CN218955724U - 距离测量数控系统非线性校准标定数据自动采集装置 - Google Patents

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孟志常
高伟
曹文斌
张云峰
郑国�
徐建学
李宗泽
牛小革
王政道
王永龙
朱广财
杨学文
杨子昂
罗欢
马海忠
马庆庆
朱统翊
李元蕾
吕晟
后耀龙
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Abstract

一种距离测量数控系统非线性校准标定数据自动采集装置，螺旋内径千分尺、测距传感器均安装于底座上；螺旋内径千分尺游动测爪上安装有目标感应块，该目标感应块和测距传感器正相对；螺旋内径千分尺微分筒通过编码器传动轴套和旋转编码器的输入轴孔同轴联接后同步转动；上述编码器传动轴套上加工有被动皮带轮槽，通过传动皮带和安装在步进减速电机输出轴上的主动皮带轮皮带传动；所述旋转编码器的输出端、测距传感器的输出端连接于测控系统PLC的高速输入端口、模拟量输入端口；测控系统PLC通过步进电机驱动器控制步进减速电机运行。本实用新型可全自动完成校准标定过程，不受条件限制，标定速度快、精度高，使用方便。

Description

距离测量数控系统非线性校准标定数据自动采集装置
技术领域
本实用新型涉及距离测量数控系统技术领域，特别涉及一种距离测量数控系统非线性校准标定数据自动采集装置。
背景技术
使用测距传感器进行距离测量时，非线性误差普遍存在，尤其电感式非接触测距传感器尤为严重，在要求高精度测量的场合，距离测量数控系统的非线性校准标定就成为必不可少的环节。目前没有针对距离测量数控系统非线性校准标定的自动化专用设备。在测控领域，大都采用人工标定法，即由测距传感器测量出一个数值，再由人工使用量具测出相对应的真实距离数据，进行人工录入存储后，再测量并存储下一对数据。当需要的标定数据密度较大时，人工标定法将异常繁琐；同时，人工标定法对操作人员的技术水平要求很高，在设备的用户现场，更换测距传感器并进行校准标定将非常困难。
实用新型内容
本实用新型提供一种距离测量数控系统非线性校准标定数据自动采集装置，可全自动完成校准标定过程，不受条件限制，标定速度快、精度高，使用方便。
本实用新型所采用的技术方案为：
一种距离测量数控系统非线性校准标定数据自动采集装置，包括测控系统PLC，螺旋内径千分尺安装于测量尺压套上后通过测量尺压套卡座安装于底座上；测距传感器通过测距传感器支架安装于底座上；螺旋内径千分尺游动测爪上安装有目标感应块，该目标感应块和测距传感器正相对；螺旋内径千分尺微分筒通过编码器传动轴套和旋转编码器的输入轴孔同轴联接后同步转动；而旋转编码器的壳体通过旋转编码器支架安装于底座上；上述编码器传动轴套上加工有被动皮带轮槽，通过传动皮带和安装在步进减速电机输出轴上的主动皮带轮皮带传动；步进减速电机通过电机支架安装于底座上；所述旋转编码器的输出端连接于测控系统PLC的高速输入端口；所述测距传感器的输出端连接于测控系统PLC的模拟量输入端口；所述测控系统PLC通过步进电机驱动器控制步进减速电机运行。
所述编码器传动轴套外径间隙穿过旋转编码器支架上的孔。
本实用新型将螺旋内径千分尺微分筒通过编码器传动轴套与旋转编码器输入轴孔同轴刚性连接，当微分筒转动时，安装于螺旋内径千分尺游动测爪上的目标感应块与待校准标定的测距传感器之间产生距离，测控系统通过旋转编码器输出的格雷码数据可精确解算出真实距离值并存储，代替了人工测量和录入过程。同时刻，待校准标定测距传感器的输出数据也进行了存储，保证对应数据的同步性。螺旋内径千分尺的微分筒是由测控系统控制的步进减速电机通过传动皮带驱动旋转的，方便进行自动控制。需要进行校准标定时，只需将待标定测距传感器固定于支架上，机械调零后，启动测控系统内的校准标定子程序，即可全自动完成校准标定过程，不受条件限制，标定速度快、精度高，使用方便。
本实用新型所使用的校准标定子程序是由初始化、传感器量程设定、步进电机驱动、格雷码解算、数据存储环节构成，可全自动完成校准标定过程。在PLC系统中该校准标定子程序由本领域技术人员常规编制可得。
本实用新型对待标定测距传感器的种类没有限制，只要其量程小于所选螺旋内径千分尺，都可以应用。
由于本实用新型是整个测控系统的一部分，进行校准标定时测控系统的所有输入部分，如输入接口、A\D转换等环节都参与其中，所以本实用新型具备对包含测距传感器在内的测控系统整体校准标定功能。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1中A-A向视图；
图3为本实用新型电气部分连接关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
参照图1、图2、图3，一种距离测量数控系统非线性校准标定数据自动采集装置，包括测控系统PLC18，螺旋内径千分尺2安装于测量尺压套7上后通过测量尺压套卡座6安装于底座5上；测距传感器9通过测距传感器支架8安装于底座5上；螺旋内径千分尺游动测爪3上安装有目标感应块10，该目标感应块10和测距传感器9正相对；螺旋内径千分尺微分筒4通过编码器传动轴套11和旋转编码器13的输入轴孔同轴联接后同步转动；而旋转编码器13的壳体通过旋转编码器支架14安装于底座5上；上述编码器传动轴套11上加工有被动皮带轮槽，通过传动皮带12和安装在步进减速电机15输出轴上的主动皮带轮17皮带传动；步进减速电机15通过电机支架16安装于底座5上；所述旋转编码器13的输出端连接于测控系统PLC18的高速输入端口；所述测距传感器9的输出端连接于测控系统PLC18的模拟量输入端口；所述测控系统PLC18通过步进电机驱动器19控制步进减速电机15运行。
所述编码器传动轴套11穿过旋转编码器支架14上的通孔。编码器传动轴套11外径小于旋转编码器支架14上的通孔内径，保证编码器传动轴套11自由转动。
本实用新型消除系统非线性误差的工作过程和原理是：
1、校准数据自动采集步骤，将本实用新型和测控系统PLC电气联接，启动步进减速电机15后，螺旋内径千分尺微分筒4在步进减速电机15驱动下缓慢转动，螺旋内径千分尺游动测爪3携带目标感应块10在测距传感器9的全量程内运行，测控系统PLC记录下测距传感器9的输出值，并存储为“X值表{X0、X1、X2、X3 ----- Xn}”；
2、同时由于旋转编码器13和螺旋内径千分尺微分筒4同步旋转，旋转编码器13输出格雷码数据，测控系统PLC解算出旋转编码器13格雷码所对应的真实位移值，并存储为“Y值表{ Y0、Y1、Y2、Y3 ----- Yn }”。
3、测控系统PLC可设定数据记录间隔，避免数据量过大。
4、测控系统PLC工作测量时，当某时刻测得测距传感器9的输出值与“X值表”中的某一项相等，比如等于X2，则可使用查表法在“Y值表”对应得出真实位移值Y2。
测控系统PLC工作测量时，当某时刻测得测距传感器9的输出值在“X值表”中的某两项之间时，比如大于X2，小于X3，则可使用查表法和插值法公式计算得出真实位移值。

