一种双金属丝导引装置制造方法及图纸

技术编号:2788595 阅读:165 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本实用新型专利技术公开了一种双金属丝导引装置,其特征在于:包括导向基准信号采集部分、控制模块部分、工作台三维调节部分,其中导向基准信号采集部分包括在工作台上设置有x、y方向的准直照射装置和对应的CCD传感器,在准直照射装置和对应的CCD传感器之间沿z运动方向上设置两根金属丝,该两根金属丝平行设置在一个垂直投影面上,工作台三维调节部分包括y向调节装置、x向调节装置、z向调节装置,CCD传感器与控制模块部分连接,控制模块部分与x、y、z向调节装置闭合连接。本实用新型专利技术对环境要求不高,安装调整方式简单,具有导航精度高,结构简单,质量较轻、易于调整的特点,还可实现计算机的数字化连网通信。(*该技术在2018年保护过期,可自由使用*)

Double metal wire guide device

The utility model discloses a double wire guiding device, which comprises guide reference signal acquisition part, control module, table 3D adjusting part, wherein the guide reference signal acquisition part included in the table is x, Y direction alignment according to CCD and the corresponding sensor device, in between the CCD sensor collimated illumination device and corresponding Z along the direction of motion is provided with two wires, the wires are arranged in parallel in a vertical plane, table 3D adjustment includes y to X to the adjusting device, adjusting device and Z direction adjusting device, CCD sensor and control module connected control module with X, y, Z is connected to the adjusting device is closed. The utility model has the advantages of low requirement for environment, simple installation and adjustment mode, high navigation precision, simple structure, light quality and easy adjustment, and can realize the digital networking communication of the computer.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于测量控制
,涉及一种测量直线度的装置,具体 涉及一种双金属丝导弓I装置。
技术介绍
大长度的直线测量是几何量计量领域的一个最基本的项目,其测量的精 度直接影响着产品的质量。因此世界上各个国家对直线的测量都非常重视, 并且不断的推出更高精度的新产品,以满足日益增长的需求。作为其核心之 一的子系统,即直线运动虚拟导轨三维运动控制系统,也就显得十分重要了。 运动控制系统的发展经历了从直流到交流,从开环到闭环,从模拟到数字,直到基于PC的伺服控制网络系统和基于网络的运动控制的发展过程。运动导引系统广泛存在于有确定性运动需要的系统当中,为了保证做直 线运动的工作台在给定方向上做往复直线运动,导轨是必需的,对于短距离、高精度要求的场合,使用导轨导向和丝杠传动,可以保证必要的精度;对于 大长度、中高精度的测量,若仍然依靠高精度导轨保证导向精度就不适合了, 因为随着导轨的加长,制造成本快速上升,操作复杂,不易调整维护。因此 研究一种可以不依赖高精度的导轨,同时保证测量精度的装置是必要的。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种双金属丝导引装置,解决了现有技术在大 长度的测量时,必须依赖高精度导轨保证导向精度,导致制造成本上升,操 作复杂,不易调整维护的问题。本技术所采用的技术方案是, 一种双金属丝导引装置,包括导向基 准信号采集部分、控制模块部分、工作台三维调节部分,所述的导向基准信号采集部分包括工作台,工作台上设置有x、 y方向的准直照射装置和对应 的CCD传感器,在准直照射装置和对应的CCD传感器之间沿z运动方向上 设置两根金属丝,该两根金属丝平行设置在一个垂直投影面上;所述的工作 台三维调节部分包括y向调节装置、x向调节装置、z向调节装置;所述的 CCD传感器与控制模块部分连接,控制模块部分分别与x、 y、 z向调节装 置闭合连接。控制模块部分包括单片机、控制回路、反馈回路。控制回路包括D/A转换器、比例放大电路和屯机驱动芯片。反馈回路包括测速电机、差动放大电路和A/D转换器。z向调节装置中选用普通交流电机驱动。x向调节装置和y向调节装置中选用直流伺服电机驱动。本技术的有益效果是,提高了精度,降低了成本,结构简单,操作方便,为大长度的直线测量提供一种更简单、更精确的方法。