磨床測量臂用渦流探頭架間隙跟蹤系統(tǒng)及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種磨床測量臂用渦流探頭架間隙跟蹤系統(tǒng)，包括裝置：初始化模塊：發(fā)出一個連續(xù)退的信號串給步進電機控制器；再發(fā)出一個連續(xù)前進的信號串給步進電機控制器；再發(fā)一個采樣信號給間隙采樣處理模塊；間隙采樣處理模塊：對間隙測量數(shù)組用一次線性方程的數(shù)學回歸方法，得到磨床測量臂的當前運動狀態(tài)、以及出當前間隙測量值；運動狀態(tài)跟蹤模塊：用設置一個間隙測量值輸入范圍為基準，比較當前間隙測量值發(fā)出三種步進電機控制信號。本發(fā)明還提供了相應的控制方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是縮短了探頭架間隙跟蹤時間，提高了間隙跟蹤的精度，使軋輥渦流檢測的可靠性得到了明顯提升。
【專利說明】磨床測量臂用渦流探頭架間隙跟蹤系統(tǒng)及控制方法

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及軋輥檢測領域，本發(fā)明能夠廣泛應用于有獨立運動測量臂上的探頭架 間隙自動跟蹤系統(tǒng)，具體涉及磨床測量臂用渦流探頭架間隙跟蹤系統(tǒng)及控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前現(xiàn)有技術(shù)中的磨床測量臂用渦流探頭架間隙跟蹤系統(tǒng)控制方法中，如何獲得 正確的控制數(shù)據(jù)是控制的關鍵。一般采用兩次間隙采樣差值法來確定運動方向、最后間隙 采樣值來確定當前位置。當機械系統(tǒng)在運行過程中有振動時，會造成運動方向不確定和當 前位置不準確。要實現(xiàn)運動方向的確定和當前位置測量，就必須安排間隙采樣周期與步進 電機運動周期互斥，對間隙采樣信號進行回歸處理、線性求解等一系列策略。
[0003] 渦流檢測軋輥表面裂紋深度是一種比較靈敏和有效的檢測方法。但渦流檢測方法 存在提離效應，使相同深度缺陷在不同探頭與軋輥間隙距離的檢測輸出信號幅度有很大的 變化，造成裂紋深度判斷不準確。所以必須有一個間隙跟蹤系統(tǒng)配合，才能保證檢測裂紋深 度的準確性。
[0004] 經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)檢索，發(fā)現(xiàn)如下相關文獻：
[0005] 申請?zhí)枮镃N200920075988. 2、名稱為"間隙自動跟蹤電磁制動器"的中國專利文 獻。該實用新型涉及一種電磁制動器，提供了一種間隙自動跟蹤電磁制動器，包括固定桿、 固定制動板、摩擦組件、銜鐵、電磁鐵、制動主彈簧、調(diào)整套、后蓋板、聯(lián)軸構(gòu)件和止退器。摩 擦組件設置在固定制動板一則，套在聯(lián)軸構(gòu)件上，銜鐵設置在摩擦組件的另一側(cè)，電磁鐵設 置在銜鐵另一側(cè)，后蓋板設置在電磁鐵另一側(cè)，止退器設置在銜鐵和電磁鐵之間的邊緣上， 固定桿穿過后蓋板邊緣、止退器、銜鐵和固定制動板，構(gòu)成籠形框架，后蓋板設有內(nèi)螺紋孔， 調(diào)整套旋在后蓋板內(nèi)螺紋孔中，制動主彈簧的一端與銜鐵相抵，另一端塞在調(diào)整套中。
[0006] 技術(shù)要點比較：
[0007] (1)運動部分：該專利提供了一種電磁鐵間隙自動跟蹤結(jié)構(gòu)，本發(fā)明采用的是步進 電機控制結(jié)構(gòu)。
