CN116164685A - 一种三坐标测量机的控制系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种三坐标测量机的控制系统和控制方法，包括：工控机PC、微型计算机、总线运动控制器、三维伺服驱动器、三轴电机、计数模块、操纵盒、中间继电器、测头和测头控制卡；所述微型计算机分别与工控机PC、总线运动控制器及操纵盒连接；所述总线运动控制器分别与微型计算机、三维伺服驱动器、计数模块及中间继电器连接；所述三维伺服驱动器通过三轴电机连接至三坐标测量机；所述操纵盒通过中间继电器连接至总线运动控制器。一种三坐标测量机的控制系统和控制方法，控机PC与控制柜通过网口通讯，即插即用，简单实用，稳定性高，维护方便，成本低；支持I++协议，同时进行扩展，能够支持市场上主流的三坐标测量软件，包括PC‑DMIS、Calypso、RationalDMIS、Polyworks等。

Description

一种三坐标测量机的控制系统和控制方法

技术领域

本发明涉及三坐标测量技术领域，尤其是三坐标测量机的控制系统和控制方法。

背景技术

随着现代工业的突飞猛进，三坐标检测已经广泛用于机械制造业、汽车工业、电子工业、航空航天工业和国防工业等各部门，成为现代工业检测和质量控制不可缺少的测量设备。

目前，全世界有上百家测量机制造商，开发生成各种型号的测量机，包括国际知名公司海克斯康、蔡司等，国内也有很多制造商。另外还有一些专门提供测量软件、控制器等附属产品的公司，例如雷尼绍等。众多不同制造商、不同设备之间的兼容性，成为一个突出问题，尤其是测量软件和控制系统的兼容问题。为了解决这个问题，欧洲汽车制造协会制定了针对尺寸测量设备的通用接口标准I++DME，并得到较好的推广。但是由于担心I++DME的推广会使产品无法突出自身优势，导致市场和服务的丢失等，一些大的三坐标测量机厂家并不很热心，他们更热衷于发展自己独有的系统。所以，I++的发展还有很长的路要走。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种三坐标测量机的控制系统和控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种三坐标测量机的控制系统和控制方法，包括：

工控机PC、微型计算机、总线运动控制器、三维伺服驱动器、三轴电机、计数模块、操纵盒、中间继电器、测头和测头控制卡；

所述微型计算机分别与工控机PC、总线运动控制器及操纵盒连接；

所述总线运动控制器分别与微型计算机、三维伺服驱动器、计数模块及中间继电器连接；

所述三维伺服驱动器通过三轴电机连接至三坐标测量机；

所述操纵盒通过中间继电器连接至总线运动控制器来实现急停功能，所述测头通过测头控制卡连接至计数模块来实现触测位置的锁存功能。

进一步地，所述工控机PC通过测量软件发送控制指令，所述测量软件包括PC-DMIS、Calypso、RationaiDMIS、Polyworks。

进一步地，所述三维伺服驱动器包括X轴伺服驱动器、Y轴伺服驱动器、Z轴伺服驱动器，所述总线运动控制器分别与微型计算机、X轴伺服驱动器、Y轴伺服驱动器、Z轴伺服驱动器、计数模块及中间继电器连接。

进一步地，所述三轴电机包括X轴电机、Y轴电机、Z轴电机，所述X轴伺服驱动器通过X轴电机连接至三坐标测量机，所述Y轴伺服驱动器通过Y轴电机连接至三坐标测量机，所述Z轴伺服驱动器通过Z轴电机连接至三坐标测量机。

进一步地，还包括X轴光栅尺、Y轴光栅尺、Z轴光栅尺，用于测量物体位移的距离，所述X轴光栅尺、Y轴光栅尺、Z轴光栅尺与计数模块通信连接。

进一步地，在所诉微型计算机上安装测量服务软件，支持I++协议，同时进行扩展，能够很好地支持标所述测量软件。

一种三坐标测量机的控制系统的控制方法，包括：

S1、所述的工控机PC通过网口与控制柜的微型计算机进行通信，所述工控机PC的测量软件发送控制指令给微型计算机；

S2、所述的微型计算机通过网口与总线运动控制器连接进行通信，微型计算机的测量服务软件接收并解析控制指令后，发送指令给总线运动控制器；

S3、所述的总线运动控制器接收到该控制指令后，通过EtherCAT发送给对应各轴的伺服驱动器；

S4、所述的伺服驱动器接收到驱动数字信号后，驱动电机转动，带动三坐标测量机三个轴的运动；

S5、所述的测头触测工件，测头控制卡发送锁存信号给计数模块；

S6、所述的计数模块采集各轴光栅尺数据，并发送给总线运动控制器；

S7、总线运动控制器将三坐标测量机的实时状态反馈给微型计算机，测量服务软件解析后再反馈给工控机PC的测量软件，便于显示和保存。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

