1. 系統(tǒng)要求

1) 設(shè)計一檢測系統(tǒng)，它能控制檢測頭沿著物體表面0.5mm的距離運動，并且在運動同時時刻保證檢測頭垂直于物體表面。

2) 系統(tǒng)可控制兩個直線軸（X  Z1）和一個回轉(zhuǎn)軸（B），其中兩個直線軸（X  Z1）和回轉(zhuǎn)軸（B）可以聯(lián)動，回轉(zhuǎn)軸（B）的方向保持與X Z1運行軌跡的法線保持一致。為了增加檢測速度，再增加一Z2軸檢測工件的直線部分。

3) 可通過手動、自動方式對4個軸進(jìn)行控制。

4) 提供10個零件的運行軌跡，各零件的工作起始點可以通過手動方式確定。

5) 可通過觸摸屏進(jìn)行手動操作。

2. 硬件構(gòu)成

檢測頭是針形結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)軸通過減速器控制檢測頭旋轉(zhuǎn)。二維十字平臺控制旋轉(zhuǎn)軸的平面運動。被檢測物體固定以后，運動控制器要根據(jù)其外形控制檢測頭沿物體表面運動。

主要硬件構(gòu)成：

1) 二維十字平臺(Z1 Z2)，單維平臺(Z2)

2) 行星減速器，用在旋轉(zhuǎn)軸

3) 松下A4伺服電機(jī)4套

4) Trio MC206運動控制卡

5) 斯美特觸摸屏

6) 行程開關(guān)等

3. 編程說明

檢測頭運動規(guī)劃如圖所示：

一共有十種工件，每一種工件的尺寸都是預(yù)先知道的。而且可以看出工件外形都是由直線和圓弧組成。所以檢測頭沒走一個線段都要經(jīng)過兩個步驟，第一步走到線段的起始點，并調(diào)整檢測頭垂直于起始點的切線方向；第二步，分兩種情況：1，如果線段是直線，則直接控制二維十字平臺走直線插補，旋轉(zhuǎn)軸沒有運動；2.如果是圓弧，需要走3軸插補，控制十字平臺逆時針走大圓弧，同時旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一定的角度，保證檢測頭垂直于曲面。

特殊處理：個線段之間如出現(xiàn)奇點，由于法線方向跳變，需要調(diào)整檢測頭，才能繼續(xù)檢測。

觸摸屏通過MODBUS總線和MC206通訊，Trio MC206x 運動控制器內(nèi)置實時多任務(wù)嵌入式操作系統(tǒng)，使206可以同時運行多個程序，等級高的程序優(yōu)先執(zhí)行。MC206x用一個進(jìn)程做鍵盤響應(yīng)和參數(shù)修改，這樣觸摸屏就可以控制MC206x了。

檢測過程中不能被其他事件打斷，所以檢測運動控制部分單獨用一個高級進(jìn)程來執(zhí)行。

檢測過程中MC206x的輸入口用來接收結(jié)果信號，合格與否用輸出口控制指示燈點亮，同時做好工件統(tǒng)計，顯示在觸摸屏上。

Trio編程畫面

觸摸屏畫面

4. 總結(jié)

最終效果非常理想，2s內(nèi)可以快速檢測完一個元件，檢測頭距離物體保持在0.5mm，檢測儀器輸出穩(wěn)定。