[0008] (2)控制部分：該專利的間隙保證采用調(diào)節(jié)壓簧方法實現(xiàn)，本發(fā)明采用的是渦流距 離檢測程序控制方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，為了解決被檢對象軋輥的特殊性怕表面產(chǎn)生接觸痕影響 使用，間隙跟蹤系統(tǒng)不能用接觸方式進行間隙跟蹤的問題，需要設計由間隙采樣、間隙機械 運動機構(gòu)、電動執(zhí)行控制等組成的間隙跟蹤系統(tǒng)來實現(xiàn)。為了解決測量臂的運動控制系統(tǒng) 與渦流探頭架間隙跟蹤系統(tǒng)沒有信號交流問題，需要設計渦流探頭架間隙跟蹤系統(tǒng)有初始 化、間隙采樣、跟蹤執(zhí)行等功能。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種磨床測量臂用渦流探頭架間隙跟蹤系統(tǒng)，包括 如下裝置：
[0011] 初始化模塊：初始化模塊在上電時，清空所有程序內(nèi)寄存器和數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)容，讀 取外部數(shù)據(jù)存儲器的指定數(shù)據(jù)寫入程序內(nèi)對應寄存器，并發(fā)出一個連續(xù)退的信號串給步進 電機控制器；若初始化模塊收到最后極限位觸點信號，則表示機械后退動作正常，否則，顯 示機械后退故障；初始化模塊再發(fā)出一個連續(xù)前進的信號串給步進電機控制器，若初始化 模塊收到最前極限位觸點信號則表示機械前進動作正常，否則顯示機械前進故障；然后初 始化模塊停止發(fā)前進的信號，再發(fā)一個采樣信號給間隙采樣處理模塊；采樣信號結(jié)束后，初 始化模塊退出工作；
[0012] 間隙采樣處理模塊：間隙采樣處理模塊在接收到來自初始化模塊發(fā)出的采樣信號 后，讀取一組包含采樣信號段內(nèi)的間隙測量值的間隙測量數(shù)組；應用一次線性方程中斜率 K的土表示運動方向，K的大小表示運動速度，截距b表示方程在直角坐標系中的垂直位置 的關系，對間隙測量數(shù)組用一次線性方程的數(shù)學回歸方法，得到磨床測量臂的當前運動狀 態(tài)、以及出當前間隙測量值；
[0013] 運動狀態(tài)跟蹤模塊：運動狀態(tài)跟蹤模塊的開始狀態(tài)為判斷當前間隙測量值狀態(tài)， 運動狀態(tài)跟蹤模塊的工作方式是用設置一個間隙測量值輸入范圍為基準，比較當前間隙測 量值發(fā)出三種步進電機控制信號：
[0014] 若當前間隙測量值大于間隙測量值輸入范圍的上限，則發(fā)出一個根據(jù)相鄰間隙測 量值的差值大小，以當前運動狀態(tài)為比例，取整的前進步長信號串給步進電機控制器；在步 進電機控制信號結(jié)束后，再發(fā)一個采樣信號給間隙采樣處理模塊；
[0015] 若當前間隙測量值小于間隙測量值輸入范圍的下限，則發(fā)出一個根據(jù)相鄰間隙測 量值的差值大小，以當前運動狀態(tài)為比例，取整的后退步長信號串給步進電機控制器；在步 進電機控制信號結(jié)束后，再發(fā)一個采樣信號給間隙采樣處理模塊；
[0016] 若當前間隙測量值在間隙測量值輸入范圍內(nèi)，則等待一段時間，發(fā)一個采樣信號 給間隙采樣處理模塊。
[0017] 優(yōu)選地，還包括人機對話模塊，人機對話模塊的工作方式是通過人工手動操作的 方式檢查或修改各寄存器的具體數(shù)據(jù)，并把修改后的數(shù)據(jù)寫入程序寄存器內(nèi)；在沒有輸入 操作時，顯示位置數(shù)據(jù)設定值、當前位置數(shù)據(jù)J。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供一種磨床測量臂用渦流探頭架間隙跟蹤控制方 法，包括如下步驟：