控机PC与控制柜通过网口通讯，即插即用，简单实用，稳定性高，维护方便，成本低；

支持I++协议，同时进行扩展，能够支持市场上主流的三坐标测量软件，包括PC-DMIS、Calypso、RationalDMIS、Polyworks等。

设计开发三坐标测量机的控制系统，完全实现三坐标测量机的自主控制，有效提高了三坐标测量机的可靠性和稳定性。

能够实现让用户使用熟悉的三坐标测量软件，不再受到不同厂商、不同控制器的限制。

附图说明

参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。其中：

图1示意性显示了根据本发明一个实施方式提出的本系统的流程示意图；

图2示意性显示了根据本发明一个实施方式提出的控制方法的控制流程示意图；

图3示意性显示了根据本发明一个实施方式提出的测量软件工控示意图。

具体实施方式

具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

一种三坐标测量机的控制系统，包括：

工控机PC、微型计算机、总线运动控制器、三维伺服驱动器、三轴电机、计数模块、操纵盒、中间继电器、测头和测头控制卡；

所述微型计算机分别与工控机PC、总线运动控制器及操纵盒连接；

所述总线运动控制器分别与微型计算机、三维伺服驱动器、计数模块及中间继电器连接；

所述三维伺服驱动器通过三轴电机连接至三坐标测量机；

所述操纵盒通过中间继电器连接至总线运动控制器来实现急停功能，所述测头通过测头控制卡连接至计数模块来实现触测位置的锁存功能。

具体的，所述工控机PC通过测量软件发送控制指令，所述测量软件包括PC-DMIS、Calypso、RationaiDMIS、Polyworks。

具体的，所述三维伺服驱动器包括X轴伺服驱动器、Y轴伺服驱动器、Z轴伺服驱动器，所述总线运动控制器分别与微型计算机、X轴伺服驱动器、Y轴伺服驱动器、Z轴伺服驱动器、计数模块及中间继电器连接。

具体的，所述三轴电机包括X轴电机、Y轴电机、Z轴电机，所述X轴伺服驱动器通过X轴电机连接至三坐标测量机，所述Y轴伺服驱动器通过Y轴电机连接至三坐标测量机，所述Z轴伺服驱动器通过Z轴电机连接至三坐标测量机。

