲数n与线位移数据在数据处理系统中存储的位置一一对应，得到数据处理系统存储的线位移对应的角位移为：
Figure FDA00003120757500012
其中p为数据处理系统中线位移数据的存储位置，因此由线位移数据存储位置可换算出相应的角位移，实现角位移与线位移的同步采集。
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