[0019] 步驟1，建立初始化模塊：初始化模塊在上電時，清空所有程序內(nèi)寄存器和數(shù)據(jù)存 儲器內(nèi)容，讀取外部數(shù)據(jù)存儲器的指定數(shù)據(jù)寫入程序內(nèi)對應寄存器，并發(fā)出一個連續(xù)退的 信號串給步進電機控制器；若初始化模塊收到最后極限位觸點信號，則表示機械后退動作 正常，否則，顯示機械后退故障；初始化模塊再發(fā)出一個連續(xù)前進的信號串給步進電機控制 器，若初始化模塊收到最前極限位觸點信號則表示機械前進動作正常，否則顯示機械前進 故障；然后初始化模塊停止發(fā)前進的信號，再發(fā)一個采樣信號給間隙采樣處理模塊；采樣 信號結(jié)束后，初始化模塊退出工作；
[0020] 步驟2,建立間隙采樣處理模塊：間隙采樣處理模塊在接收到來自初始化模塊發(fā) 出的采樣信號后，讀取一組包含采樣信號段內(nèi)的間隙測量值的間隙測量數(shù)組；應用一次線 性方程中斜率K的土表示運動方向，K的大小表示運動速度，截距b表示方程在直角坐標 系中的垂直位置的關系，對間隙測量數(shù)組用一次線性方程的數(shù)學回歸方法，得到磨床測量 臂的當前運動狀態(tài)、以及出當前間隙測量值；
[0021] 步驟3,建立運動狀態(tài)跟蹤模塊：運動狀態(tài)跟蹤模塊的開始狀態(tài)為判斷當前間隙 測量值狀態(tài)，運動狀態(tài)跟蹤模塊的工作方式是用設置一個間隙測量值輸入范圍為基準，t匕 較當前間隙測量值發(fā)出三種步進電機控制信號：
[0022] 若當前間隙測量值大于間隙測量值輸入范圍的上限，則發(fā)出一個根據(jù)相鄰間隙測 量值的差值大小，以當前運動狀態(tài)為比例，取整的前進步長信號串給步進電機控制器；在步 進電機控制信號結(jié)束后，再發(fā)一個采樣信號給間隙采樣處理模塊；
[0023] 若當前間隙測量值小于間隙測量值輸入范圍的下限，則發(fā)出一個根據(jù)相鄰間隙測 量值的差值大小，以當前運動狀態(tài)為比例，取整的后退步長信號串給步進電機控制器；在步 進電機控制信號結(jié)束后，再發(fā)一個采樣信號給間隙采樣處理模塊；
[0024] 若當前間隙測量值在間隙測量值輸入范圍內(nèi)，則等待一段時間，發(fā)一個采樣信號 給間隙采樣處理模塊。
[0025] 優(yōu)選地，還包括如下步驟：
[0026] 步驟4,建立人機對話模塊，人機對話模塊的工作方式是通過人工手動操作的方式 檢查或修改各寄存器的具體數(shù)據(jù)，并把修改后的數(shù)據(jù)寫入程序寄存器內(nèi)；在沒有輸入操作 時，顯示位置數(shù)據(jù)設定值、當前位置數(shù)據(jù)J。
[0027] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是縮短了探頭架 間隙跟蹤時間，提高了間隙跟蹤的精度，使軋輥渦流檢測的可靠性得到了明顯提升。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點將會變得更明顯：
[0029] 圖1為磨床測量臂用渦流探頭架間隙跟蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖中的虛線三角形 是依靠測量臂與探頭跟蹤架的轉(zhuǎn)動連接副為頂點、測量臂上的探頭跟蹤架角動支點為左支 點、傳動齒輪與螺桿傳動桿的交點為右支點構(gòu)成水平邊長度可變?nèi)切?。探頭架間隙進退 跟蹤的機械運動是依靠調(diào)整水平邊長度的方法達到；
