影像测量仪工作台的数字化改造

　　1 概述

　　随着工业领域对测量要求不断提高，传统的测量不能很好满足实时、高精度的需要。基于CCD的影像测量技术具有非接触、实施较为简易等优点，正成为一种提高生产率和保证产品质量的重要技术，具有广阔的应用前景。本文提出的对手摇式影像测量仪运动平台进行数字化改造的方案为提高产品尺寸质量检测的高效性和准确性奠定了基础。

　　2 影像测量仪数字化改造的意义

　　影像测量仪是依托于计算机屏幕测量技术和强大的空间几何运算软件而存在，传统的手摇式影像测量仪在进行测量时，需要人工逐一手摇走位，工作效率低;另外在寻找目标点完成测量移位的过程中，由于依靠手动力的操作，移动平台的主副导轨间会产生一定的偏移，这将影响测量精度，具体分析数字化影像测量仪具有以下优点:

　　(1)数字化技术可以实现快速准确定位

　　手摇式影像测量仪在手摇时需注意均匀且轻而慢、不能回旋;数字化则不同，它建立在微米级精确数控的硬件基础上，将各种功能彻底集成，只需用鼠标就能完成工作台的移动和工件测量。

　　(2)数字化技术可以实现实时修正误差

　　手摇影像测量仪在寻找目标点完成测量移位的过程中，由于依靠手动力的操作，移动平台的主副导轨间会产生一定的偏移，不断的来回运动还会产生回程间隙，这将直接影响测量精度。数字化控制系统具有伺服反馈和PID控制功能，从而减少了这些误差，提高了运动的平稳性和测量精度。

　　(3)数字化技术能进行CNC快速测量

　　数字化影像测量仪可以通过预先设置坐标数据，由仪器自动走向一个一个的目标点，完成各种测量操作，从而节省人力，提高效率。因此本文提出的将手摇式影像测量仪运动平台进行数字化改造的方案为实现影像测量仪的高度智能化与自动化做了一些有益的探索。

3 影像测量仪数字化改造方案

　　3.1 伺服控制系统硬件组成

　　对运动平台实现准确位置控制，可以采用的控制系统包括:

　　(1)步进电机拖动的开环系统;

　　(2)异步电动机或直流电机拖动，光栅测量反馈的闭环数控系统;

　　(3)交/直流伺服电机拖动，编码器反馈的半闭环数控系统。

　　在本系统中，考虑到仪器较高的设计精度要求，采用闭环数控系统是必要的。因此可以在精度和成本都允许的情况下选用光栅测量反馈的闭环数控系统。

　　典型的基于PC和运动控制卡的控制系统如图1所示:安装于主机扩展槽上的运动控制卡，通过与电机驱动器以及光栅尺或编码器之间的数据交换来实现控制命令的发布和运动信号的反馈，从而对电机系统实现精确的位置伺服控制。