光学凸轮轴检测仪的数字化改造

　　0引言

　　光学检测仪在应用中由光学分度头分度，光学阿贝头测升程，在精度及效率上均早已不能满足要求。而部分国产及进口凸轮检测仪虽测量速度快，精度高，但造价昂贵。因此在原有的光学检测仪基础上，进行有限的改造使之成为数字化的微机控制的检测仪，就很有经济及实际应用价值。笔者对一台光学检测仪，进行了数字化改造，以Windows为平台，VB编制软件，造价低廉，但是使用效果颇佳。

　　1硬件构成

　　鉴于光学检测仪原有结构为测量台上有两组平行导轨，一组供尾座顶尖滑动以适应长度不同的凸轮轴，另一种供阿贝头移动以便测量不同位置的凸轮。因此为了取得角度以及对应升程数据并根据光学检测仪的结构，采用与分度头同轴，同步旋转的增量式圆形光栅编码器测量角度，与阿贝头同步运动的光栅尺测升程。这就从根本上改变了角度以及升程的观测方式。

　　综合考虑，改造需要的硬件有:①增量式圆形光栅编码器;②光栅尺;③数字显示仪(要求一是具有两路输人，能显示包括角度及线位移。二是输出信号为RS232，可以直接与PC串口);④PC;⑤打印机。

　　根据对精度的需要，可选择不同精度的圆光栅编码器及光栅尺。笔者选用的是国内某光学仪器厂家的产品，因此技术指标及软件编制均以该产品为例进行说明，但就目前此厂家的产品特性而言，也不失一般性。其中，增量式圆形光栅编码器采用的精度为1800条刻线，即每转输出1800个脉冲。光栅尺精度1um，数字显示仪显示角度分辨精度3个角分，显示长度分辨精度fum，且可为圆形编码器及光栅尺供电。并具有RSZ犯接口输出[1]。

　　2软件编制

　　软件采用VB编制，主要包括三个部分:①凸轮标准数据库的建立;②PC与数显表通讯及数据处理;③凸轮检测各项数据指标及曲线的报表打印。

　　2.1凸轮标准数据库的建立

　　采用MicrosoftACess建立凸轮标准数据库，包括新建数据库，查看/修改数据，以及删除型号数据见图1。可以建立两个数据表，保存型号及对应角度间隔，基圆半径，升程数据等。

　　有儿个问题值得注意:①凸轮标准数据的分辨率不同，通常为1度或0.5度，应注意区分;②数据库应包括基圆半径;③对于进气、排气以及偏心轮可以分别建库，以方便检测;④删除型号数据的功能推荐设置管理员密码。

　　2.2通讯及数据处理

　　笔者采用的数字显示仪的通讯模式为8位数据位，1位停止位，无奇偶校验位，通讯速率19200，PC机请求同时接收X轴和Y轴数据(即角度与对应升程数值)的格式为PC机发送FCH命令给数显表。采用通讯端口1，利用VB的Mscomm控件，进行数据采集。VB初始化通讯程序略。