[0030] 圖2為磨床測量臂用渦流探頭架間隙跟蹤系統(tǒng)控制方法中的步驟1初始化模塊邏 輯示意圖；
[0031] 圖3為磨床測量臂用渦流探頭架間隙跟蹤系統(tǒng)控制方法中步驟2間隙采樣處理模 塊邏輯示意圖；
[0032] 圖4為磨床測量臂用渦流探頭架間隙跟蹤系統(tǒng)控制方法中的步驟3步進電機控制 模塊邏輯示意圖；
[0033] 圖5為磨床測量臂用渦流探頭架間隙跟蹤系統(tǒng)控制方法中步驟4人機對話操作模 塊邏輯示意圖。
[0034] 圖中：
[0035] 1為測量臂及探頭跟蹤架轉(zhuǎn)軸固定座；
[0036] 2為探頭跟蹤架；
[0037] 3為接近位置線性電壓輸出傳感器；
[0038] 4為帶動力齒輪跟蹤執(zhí)行步進電機；
[0039] 5為中心為螺母結(jié)構(gòu)的傳動齒輪；
[0040] 6為前后運動螺桿傳動桿；
[0041] 7為后退極限位Hx信號開關；
[0042] 8為前進極限位Qx信號開關；
[0043] 9為探頭跟蹤架角動支點；
[0044] 10為測量臂與探頭跟蹤架轉(zhuǎn)動連接副；
[0045] 11為軋輥。

【具體實施方式】
[0046] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術(shù) 人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明 的保護范圍。
[0047] 根據(jù)本發(fā)明提供的磨床測量臂用渦流探頭架間隙跟蹤控制系統(tǒng)的控制方法包括 如下步驟：
[0048]步驟1:設定一個初始化模塊，該初始化模塊在上電時，清空程序內(nèi)所有寄存器和 數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)容，讀外部數(shù)據(jù)存儲器的指定數(shù)據(jù)寫入程序內(nèi)對應寄存器，發(fā)出一個連續(xù)退 的信號串給步進電機控制器，當收到最后極限位觸點信號時表示機械后退動作正常（反之 顯示機械后退故障）；再發(fā)出一個連續(xù)前進的信號串給步進電機控制器，當收到最前極限位 觸點信號時表示機械前進動作正常（反之顯示機械前進故障）；停止發(fā)前進的信號，再發(fā)一 個采樣信號給間隙采樣模塊。這樣做的目的是保證采樣周期內(nèi)步進電機不運動，做到采樣 不受運動干擾。采樣信號結(jié)束后，該初始化模塊退出工作。
[0049] 初始化模塊的邏輯見圖2,該圖描述了一個程序寄存器初始化和賦值、機械檢查、 開關檢查、機械停在最前位置的邏輯過程。
[0050] 步驟2:設定一個間隙采樣處理模塊，該間隙采樣處理模塊在接到采樣信號時，讀 取一組采樣信號段內(nèi)的間隙測量值。當采樣信號存儲器第二個數(shù)據(jù)不為零時，表示采樣正 在進行可對數(shù)據(jù)進行處理。根據(jù)磨床測量臂運動的數(shù)據(jù)特點分析運動狀態(tài)，在運動時相鄰 兩個數(shù)據(jù)總是存在一個差值，差值Vmn為正表示測量臂運動接近軋輥、差值Vmn為負表示 測量臂運動離開軋輥，在運動停止時相鄰兩個數(shù)據(jù)的差值接近零。由于采樣過程中存在磨 床測量臂運動時抖動、電磁干擾等原因造成采樣數(shù)據(jù)失真，用一般相鄰兩個數(shù)據(jù)的處理方 法存在判斷不準確。