[发明专利]凸轮轮廓检测系统

权利要求书

1.一种凸轮轮廓检测系统，其特征在于包括：直驱式电机（1）、同轴固定设于直驱式电机（1）的转子（1-2）上的用于带动凸轮（10）同步同轴旋转的心轴（5）、水平设于凸轮（10）一侧的丝杠螺母副（3）、设于该丝杠螺母副（3）的活动螺母（3-1）上的激光测量头（2）、用于测量所述活动螺母（3-1）的水平位移量的光栅尺位移传感器（4）、设于直驱式电机（1）的固定座（1-1）中的用于检测所述转子（1-2）的旋转角度的圆光栅、以及工控机； 

所述工控机控制所述直驱式电机（1）和丝杠螺母副（3）动作，并根据所述激光测量头（2）、光栅尺位移传感器（4）和圆光栅测得的数据得出凸轮（10）的外轮廓数据；

所述丝杠螺母副（3）的丝杆（3-2）与一步进电机（7）传动相连；

丝杠螺母副（3）的丝杆（3-2）的中心线、以及激光测量头（2）输出的激光与所述心轴（5）的轴线垂直相交；

所述工控机包括：用于实时控制所述直驱式电机（1）和步进电机（7）动作的运动控制卡，与所述激光测量头（2）相连的用于实时检测激光测量头（2）与凸轮（10）的外轮廓的间距的激光位移传感器采集卡，与所述光栅尺位移传感器（4）和圆光栅相连的编码器计数卡，以及通过系统总线与所述运动控制卡、激光位移传感器采集卡和编码器计数卡相连的CPU单元；

所述运动控制卡通过一伺服驱动器与所述直驱式电机（1）相连，所述圆光栅的检测信号输出端（1-3）与该伺服驱动器的反馈信号输入端相连；运动控制卡同时通过一步进电机驱动器控制步进电机（7）动作。

2.根据权利要求1所述的凸轮轮廓检测系统的检测方法，其特征在于：在所述凸轮（10）的旋转角度为θ_i时，测得的凸轮（10）的外轮廓与激光测量头（2）的间距即第一间距测量值为                                               ；同时，光栅尺位移传感器（4）测量得的所述活动螺母（3-1）在水平方向与光栅尺位移传感器（4）的硬零位（）的间距即第二间距测量值为，i=1,2,3…n；i为凸轮（10）旋转一周的过程中同时检测所述第一、第二间距测量值、的次数，0°≤θ_i<360°；

所述凸轮轮廓检测系统的检测方法包括：

A）、将激光测量头（2）与心轴（5）的外圆的间距即第一间距控制在激光测量头（2）的量程内,然后检测并记录所述第一间距，同时检测并记录所述活动螺母（3-1）在水平方向与所述硬零位（）的间距即第二间距；

B）、若已知凸轮（10）的外轮廓数据，则在开始控制凸轮（10）旋转一周的同时，控制激光测量头（2）相对凸轮（10）的外轮廓按照+的轨迹运动；同时，控制所述第一间距测量值始终处于激光测量头（2）的量程内，并获取与凸轮（10）的旋转角度θ_i相对应的所述第一、第二间距测量值、； 

C）、由心轴直径Φd和所述、、、,计算出凸轮（10）的极径测量值：

 

D）、将所述极径测量值与所述外轮廓数据相比较，得出凸轮（10）的外轮廓加工误差。