附图说明图1是本技术实施例的工作台示意图; 图2是本技术实施例的控制模块示意图; 图3是本技术实施例执行/测速电机的控制电路示意图。 图中,1、准直照射装置,2、金属丝,3、 CCD传感器,4、 y向调节装 置,5、 x向调节装置,6、 z向调节装置,7、差动放大电路,8、 A/D转换 器,9、工作台,10、单片机,11、 D/A转换器,12、比例放大电路,13、 电机驱动芯片,14、执行电机,15、测速电机。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。本技术的工作原理是,在工作台上的准直照射装置和对应的CCD 传感器3之间,将两根金属丝平行设置在一个垂直投影面上,作为工作台直 线运动基准,准直照射装置发出的光束将金属丝投影在线阵CCD表面,从而 获得金属丝在x、 y方向的位置量,在x方向有两根金属丝的投影信号,在 y方向有一个金属丝的投影信号,当工作台运动中在x、 y方向发生运动偏 移时,x、 y方向对应的CCD传感器3通过接受各自的投影信号,偏移量的 大小就可通过CCD反映出来,该偏移量信号经信号处理电路处理后输入单片 机10,单片机10发出控制信号,控制电机运动,对工作台进行调整,从而保 证工作台的直线运动精度。采用两根金属丝的目的在于,在x方向设置有一个金属丝时,由于金属 丝自身的重量,加上长间距,金属丝必然会产生一定的下垂挠度,这样就会对 x方向的投影信号产生误差,导致整个装置的必然测量误差。因此设置两根 金属丝,将他们设置在一个垂直平面内,这样简化y方向运动偏移的运算量, 而只进行x方向的投影信号的误差修正。事先测量出上下金属丝的张力,通 过一定的计算得到金属丝任意各点下垂的挠度值,再利用单片机10的运算, 来修正x方向的投影信号所产生的误差,得出x方向的直线度的真正参数。本技术包括导向基准信号采集部分、控制模块部分、工作台调节部分。如图1所示,为本技术实施例的工作台示意图,图中显示出基准信 号采集部分和工作台调节部分的结构示意图,工作台9上设置导向基准信号 采集装置,包括准直照射装置1和对应的CCD传感器3,工作台9上还设置有y向调节装置4、 x向调节装置5、和z向调节装置6,在准直照射装置 1和对应的CCD传感器3之间沿z运动方向设置两根金属丝,该两根金属 丝平行设置在一个垂直投影面上。CCD传感器3与控制模块部分连接,控 制模块部分与三维电机调节装置连接,三维电机调节装置分别调节工作台的 三维导向运动,保证工作台沿直线运动。如图2所示,为本技术实施例的控制模块示意图。控制模块部分包 括作为硬件核心的单片机10和控制回路以及反馈冋路。单片机IO选用了美国Atmel公司的AT89S52芯片。TA7291芯片作为直 流电机专用驱动芯片,其在控制转速的同时,又有两个管脚(IN1和IN2) 来控制电机的转向。利用单片机来实现控制,若出现偏差或误差时,可通过 修改单片机中的程序来实现调整,不再向以往的机械机构那样完全依赖于人 来实现调整,那样人为误差就无形的加入进去了,况且不同的人引入的人为 误差也大不相同,这样就很难去修正,在控制回路中又包括D/A转换器11、比例放大电路12,电机驱动芯片 13。电机驱动芯片13选择东芝的TA7291S系列的直流电机驱动芯片。D/A 转换器11作为数模转换的器件,选用的是DAC0832。在反馈回路中包括测速电机15、差动放大电路7、 A/D转换器8。反馈 回路的目的是为了把电机的速度信号(测速机输出电压值)反馈到单片机中, 更精确的实现电机的控制。A/D转换器8选用ADC0809,作为模数转换的器 件,实现反馈的模拟电压转换为数字信号。由于从测速电机15出来的电压 信号其不是以地为参考的,为了减小误差,使用差动放大电路7。由于测速机输出的电压值有正有负,假若不加整流环节,其控制电机的方向较复杂, 为了简化控制程序,加入桥式整流环节。测速机输出电压最大为11.04V,由二极管的耐压值公式,可以计算出二极管的最小耐压值为15.5V, 在此选用二极管的耐压值为16V。由于工作台在空间作三维运动,所以其需要三台电机来控制其三维运 动,在其前进的z方向上只要能够保证工作台来回往复的运动,保证工作台 的稳定性即可,选择一般的交流电机即可。x、 y方向h的运动特性完全相同, 都是用来实现精确调节工作台,可以都选择直流伺服电机。工作时单片机首先根据CCD采集的数据来发出控制指令,经过D/A转换 器11、比例放大电路12和电机驱动芯片13,控制执行电机的转速及转向, 从而实现工作台的调整,把工作台调节到预定的位置。因为是执行/测速机 组,所以测速电机15又进行电流反馈、速度反馈和位置反馈,经过差动放 大电路7和A/D转换器8,再送入单片机10中来实现更精确的控制。如图3所示,为本技术实施例执行/测速电机的控制电路示意图。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双金属丝导引装置,其特征在于:包括导向基准信号采集部分、控制模块部分、工作台三维调节部分,所述的导向基准信号采集部分包括工作台(9),工作台(9)上设置有x、y方向的准直照射装置(1)和对应的CCD传感器(3),在准直照射装置(1)和对应的CCD传感器(3)之间沿z运动方向上设置两根金属丝(2),该两根金属丝(2)平行设置在一个垂直投影面上;所述的工作台三维调节部分包括y向调节装置(4)、x向调节装置(5)、z向调节装置(6);所述的CCD传感器(3)与控制模块部分连接,控制模块部分分别与x、y、z向调节装置闭合连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:乔卫东
申请(专利权)人:西安理工大学
类型:实用新型
国别省市:87[中国|西安]

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