CN206236324U - 基于二维码可远程控制的形位公差测量实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于二维码可远程控制的形位公差测量实验装置，包括底座，底座上设有用于夹持工件的顶尖和支座，底座的一侧设有由X轴步进电机驱动的丝杠运动副，丝杠运动副驱动测头平台运动，测头平台设有Y轴步进电机，Y轴步进电机的转轴与内螺纹套筒固定连接，与内螺纹套筒配合的外螺纹轴的一端与Z轴步进电机的转轴连接，另一端设置测头；控制装置包括PLC和无线通讯模块，步进电机通过接触器与PLC连接，PLC与无线通讯模块连接；测头与电感测微仪连接，电感测微仪的输出端与上位机连接。该实验装置可通过客户端远程控制，自动完成实验并提供实时视频，方便学生学习，提高教学效果。

Description

基于二维码可远程控制的形位公差测量实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种形位公差测量实验装置，尤其是涉及一种基于二维码可远程控制的形位公差测量实验装置。

背景技术

现有的形位误差测量仪用来测量盘套、轴类工件的同轴度，轴线直线度，素线直线度，素线平行度，圆度，圆柱度，径向圆跳动、端面圆跳动、斜向圆跳动，径向全跳动。现有的形位公差测量仪只能通过手动操作，需要实验者亲自到实验室操作，不利于学生根据教材自学；且目前许多学校存在实验仪器数量不够的问题，导致部分同学不能近距离观察实验的操作步骤，直接影响了实验课的教学效果；对实验数据的处理能力较弱，实验数据大多需要实验者自己重复计算，制作图表等，浪费了很多时间。

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于二维码可远程控制的形位公差测量实验装置，解决传统实验装置使用条件有限，难以满足大量学生近距离观察实验的问题。

本实用新型技术方案如下：一种基于二维码可远程控制的形位公差测量实验装置，包括测量装置、用于捕获测量画面的摄像装置、控制装置和上位机，所述测量装置包括底座，所述底座上设有用于夹持工件的顶尖和支座，所述底座的一侧设有由X轴步进电机驱动的丝杠运动副，所述丝杠运动副驱动测头平台运动，所述测头平台设有Y轴步进电机，所述Y轴步进电机的转轴与内螺纹套筒固定连接，与所述内螺纹套筒配合的外螺纹轴的一端与Z轴步进电机的转轴连接，所述外螺纹轴的另一端设置测头；所述控制装置包括PLC和无线通讯模块，所述X轴步进电机、Y轴步进电机和Z轴步进电机通过接触器与PLC连接，所述PLC与无线通讯模块连接；所述测头与电感测微仪连接，所述电感测微仪的输出端与上位机连接。

优选的，所述支座设有工件步进电机，所述工件步进电机的转轴设有用于连接工件的联轴器，所述工件步进电机的转轴与顶尖同轴相对设置。

优选的，所述摄像装置包括摄像头和用于支撑摄像头的可控云台，所述可控云台与所述PLC连接。

优选的，所述丝杠运动副两端设置X轴限位开关，所述X轴限位开关与PLC连接。

优选的，所述外螺纹轴设置测头的一端设有距离传感器，所述距离传感器与PLC连接。

本实用新型所提供的技术方案的优点在于：

1.可远程做实验，方便学生自学，复习；

2.使学生能近距离观察，提高实验课的教学效果；

3.实验操作完全自动化，不需要人手工操作；

4.实验数据可由远端服务器处理，省却了大量重复运算，制作图表的时间。

附图说明

图1为基于二维码可远程控制的形位公差测量实验装置结构示意图；

图2为测量装置俯视结构示意图；

图3为测量装置侧视结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为对本实用新型的限定。

请结合图1至图3所示，本实施例所涉及的基于二维码可远程控制的形位公差测量实验装置，包括测量装置、用于捕获测量画面的摄像装置、控制装置和上位机。测量装置包括底座1，底座1上设有用于夹持工件2的顶尖3和支座4。支座4设有工件步进电机5，工件步进电机5的转轴设有用于连接工件2的联轴器，工件步进电机5的转轴与顶尖3同轴相对设置。实验开始前，工件2的安装需要人为操作，将工件2与工件步进电机5的转轴用联轴器连接。转动调位旋钮使顶尖3左右移动，即粗调，再转动固定旋钮使顶尖3左右移动，即精调，调整后工件2即被夹紧。

