轴轮廓测量系统方案

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1、轴轮廓测量系统方案客户：ＸＸＸＸＸＸＸ方案：ＸＸＸＸＸＸＸ一、目的：在线测量轴轮廓尺寸。需要检测的尺寸包含：长度、直径、锥角、倒角、同轴度。客户有两种尺寸需要检测，如下图：尺寸1：尺寸2：二、系统方案：概述：采用两台ZM105激光测径轮廓仪成90度安装，通过直线移动平台，扫描并采集轴的整体轮廓数据。输送到计算机中，通过软件计算出轴的度、直径、锥角、倒角、同轴度等数据。并判断产品尺寸是否合格。方案示意图如下：二、系统配置1、配置表序号名称型号数量作用1激光测径轮廓仪ZM105-10-485-I-IN-CC-5-

2、AK2测量物体直径和边2脉冲发生卡86755-005SYN1触发传感器3串口卡86755-004DAQ-485-921600-21读取传感器数据4轴轮廓测量系统软件86755-011SW-20160021定制软件5计算机N/A1工控机6移动平台（电机、运动控制卡等等）N/A1移动被测物2、ZM105激光测径轮廓传感器介绍（1）原理：ZM10X由两部分构成：发射器1和接收器2。激光发光二极管3的光通过光学系统4形成了光幕。被测物体5的阴影图像通过望远镜系统6最终形成在线性CCD阵列7上。信号处理器9计算出它的大

3、小。测径仪通电后发射端持续通过激光发出光幕到接收端，这样如果有物体放在光幕里面，就会有投影在接收端，相应的就可以测量出物体的边在光幕的位置或者物体的直径。（2）应用领域：可用于物体尺寸的非接触测量与控制，如零件高度、边缘、直径、线径、宽度、间隙、内径、外径等。有效降低了生产后的单件检验成本，并能有效节省原物料的损耗，降低人员需求。（3）参数性能：型号ZM105-10量程, mm±3х10发射端与接收端的间距,L,mm56最小可测物体, mm0.05精度1（单边）,um±0.5最大测量频率,Hz10000激光器

4、类型发光二极管或者激光激光安全等级1(IEC60825-1)输出接口数字RS485(最大921.6Kbit/s)模拟4~20mA(负载≤500Ω)同步输入2.4–5V(CMOS,TTL)逻辑输出三个报警输出,NPN：最大100mA;；最大40V供电V(DC)24功耗, W1.5~2应用环境防护等级IP67抗振20g/10~1000Hz，6小时，XYZ三个方向均是如此抗冲击30g/6ms工作温度℃-10～+60相对湿度5～95%（无冷凝）外壳材料铝重量g600四、系统要求：被测物到位需要距离激光光幕有一定的距离

5、，从而让运动机构有个加速的缓冲区。五、软件功能：1、软件工作流程：软件分两种流程（1）软件分两次测量，去程一次和返程一次，点击开始按钮，该按钮控制电机启动及开始两个传感器的数据采集（两个成90度方向的传感器），去程传感器采用测边模式可以先画出物体上边的轮廓图（通过传感器我们可以得到上边的Y轴坐标，然后因为电机是匀速运动，传感器的采样频率也是固定的，那么相应的X轴坐标也可以得到），返程传感器采用测直径的模式，联合去程的上边值，就可以画出物体的下边轮廓图（返程得到的直径减去相应去程得到的上边值，那么就可以得到下边

6、的Y轴坐标，再加上X轴坐标）。（2）软件实现一次测量，点击开始按钮，该按钮控制电机启动及开始两个传感器的数据采集（两个成90度方向的传感器），传感器直径采取测直径模式，假设物体是对称的，那么把获取到的直径值对半分，直接画风出物体轮廓（通过传感器我们可以得到上边的Y轴坐标，然后因为电机是匀速运动，传感器的采样频率也是固定的，那么相应的X轴坐标也可以得到）。这种方法的好处就是测量时间减少一倍，坏处就是同轴度无法计算。（3）处理数据：通过得到的轮廓数据，根据相应的算法来获取物体长度、直径、锥角、倒角、同轴度等尺寸。

7、2、软件模块划分（1）运动控制模块参数设置：初始速度、运行速度、加速时间、运行距离手动操作：设置原点、移动距离（2）测量模块图表显示：去程显示工件上边轮廓，返程根据直径数据显示下边轮廓结果显示：锥角角度、两个弧度半径、长度1、长度1对应的直径、长度2、长度3、长度3对应的直径、同轴度数据计算及处理：通过单边模式得到轮廓图，再通过定位算法，确定各个部分的边界点（长度1边界，长度2边界，长度3边界，弧度1边界，弧度2边界），确定好边界后，使用最小二乘法实现锥角及圆弧半径的计算（3）数据保存及历史显示模块数据保存：

8、文件存储测量数据，分为三列，第一列为长度方向位置值，第二列为工件上边位置，第三列为工件下边位置。同一批号的工件保存在同一个文件夹内，一个文件最多可以保存1万个工件的数据，多出的则用另一个文件保存历史数据显示：显示历史数据，最多可以同时显示4根轴的历史数据，进行对比。3、重点及难点这个项目的重点和难点在于算法方面，由于传感器的精度误差、运动机构的运动误差及被测物本身的制造误差，这三方面的影响，会导致被