自動角度測量裝置及其方法和過程
本發(fā)明涉及一種自動角度測量裝置和方法，尤其涉及一種利用同步旋轉(zhuǎn)并測量姿態(tài)變化以比較和校正被測物體的旋轉(zhuǎn)角度值的裝置和方法。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)中，加工機械的精度通常會影響成品的精度，因此加工機械的精度測量非常重要。
例如，當(dāng)測量旋轉(zhuǎn)軸的精度時，諸如車床的現(xiàn)有加工機器使用激光，角分束器，分度器，控制器和計算機。分度器設(shè)置在要測量的旋轉(zhuǎn)軸上。激光發(fā)出激光束，激光束穿過角分束器，并由轉(zhuǎn)軸驅(qū)動的分度器接收。
分度器將接收到的激光束信號通過控制器，以將其提供給計算機。上述激光束通過分度器和角度分束器返回激光。激光接收激光束，然后將信號發(fā)送到計算機。計算機根據(jù)上述兩個信號判斷分度器的位置和讀數(shù)，然后確定轉(zhuǎn)軸的位置以進(jìn)行測量和補償。
但是，在實際測試中，測量失敗通常是由于環(huán)境，安裝，軟件，轉(zhuǎn)速或試驗時間的不匹配引起的，并且整個測量時間非常耗時。
因此，關(guān)于如何提高測量結(jié)果的成功率并減少總體測量時間仍有討論的余地。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種自動測角裝置，其包括：
卡盤；
一個駕駛座；
與卡盤和驅(qū)動座相連的驅(qū)動單元；
編碼單元，布置在驅(qū)動單元的面向駕駛座的一端，編碼單元信號連接至驅(qū)動單元；
驅(qū)動基座上至少裝有一個姿態(tài)傳感器；和
控制單元，其信號連接編碼單元和姿態(tài)傳感器；
其中，姿態(tài)傳感器感測未旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動基座以產(chǎn)生第一信號；姿態(tài)傳感器感測驅(qū)動基座旋轉(zhuǎn)至預(yù)定角度以產(chǎn)生第二信號?？刂茊卧鶕?jù)第一信號和第二信號計算偏移量，控制單元控制驅(qū)動單元旋轉(zhuǎn)到預(yù)定角度，編碼單元根據(jù)驅(qū)動單元位置信息的預(yù)定角度生成偏移量；控制單元根據(jù)第一信號，第二信號和位置信息計算角度信息和校正值，然后根據(jù)校正值執(zhí)行校正過程。
本發(fā)明還提供了一種自動角度測量方法，該方法包括以下步驟：設(shè)置初始狀態(tài)，至少一個姿態(tài)傳感器在不旋轉(zhuǎn)時檢測駕駛座的狀態(tài)，并產(chǎn)生第一信號A控制單元接收第一信號以計算初始狀態(tài)信息，該初始狀態(tài)信息包括第一當(dāng)前姿態(tài)；
提供信號，將驅(qū)動基座旋轉(zhuǎn)到預(yù)定角度，姿態(tài)傳感器在旋轉(zhuǎn)后感測驅(qū)動基座的狀態(tài)以生成第二信號，該第二信號傳輸?shù)娇刂茊卧?/p>
計算第二當(dāng)前姿態(tài)，控制單元根據(jù)第二信號計算旋轉(zhuǎn)狀態(tài)信息，旋轉(zhuǎn)狀態(tài)信息包括第二當(dāng)前姿態(tài)；
計算偏移量和控制信號，控制單元根據(jù)初始狀態(tài)信息和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)信息計算偏移量；控制單元還產(chǎn)生控制信號；
提供位置信號，并且控制單元將控制信號發(fā)送到驅(qū)動單元，以將要被驅(qū)動的單元旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度。在驅(qū)動單元停止旋轉(zhuǎn)并定位之后，編碼單元生成位置信息。位置信息被發(fā)送到控制單元；
計算并輸出相對角度信息，控制單元根據(jù)初始狀態(tài)信息，旋轉(zhuǎn)狀態(tài)信息和位置信息計算角度信息，并將該角度信息輸出至外部單元；
p>
判斷錄制周期是否完成，如果已完成，請進(jìn)行下一步；如果否，則返回計算第二當(dāng)前姿勢的步驟；和
分析并記錄，基于多個角度信息計算校正值，然后根據(jù)校正值執(zhí)行校正過程。
圖紙說明
圖。圖1是本發(fā)明的自動角度測量裝置的第一實施例的三維示意圖。
圖2是控制單元的示意圖。
