[发明专利]在五轴机床上利用传感标签实现直线度误差的监测系统

摘要

本发明公开了一种在五轴机床上利用传感标签实现直线度误差的监测系统，有三个装有半导体激光器的四维光学微调架分别放在机床X、Y、Z三个方向的定导轨上，三个RFID位敏传感标签分别固定在X、Y、Z三个方向的动导轨上，读写器通过射频通信无线接收三个传感标签发送的直线度误差测量数据及对应的编码信息，通过计算机串口上传给计算机，计算机处理得到X、Y、Z各方向上的直线度误差数据处理结果。本发明避免了有线方法中复杂的连线对测量带来的不利影响，也不需要反复搭建测量系统，操作简便，测量精度高，尤其适用于五轴机床上的直线度动态在线测量。

主权项

一种在五轴机床上利用传感标签实现直线度误差的监测系统，有三个装有半导体激光器的四维光学微调架分别放在机床X、Y、Z三个方向的定导轨上，半导体激光器发出的光线作为直线度误差的测量基准直线，控制位置敏感探测器PSD进行位置信息测量，将三个方向的直线度测量数据发送到上位机进行后续的处理，其特征是：三个RFID位敏传感标签分别固定在X、Y、Z三个方向的动导轨上，采集机床导轨直线度误差测量数据并无线发送；读写器通过射频通信无线接收三个传感标签发送的直线度误差测量数据及对应的编码信息，通过计算机串口上传给计算机，计算机处理得到X、Y、Z各方向上的直线度误差数据处理结果；所述的RFID位敏传感标签包括MSP430单片机、位敏信号调理电路、无线射频通信模块nRF905、存储芯片AT24C02及时钟芯片DS1302，MSP430单片机与位敏信号调理电路、无线射频通信模块nRF905、存储芯片AT24C02及时钟芯片DS1302连接，位敏信号调理电路与位置敏感探测器PSD连接；当传感标签接收到测量开始命令后，首先利用MSP430单片机控制PSD进行位置信息测量，测量完数据后，再读取时钟芯片DS1302中的日期和时间信息，然后将标签编号信息、日期及时间信息以及位置信息一起打包储存到存储芯片AT24C02中，并按照设定的通信协议通过nRF905无线发送出去；读写器读到标签发来的数据后通过串口将三个方向的直线度测量数据及对应的编码信息发送到上位机进行后续的处理；测量时，首先将激光器发出的光束调整到与被测机床导轨平行，再将位敏传感标签上的位置敏感探测器PSD对准光束，控制机床在X/Y/Z轴方向移动时，位敏传感标签通过位置敏感探测器PSD获取机床导轨的直线度误差测量数据，并将其转换为电流信号；位敏信号调理电路将电流信号转换为0‑3V的电压输出信号，通过I/O端口与单片机MSP430连接，单片机将获取的电压信号进行模数转换后与X/Y/Z向地址编码信息打包后通过射频通信模块nRF905无线发送。