在底座1的一侧设有由X轴步进电机6驱动的丝杠运动副7，丝杠运动副7驱动测头平台8运动，丝杠运动副7两端设置X轴限位开关9。测头平台8设有Y轴步进电机10，Y轴步进电机10的转轴与内螺纹套筒11固定连接，与内螺纹套筒11配合的外螺纹轴12的一端与Z轴步进电机13的转轴连接，外螺纹轴12的另一端设置测头14、角度传感器15和距离传感器16。测头14与电感测微仪17连接，电感测微仪17的输出端通过RS232串口连接线与上位机18连接。

控制装置包括PLC19和无线通讯模块20，X轴步进电机6、Y轴步进电机10、Z轴步进电机13以及工件步进电机5通过接触器21与PLC19连接，X轴限位开关9、角度传感器15和距离传感器16分别与PLC19连接，PLC19与无线通讯模块20连接。当测头平台8发生意外移动到设定距离时触发X轴限位开关9，X轴限位开关9发送信号给PLC19，PLC19通过接触器21控制X轴步进电机6停转，从而使测头平台8停止移动。角度传感器15的作用是实时校准测头14相对工件2的角度，正常情况下测头14应该保持和工件2的外表面成90度夹角，当角度传感器15测得角度不成90度时，角度传感器15发送信号给PLC19，PLC19发送指令通过接触器21控制Y轴步进电机10，使其每次按照单位角度转动，通过内螺纹套筒11和外螺纹轴12带动测头14转动，直到测头14与工件2成90度为止。距离传感器16的作用是校准当前测头14与工件2的距离，使测头14与工件2保持适当距离，保护测头14。当距离传感器16校准工件2与测头14距离不恰当时，距离传感器16发送信号给PLC19，PLC19通过接触器21控制Z轴步进电机13，Z轴步进电机13每次以单位角度转动，其带动外螺纹轴12转动。外螺纹轴12的螺纹与内螺纹套筒11的螺纹牙型相同，互相配合，由于内螺纹套筒11在Z轴位置固定，外螺纹轴12的转动使其自身前后移动，从而带动测头14前后移动，改变测头14与工件2的距离。

摄像装置包括摄像头22和用于支撑摄像头22的可控云台23，可控云台23与PLC19连接受其控制。基于二维码可远程控制的形位公差测量实验装置的使用是这样的，学生通过使用手机客户端扫描实验教材上的二维码远程学习该实验，学生扫描二维码后客户端首先从服务器调用一个介绍该实验的视频给学生，供学生对该实验形成初步了解。学生通过控制界面点击开始实验则实验开始，客户端通过互联网传送指令给GPRS模块，进而控制PLC发送整个实验的开始指令。同时客户端登录到视频监控服务器获得监控资源列表，选择监控的视频，学生进入监控画面后还能简单的控制云台，获得自己想要的角度。PLC控制各个步进电机动作以完成实验，测头测量结束后，电感测微仪通过RS232串口将数据传送到上位机，并且通过上位机将数据传送到远端服务器，在远端服务器中实现对数据批量处理，生成相应的图表后，将图表发送给用户邮箱，最终完成实验。

Claims (5)

1.一种基于二维码可远程控制的形位公差测量实验装置，其特征在于，包括测量装置、用于捕获测量画面的摄像装置、控制装置和上位机，所述测量装置包括底座，所述底座上设有用于夹持工件的顶尖和支座，所述底座的一侧设有由X轴步进电机驱动的丝杠运动副，所述丝杠运动副驱动测头平台运动，所述测头平台设有Y轴步进电机，所述Y轴步进电机的转轴与内螺纹套筒固定连接，与所述内螺纹套筒配合的外螺纹轴的一端与Z轴步进电机的转轴连接，所述外螺纹轴的另一端设置测头；所述控制装置包括PLC和无线通讯模块，所述X轴步进电机、Y轴步进电机和Z轴步进电机通过接触器与PLC连接，所述PLC与无线通讯模块连接；所述测头与电感测微仪连接，所述电感测微仪的输出端与上位机连接。

2.根据权利要求1所述的基于二维码可远程控制的形位公差测量实验装置，其特征在于，所述支座设有工件步进电机，所述工件步进电机的转轴设有用于连接工件的联轴器，所述工件步进电机的转轴与顶尖同轴相对设置。

3.根据权利要求1所述的基于二维码可远程控制的形位公差测量实验装置，其特征在于，所述摄像装置包括摄像头和用于支撑摄像头的可控云台，所述可控云台与所述PLC连接。

4.根据权利要求1所述的基于二维码可远程控制的形位公差测量实验装置，其特征在于，所述丝杠运动副两端设置X轴限位开关，所述X轴限位开关与PLC连接。

5.根据权利要求1所述的基于二维码可远程控制的形位公差测量实验装置，其特征在于，所述外螺纹轴设置测头的一端设有距离传感器，所述距离传感器与PLC连接。