Claims (2)

1.一种距离测量数控系统非线性校准标定数据自动采集装置，包括测控系统PLC，其特征在于，螺旋内径千分尺(2)安装于测量尺压套(7)上后通过测量尺压套卡座(6)安装于底座(5)上；测距传感器(9)通过测距传感器支架(8)安装于底座(5)上；螺旋内径千分尺游动测爪(3)上安装有目标感应块(10)，该目标感应块(10)和测距传感器(9)正相对；螺旋内径千分尺微分筒(4)通过编码器传动轴套(11)和旋转编码器(13)的输入轴孔同轴联接后同步转动；而旋转编码器(13)的壳体通过旋转编码器支架(14)安装于底座(5)上；上述编码器传动轴套(11)上加工有被动皮带轮槽，通过传动皮带(12)和安装在步进减速电机(15)输出轴上的主动皮带轮(17)皮带传动；步进减速电机(15)通过电机支架(16)安装于底座(5)上；所述旋转编码器(13)的输出端连接于测控系统PLC(18)的高速输入端口；所述测距传感器(9)的输出端连接于测控系统PLC(18)的模拟量输入端口；所述测控系统PLC(18)通过步进电机驱动器(19)控制步进减速电机(15)运行。
2.根据权利要求1所述的一种距离测量数控系统非线性校准标定数据自动采集装置，其特征在于，所述编码器传动轴套(11)外径间隙穿过旋转编码器支架(14)上的孔。
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