為了獲得正確的測量數(shù)據(jù)，我們根據(jù)數(shù)據(jù)特點其在一段短時間范圍內(nèi) 成線性關系，采用一次線性方程的數(shù)學回歸統(tǒng)計方法，可獲得一次線性方程的斜率（K)和截 距（b)。應用一次線性方程中斜率（K)的土表示運動方向、大小表示運動速度、截距（b)表 示方程在直角坐標系中的垂直位置的關系，對間隙測量數(shù)組用一次線性方程的數(shù)學回歸方 法，統(tǒng)計計算出測量信號時間段內(nèi)的斜率（K)來判斷磨床測量臂的運動狀態(tài)，用截距（b)得 到方程代入最后測量序列號用求解方程方法得到當前間隙測量值。最后輸出當前運動狀態(tài) 信號（Z)和當前間隙測量值（J)信息，步驟2回到采樣信號判斷狀態(tài)。
[0051] 間隙采樣處理模塊的邏輯見圖3,該圖描述了從采樣信號判斷狀態(tài)到有采樣信號 (C=l)開始采樣到無采樣信號（C=0)結(jié)束采樣以及怎樣用一次線性方程的數(shù)學回歸方法處 理采樣數(shù)據(jù)，輸出當前運動狀態(tài)信號（Z)和當前間隙測量值（J)信息，回到判斷采樣信號狀 態(tài)的過程。
[0052] 步驟3 :設立一個運動狀態(tài)跟蹤模塊，初始狀態(tài)為判斷當前間隙測量值狀態(tài)，該運 動狀態(tài)跟蹤模塊的工作方式是用設置一個間隙測量值輸入范圍為基準，比較當前間隙測量 值發(fā)出三種步進電機控制信號：
[0053] 當當前間隙測量值大于間隙測量值輸入范圍的上限時，發(fā)出一個根據(jù)差值大小， 以當前運動狀態(tài)為比例，取整的前進步長信號串給步進電機控制器。在步進電機控制信號 結(jié)束后，再發(fā)一個采樣信號給間隙采樣模塊。這樣做的目的是保證采樣周期內(nèi)步進電機不 運動，做到采樣不受運動干擾。采樣信號結(jié)束后，清空步驟3內(nèi)寄存器并重新賦值，該運動 狀態(tài)跟蹤模塊回到步驟3的判斷當前間隙測量值狀態(tài)。
[0054] 當當前間隙測量值小于間隙測量值輸入范圍的下限時，發(fā)出一個根據(jù)差值大小， 以當前運動狀態(tài)為比例，取整的后退步長信號串給步進電機控制器。在步進電機控制信號 結(jié)束后，再發(fā)一個采樣信號給間隙采樣模塊。這樣做的目的是保證采樣周期內(nèi)步進電機不 運動，做到采樣不受運動干擾。采樣信號結(jié)束后，清空步驟3內(nèi)寄存器并重新賦值，該運動 狀態(tài)跟蹤模塊回到步驟3的判斷當前間隙測量值狀態(tài)。
[0055] 當當前間隙測量值在間隙測量值輸入范圍內(nèi)時，不發(fā)任何信號串給步進電機控制 器，等待一段時間，再發(fā)一個采樣信號給間隙采樣模塊。這樣做的目的是保證采樣周期內(nèi)步 進電機不運動，做到采樣不受運動干擾。采樣信號結(jié)束后，清空步驟3內(nèi)寄存器并重新賦 值，該運動狀態(tài)跟蹤模塊回到步驟3的判斷當前間隙測量值狀態(tài)。
[0056] 步進電機控制模塊邏輯見圖4,該圖描述了步進電機控制模塊在收到測量結(jié)果后 的判斷方式和對應四種類型測量結(jié)果不同的處理過程。
[0057] 步驟4:設立一個人機對話(手動輸入和狀態(tài)顯示)模塊，該人機對話模塊的工作方 式是通過人工手動操作的方式檢查或修改各寄存器的具體數(shù)據(jù)，并把修改后的數(shù)據(jù)寫入程 序寄存器內(nèi)；在沒有輸入操作時，顯示位置數(shù)據(jù)設定值、當前位置數(shù)據(jù)（J)。
[0058] 人機對話模塊邏輯見圖5,該圖描述了跟蹤控制系統(tǒng)的顯示和操作需要完成的步 驟。