具体的，还包括X轴光栅尺、Y轴光栅尺、Z轴光栅尺，用于测量物体位移的距离，所述X轴光栅尺、Y轴光栅尺、Z轴光栅尺与计数模块通信连接。

具体的，在所述微型计算机上安装测量服务软件，支持I++协议，同时进行扩展，能够很好地支持标所述测量软件。

一种三坐标测量机的控制系统的控制方法，包括：

S1、所述的工控机PC通过网口与控制柜的微型计算机进行通信，所述工控机PC的测量软件发送控制指令给微型计算机；

S2、所述的微型计算机通过网口与总线运动控制器连接进行通信，微型计算机的测量服务软件接收并解析控制指令后，发送指令给总线运动控制器；

S3、所述的总线运动控制器接收到该控制指令后，通过EtherCAT发送给对应各轴的伺服驱动器；

S4、所述的伺服驱动器接收到驱动数字信号后，驱动电机转动，带动三坐标测量机三个轴的运动；

S5、所述的测头触测工件，测头控制卡发送锁存信号给计数模块；

S6、所述的计数模块采集各轴光栅尺数据，并发送给总线运动控制器；

S7、总线运动控制器将三坐标测量机的实时状态反馈给微型计算机，测量服务软件解析后再反馈给工控机PC的测量软件，便于显示和保存。

在实施中，一种三坐标测量机的控制系统，包括工控机PC、微型计算机、总线运动控制器、X轴伺服驱动器、Y轴伺服驱动器、Z轴伺服驱动器、X轴电机、Y轴电机、Z轴电机、计数模块、X轴光栅尺、Y轴光栅尺、Z轴光栅尺、操纵盒、中间继电器、测头和测头控制卡。所述微型计算机分别与工控机PC、总线运动控制器及操纵盒连接，所述总线运动控制器分别与微型计算机、X轴伺服驱动器、Y轴伺服驱动器、Z轴伺服驱动器、计数模块及中间继电器连接，所述X轴伺服驱动器通过X轴电机连接至三坐标测量机，所述Y轴伺服驱动器通过Y轴电机连接至三坐标测量机，所述Z轴伺服驱动器通过Z轴电机连接至三坐标测量机，所述操纵盒通过中间继电器连接至总线运动控制器来实现急停功能，所述测头通过测头控制卡连接至计数模块来实现触测位置的锁存功能。

本发明的一种三坐标测量机的控制方法支持测量软件，主要是在微型计算机上安装了自主开发的测量服务软件，支持I++协议，同时进行扩展，能够很好地支持主流三坐标测量软件，包括PC-DMIS、Calypso、RationalDMIS、Polyworks等。

本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种三坐标测量机的控制系统，其特征在于，包括：

工控机PC、微型计算机、总线运动控制器、三维伺服驱动器、三轴电机、计数模块、操纵盒、中间继电器、测头和测头控制卡；

所述微型计算机分别与工控机PC、总线运动控制器及操纵盒连接；

所述总线运动控制器分别与微型计算机、三维伺服驱动器、计数模块及中间继电器连接；

所述三维伺服驱动器通过三轴电机连接至三坐标测量机；

所述操纵盒通过中间继电器连接至总线运动控制器来实现急停功能，所述测头通过测头控制卡连接至计数模块来实现触测位置的锁存功能。

2.根据权利要求1所述的一种三坐标测量机的控制系统，其特征在于，所述工控机PC通过测量软件发送控制指令，所述测量软件包括PC-DMIS、Calypso、RationaiDMIS、Polyworks。

3.根据权利要求2所述的一种三坐标测量机的控制系统，其特征在于，所述三维伺服驱动器包括X轴伺服驱动器、Y轴伺服驱动器、Z轴伺服驱动器，所述总线运动控制器分别与微型计算机、X轴伺服驱动器、Y轴伺服驱动器、Z轴伺服驱动器、计数模块及中间继电器连接。

4.根据权利要求3所述的一种三坐标测量机的控制系统，其特征在于，所述三轴电机包括X轴电机、Y轴电机、Z轴电机，所述X轴伺服驱动器通过X轴电机连接至三坐标测量机，所述Y轴伺服驱动器通过Y轴电机连接至三坐标测量机，所述Z轴伺服驱动器通过Z轴电机连接至三坐标测量机。

5.根据权利要求4所述的一种三坐标测量机的控制系统，其特征在于，还包括X轴光栅尺、Y轴光栅尺、Z轴光栅尺，用于测量物体位移的距离，所述X轴光栅尺、Y轴光栅尺、Z轴光栅尺与计数模块通信连接。

6.根据权利要求5所述的一种三坐标测量机的控制系统，其特征在于，在所述微型计算机上安装测量服务软件，支持I++协议，同时进行扩展，能够很好地支持标所述测量软件。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种三坐标测量机的控制系统的控制方法，其特征在于，包括：

S1、工控机PC通过网口与控制柜的微型计算机进行通信，所述工控机PC的测量软件发送控制指令给微型计算机；

S2、微型计算机通过网口与总线运动控制器连接进行通信，微型计算机的测量服务软件接收并解析控制指令后，发送指令给总线运动控制器；

S3、总线运动控制器接收到该控制指令后，通过EtherCAT发送给对应各轴的伺服驱动器；

S4、伺服驱动器接收到驱动数字信号后，驱动电机转动，带动三坐标测量机三个轴的运动；

S5、测头触测工件，测头控制卡发送锁存信号给计数模块；

S6、计数模块采集各轴光栅尺数据，并发送给总线运动控制器；

S7、总线运动控制器将三坐标测量机的实时状态反馈给微型计算机，测量服务软件解析后再反馈给工控机PC的测量软件，便于显示和保存。

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