圖3是姿態(tài)控制模塊的示意圖。
圖。圖4是本發(fā)明的自動角度測量裝置的第二實施例的立體示意圖。
圖。圖5是本發(fā)明的自動角度測量方法的示意性流程圖。
參考符號的說明
10卡盤
11個連接軸
12個駕駛員座椅
13個驅(qū)動單元
14個編碼單位
15個代碼顯示單位
16個姿態(tài)傳感器
17個控制單元
170個姿勢計算模塊
171姿態(tài)控制模塊
1710命令生成一個循環(huán)
1711位置控制環(huán)
1712速度控制環(huán)
172態(tài)度/狀態(tài)存儲模塊
173角度計算模塊
20卡盤
21個駕駛員座椅
22個驅(qū)動單元
23個編碼單元
24個代碼顯示單元
25個姿態(tài)傳感器
26個控制單元
S1?S8步驟
具體的實現(xiàn)方法
下面借助于具體的具體實施例描述本發(fā)明的實施。從本說明書中公開的內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地理解本發(fā)明的其他優(yōu)點和效果。
請參考圖1，本發(fā)明的自動角度測量裝置的第一實施例，包括夾頭1 0、，連接軸1 1、，驅(qū)動座1 2、，驅(qū)動單元1 3、，編碼單元1 4、，編碼顯示單元1 5、，至少一個姿態(tài)傳感器16和控制單元17。
卡盤10可以與要測試的對象結(jié)合。在該實施例中自動測量設(shè)備，要測試的對象是處理機。
連接軸11聯(lián)接至卡盤10。
驅(qū)動基座12被設(shè)置用于驅(qū)動單元13的安裝。驅(qū)動單元13聯(lián)接到連接軸11。驅(qū)動單元13可以是電動機。
編碼單元14設(shè)置在驅(qū)動單元13的面向驅(qū)動基座12的一端。編碼單元14信號連接至驅(qū)動單元13。
代碼顯示單元15布置在驅(qū)動基座12上。編碼顯示單元15信號連接到編碼單元14。
姿態(tài)傳感器16布置在驅(qū)動基座12上。例如，如果驅(qū)動基座12是圓柱體，則姿態(tài)傳感器16可以布置在驅(qū)動基座12的周緣側(cè)。
控制單元17以信號方式連接編碼單元14和姿態(tài)傳感器16。如圖2所示，控制單元17具有姿勢計算模塊17 0、，姿勢控制模塊17 1、，姿勢/狀態(tài)存儲模塊17 2、和角度計算模塊173。
姿勢計算模塊170信號連接到姿勢傳感器16。姿勢控制模塊171信號連接姿勢/狀態(tài)存儲模塊17 2、驅(qū)動單元1 3、編碼單元14和姿勢計算模塊170.姿勢/狀態(tài)存儲模塊172向編碼單元14和角度計算模塊173發(fā)送信號。
請參考圖。 3供參考。姿勢控制模塊171具有命令生成環(huán)171 0、，位置控制環(huán)1711和速度控制環(huán)1712。命令生成電路1710連接到信號連接位置生成電路1711。信號生成電路1711是信號連接到速度控制電路1712。
請參考圖4，其是本發(fā)明的自動角度測量裝置的第二實施例，其包括卡盤2 0、，驅(qū)動座2 1、，驅(qū)動單元2 2、和驅(qū)動單元2 2、。編碼單元2 3、，編碼顯示單元2 4、，至少一個姿態(tài)傳感器25和控制單元26。
在本實施例中，如上所述地設(shè)置了驅(qū)動基座2 1、驅(qū)動單元2 2、編碼單元2 3、編碼顯示單元2 4、姿態(tài)傳感器25和控制單元26。這是一個實施例，因此在這里我不再重復(fù)，并且先聲明它。
卡盤20具有設(shè)置孔200，并且設(shè)置孔200具有閂鎖槽201。驅(qū)動單元21的一端延伸到設(shè)置孔200中，該端部具有鎖定塊210和鎖定塊210鎖定在鎖定插槽201中。
請參考圖5。圖5是本發(fā)明的自動角度測量方法。這些步驟包括：
S1，設(shè)置初始狀態(tài)。如圖1所示，卡盤10與要測試的對象結(jié)合。驅(qū)動基座12聯(lián)接至卡盤10，并且姿態(tài)傳感器16在驅(qū)動基座12不旋轉(zhuǎn)時感測驅(qū)動基座12的狀態(tài)，并將第一信號發(fā)送至控制單元17，并且控制單元17計算初始狀態(tài)根據(jù)第一信號信息。
進(jìn)一步的解釋，請參考圖2。來自姿態(tài)傳感器16的第一信號被發(fā)送到姿態(tài)計算模塊170，并且姿態(tài)計算模塊170基于第一信號計算初始狀態(tài)信息。初始狀態(tài)信息存儲在姿勢/狀態(tài)存儲模塊172中。初始狀態(tài)信息包括驅(qū)動基座12不旋轉(zhuǎn)時的位置信息和第一當(dāng)前姿勢。