[0059] 下面對各個模塊的功能做進一步的具體描述。
[0060] 步驟1:設計初始化模塊
[0061] 初始化模塊的輸入、輸出由以下部分組成：
[0062] a、信號輸入部分，有四個，第一個是系統(tǒng)上電延遲信號Y(來自底板)、第二個是前 進機械極限位觸點信號Qx、第三個是后退機械極限位觸點信號Hx、第四個是由人工輸入的 米樣信號定時值D;
[0063] b、信號輸出部分，有四個，第一個是步進電機連續(xù)后退的信號Bt、第二個是步進電 機連續(xù)前進的信號Bj、第三個是采樣信號C、第四個是自檢未通過信息；
[0064] 該初始化模塊的具體工作步驟：
[0065] ①模塊的入口從收到上電延遲信號開始，利用系統(tǒng)電路板上的上電延遲信號啟 動，清空程序內(nèi)所有寄存器和數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)容，讀外部數(shù)據(jù)存儲器的指定數(shù)據(jù)寫入程序內(nèi) 對應寄存器，發(fā)出一個定步長(保證到達機械后極限位）的連續(xù)后退的信號串給步進電機控 制器，使步進電機帶動機械機構(gòu)向后運動；
[0066] ②當收到后退機械極限位觸點信號Hx時(此時渦流探頭架在最后機械極限位)，發(fā) 出一個定步長(保證到達機械前極限位）的連續(xù)前進的信號串給步進電機控制器，使步進電 機帶動機械機構(gòu)向前運動；
[0067] ③當收到前進機械極限位觸點信號Qx時(此時渦流探頭架在最前機械極限位）表 示完成機械動作測試工作狀態(tài)正常；
[0068] ④當收不到后退機械極限位觸點信號Hx，或收不到前進機械極限位觸點信號Qx 時，發(fā)出機械故障信息等待人工檢查處理；
[0069] ⑤當通過機械測試后，發(fā)出一個由可設置采樣信號定時器產(chǎn)生的采樣信號C給間 隙采樣模塊，步驟1退出工作。
[0070]步驟2:設計間隙采樣處理模塊
[0071] 間隙采樣模塊的輸入、輸出由以下部分組成：
[0072]a、信號輸入部分，有三個，第一個是采樣信號C、第二個是接近位置線性電壓輸出 傳感器輸出的線性電壓Vx、第三個是人為比較門檻設置值B;
[0073]b、信號輸出部分，有二個，一個是當前運動狀態(tài)信號Z、另一個是當前間隙測量值 J；
[0074] 該間隙采樣處理模塊的具體工作步驟：
[0075] ①采樣時機的安排設計：
[0076] 因為，接近位置線性電壓輸出傳感器的輸出與測量臂運動和間隙跟蹤運動有關；
[0077] 所以，為正確區(qū)分測量臂的運動狀態(tài)，必須是某個運動不參與才能區(qū)分；
[0078] 因為，我們只能控制間隙跟蹤運動；
[0079] 所以，采用采樣時間內(nèi)停止間隙跟蹤運動，來防止間隙跟蹤運動干擾傳感器輸出。 具體措施是設計控制程序時，把采樣信號周期與間隙跟蹤信號周期設計成互斥關系。即步 驟1、步驟3在發(fā)采樣信號C=1時，步進電機已經(jīng)結(jié)束運動；
[0080] ②步驟2開始信息處理：判斷采樣信號C，當采樣信號C為（1)時，清除運動狀態(tài)數(shù) 據(jù)寄存器中運動狀態(tài)信號Z和原來間隙測量值J。
[0081] ③間隙測量數(shù)據(jù)的采集：
[0082] 在采樣信號C為（1)的周期內(nèi)，通過接近位置線性電壓輸出傳感器感應軋輥距離 產(chǎn)生線性電壓輸出，用A/D卡或板上A/D按采樣頻率采集一組當前測得線性電壓轉(zhuǎn)換成數(shù) 字系統(tǒng)可識別的一組(采樣點序列、數(shù)字間隙測量值）組成的數(shù)組，并將該數(shù)組存入數(shù)據(jù)存 儲器。