S2，提供一個信號。待測物體開始旋轉(zhuǎn)至預(yù)定角度，該預(yù)定角度可以在1至180度之間，例如1 5、 3 0、 4 5、 6 0、 7 5、 90度。當(dāng)待測物體旋轉(zhuǎn)時自動測量設(shè)備，驅(qū)動基座12與待測物體一起旋轉(zhuǎn)，并且姿態(tài)傳感器16在旋轉(zhuǎn)之后感測驅(qū)動基座12的狀態(tài)，并生成第二信號，該第二信號被發(fā)送至控制單元。 17。
S3，計算第二當(dāng)前姿勢。姿勢計算模塊170根據(jù)第二信號計算一條旋轉(zhuǎn)狀態(tài)信息。在上述預(yù)定角度旋轉(zhuǎn)之后，旋轉(zhuǎn)狀態(tài)信息驅(qū)動驅(qū)動基座12的位置信息和第二當(dāng)前姿態(tài)。旋轉(zhuǎn)狀態(tài)信息存儲在姿勢/狀態(tài)存儲模塊172中。
S4，計算偏移量和控制信號。姿勢計算模塊170根據(jù)S1的初始狀態(tài)信息和S2的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)信息來計算偏移量。
請參考圖。再次3。姿態(tài)控制模塊171的命令生成環(huán)1710根據(jù)初始狀態(tài)信息的第一當(dāng)前狀態(tài)和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)信息的第二當(dāng)前狀態(tài)來生成命令。該命令被發(fā)送到位置控制回路1711以計算控制信號。該控制信號被發(fā)送到速度控制回路，并且該控制信號還包括速度命令。
S5，提供位置信號?？刂茊卧?7將控制信號發(fā)送到驅(qū)動單元13，以使驅(qū)動單元13旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度，并且驅(qū)動單元13根據(jù)該控制信號以特定速度旋轉(zhuǎn)，然后將驅(qū)動基座12轉(zhuǎn)回到驅(qū)動單元13。 S1位置不旋轉(zhuǎn)，即返回初始位置。
在驅(qū)動單元13停止旋轉(zhuǎn)并且完成定位之后，編碼單元14生成位置信息，該位置信息被發(fā)送到控制單元17。代碼顯示單元15顯示位置信息。代碼顯示單元15可以多次顯示位置信息。例如，代碼顯示單元15可以顯示先前的位置信息和當(dāng)前的位置信息，從而知道旋轉(zhuǎn)角度。
S6，計算并輸出相對角度信息。角度計算模塊173基于S1的初始狀態(tài)信息，S3的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)信息和S5的位置信息來計算角度信息，并且角度信息被輸出到外部單元，該外部單元可以是統(tǒng)計和存儲。設(shè)備。
S7，判斷記錄周期是否完成。例如，如果要測量的對象需要完成旋轉(zhuǎn)過程，則旋轉(zhuǎn)過程就是需要將要測量的對象旋轉(zhuǎn)360度，并且需要將360度分為多次旋轉(zhuǎn)。例如，每個旋轉(zhuǎn)是預(yù)定角度，該預(yù)定角度如S2所說。如果完成，請轉(zhuǎn)到步驟S8。如果尚未完成，請轉(zhuǎn)到步驟S3。
S8，分析和記錄。根據(jù)多個角度信息，計算校正值，并且被測對象可以基于該校正值執(zhí)行校正過程。校正值存儲在外部單元中。
結(jié)合本發(fā)明的上述自動角度測量裝置和方法，將本發(fā)明通過夾緊或固定裝置安裝在待測物體上，然后由姿態(tài)傳感器感測并鎖定當(dāng)前姿態(tài)，當(dāng)待測物體旋轉(zhuǎn)后，姿勢傳感器由于姿勢而改變，并且控制單元命令驅(qū)動單元將姿勢傳感器恢復(fù)到原始姿勢，并且在此過程中，編碼單元將位置信息與借助多個位置信息，并且可以與被測物體的旋轉(zhuǎn)角度值進(jìn)行比較和校正。
上面描述的特定實施例僅用于說明本發(fā)明的特征和效果，并不用于限制本發(fā)明的實施范圍。在不脫離本發(fā)明的上述精神和技術(shù)范圍的情況下，可以進(jìn)行任何應(yīng)用。由本發(fā)明公開的內(nèi)容做出的等同改變和修改仍應(yīng)由權(quán)利要求書的范圍覆蓋。