[0083]采樣點序列M4、M2、M3、M4、M5、M6、、]^。
[0084]測量值序列VA、V2、V3、V4、V5、V6、、Vm。
[0085] ④采樣數(shù)據(jù)的處理起止條件：
[0086] 當采樣點序列M為2時，表示采樣正在進行可以對采樣數(shù)據(jù)進行分析處理；
[0087] 當采樣點序列M為0時，表示采樣結(jié)束，可以停止對采樣數(shù)據(jù)分析處理；
[0088] ⑤采樣數(shù)據(jù)的回歸分析處理：
[0089] 因為，M值的測量具有離散性，根據(jù)測量臂的運動和接近位置線性電壓輸出傳感器 的輸出關系，在一定范圍內(nèi)變化不可能輸出大范圍跳變信號的特點；
[0090] 所以，可用判斷方法去除數(shù)組內(nèi)的極大、極小間隙測量干擾值；
[0091] 因為，根據(jù)測量臂的運動在短時間內(nèi)是線性變化關系；
[0092] 所以，有V=kM+b因為，有m>n

【權(quán)利要求】
1. 一種磨床測量臂用渦流探頭架間隙跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，包括如下裝置： 初始化模塊：初始化模塊在上電時，清空所有程序內(nèi)寄存器和數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)容，讀取外 部數(shù)據(jù)存儲器的指定數(shù)據(jù)寫入程序內(nèi)對應寄存器，并發(fā)出一個連續(xù)退的信號串給步進電機 控制器；若初始化模塊收到最后極限位觸點信號，則表示機械后退動作正常，否則，顯示機 械后退故障；初始化模塊再發(fā)出一個連續(xù)前進的信號串給步進電機控制器，若初始化模塊 收到最前極限位觸點信號則表示機械前進動作正常，否則顯示機械前進故障；然后初始化 模塊停止發(fā)前進的信號，再發(fā)一個采樣信號給間隙采樣處理模塊；采樣信號結(jié)束后，初始化 模塊退出工作； 間隙采樣處理模塊：間隙采樣處理模塊在接收到來自初始化模塊發(fā)出的采樣信號后， 讀取一組包含采樣信號段內(nèi)的間隙測量值的間隙測量數(shù)組；應用一次線性方程中斜率K的 土表示運動方向，K的大小表示運動速度，截距b表示方程在直角坐標系中的垂直位置的關 系，對間隙測量數(shù)組用一次線性方程的數(shù)學回歸方法，得到磨床測量臂的當前運動狀態(tài)、以 及出當前間隙測量值； 運動狀態(tài)跟蹤模塊：運動狀態(tài)跟蹤模塊的開始狀態(tài)為判斷當前間隙測量值狀態(tài)，運動 狀態(tài)跟蹤模塊的工作方式是用設置一個間隙測量值輸入范圍為基準，比較當前間隙測量值 發(fā)出三種步進電機控制信號： 若當前間隙測量值大于間隙測量值輸入范圍的上限，則發(fā)出一個根據(jù)相鄰間隙測量值 的差值大小，以當前運動狀態(tài)為比例，取整的前進步長信號串給步進電機控制器；在步進電 機控制信號結(jié)束后，再發(fā)一個采樣信號給間隙采樣處理模塊； 若當前間隙測量值小于間隙測量值輸入范圍的下限，則發(fā)出一個根據(jù)相鄰間隙測量值 的差值大小，以當前運動狀態(tài)為比例，取整的后退步長信號串給步進電機控制器；在步進電 機控制信號結(jié)束后，再發(fā)一個采樣信號給間隙采樣處理模塊； 若當前間隙測量值在間隙測量值輸入范圍內(nèi)，則等待一段時間，發(fā)一個采樣信號給間 隙米樣處理模塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨床測量臂用渦流探頭架間隙跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，還包 括人機對話模塊，人機對話模塊的工作方式是通過人工手動操作的方式檢查或修改各寄存 器的具體數(shù)據(jù)，并把修改后的數(shù)據(jù)寫入程序寄存器內(nèi)；在沒有輸入操作時，顯示位置數(shù)據(jù)設 定值、當前位置數(shù)據(jù)J。
3. -種磨床測量臂用渦流探頭架間隙跟蹤控制方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟1，建立初始化模塊：初始化模塊在上電時，清空所有程序內(nèi)寄存器和數(shù)據(jù)存儲器 內(nèi)容，讀取外部數(shù)據(jù)存儲器的指定數(shù)據(jù)寫入程序內(nèi)對應寄存器，并發(fā)出一個連續(xù)退的信號 串給步進電機控制器；若初始化模塊收到最后極限位觸點信號，則表示機械后退動作正常， 否則，顯示機械后退故障；初始化模塊再發(fā)出一個連續(xù)前進的信號串給步進電機控制器，若 初始化模塊收到最前極限位觸點信號則表示機械前進動作正常，否則顯示機械前進故障； 然后初始化模塊停止發(fā)前進的信號，再發(fā)一個采樣信號給間隙采樣處理模塊；采樣信號結(jié) 束后，初始化模塊退出工作； 步驟2,建立間隙采樣處理模塊：間隙采樣處理模塊在接收到來自初始化模塊發(fā)出的 采樣信號后，讀取一組包含采樣信號段內(nèi)的間隙測量值的間隙測量數(shù)組；應用一次線性方 程中斜率K的土表示運動方向，K的大小表示運動速度，截距b表示方程在直角坐標系中 的垂直位置的關系，對間隙測量數(shù)組用一次線性方程的數(shù)學回歸方法，得到磨床測量臂的 當前運動狀態(tài)、以及出當前間隙測量值； 步驟3,建立運動狀態(tài)跟蹤模塊：運動狀態(tài)跟蹤模塊的開始狀態(tài)為判斷當前間隙測量 值狀態(tài)，運動狀態(tài)跟蹤模塊的工作方式是用設置一個間隙測量值輸入范圍為基準，比較當 前間隙測量值發(fā)出三種步進電機控制信號： 若當前間隙測量值大于間隙測量值輸入范圍的上限，則發(fā)出一個根據(jù)相鄰間隙測量值 的差值大小，以當前運動狀態(tài)為比例，取整的前進步長信號串給步進電機控制器；在步進電 機控制信號結(jié)束后，再發(fā)一個采樣信號給間隙采樣處理模塊； 若當前間隙測量值小于間隙測量值輸入范圍的下限，則發(fā)出一個根據(jù)相鄰間隙測量值 的差值大小，以當前運動狀態(tài)為比例，取整的后退步長信號串給步進電機控制器；在步進電 機控制信號結(jié)束后，再發(fā)一個采樣信號給間隙采樣處理模塊； 若當前間隙測量值在間隙測量值輸入范圍內(nèi)，則等待一段時間，發(fā)一個采樣信號給間 隙米樣處理模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磨床測量臂用渦流探頭架間隙跟蹤控制方法，其特征在于， 還包括如下步驟： 步驟4,建立人機對話模塊，人機對話模塊的工作方式是通過人工手動操作的方式檢查 或修改各寄存器的具體數(shù)據(jù)，并把修改后的數(shù)據(jù)寫入程序寄存器內(nèi)；在沒有輸入操作時，顯 示位置數(shù)據(jù)設定值、當前位置數(shù)據(jù)J。
【文檔編號】G01N27/90GK104458900SQ201310471632
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】楊嘉凱, 金根順, 李瑞忠 申請人:上海寶信軟件股份有限公司