专利名称：测高仪及其数据交换方法
技术领域：
本发明涉及一种测高仪及其数据交换方法，特别涉及一种光电测高仪及其数据交换方法
背景技术：
高度测量在生产生活中诸多场所有着广泛的应用。在生产现场，工件的高度测量是保证 工件合格与否的重要质量指标。通常地，人们使用游标卡尺、千分尺等仪器测量工件的高度 ，可以达到O. 001mm的精度要求。传统的机械测量工具依靠人工测量并分辨仪器上刻度来得 出测量结果，不但耗时耗力，测量的准确性也存在较大的提升空间。
使用电子游标卡尺、电子千分尺等设备进行高度测量可以满足准确度的要求，进行测量 后，测量结果会在电子显示屏上直观地显示出来。由于无需人工利用肉眼来分辨刻度，因而 测量的准确度大为提高。
自动化的生产对于产品的检验速度提出越来越高的要求，同时，对于产品质量的控制也 更加严格，为此，必须使得产品的质量检验结果与自动化生产相关联，从而可以随时根据产 品的测量结果修正加工参数。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可以自动进行数据交换的测高仪。 此外，还有必要提供一种相应的测高仪的数据交换方法。 一种测高仪，包括
测量模块，用于与待测量物体对准，并得出高度值； 修正模块，用于输入对所述高度值进行修正的修正数据；
数据处理模块，用于根据所述修正数据对所述高度值进行修正，以得到所述待测量物体 的绝对高度值；及
通信模块，用于将所述绝对高度值送出。 一种测高仪的数据交换方法，包括
与待测量物体相对准，并利用光电感应的方法得出高度值； 接收修正数据；
根据所述修正数据对所述高度值进行修正，以得出所述待测量物体的绝对高度值；将所述绝对高度值送出。
利用上述测高仪及其数据交换方法，所测得的高度值可以经进一步修正后送出到加工控 制系统，以供加工控制系统在加工过程中根据产品的质量状况实时调整加工参数，可以大幅 提高产品的质量和加工自动化控制水平。
图l为本发明测高仪的较佳实施方式的结构框图。
图2为图1所示的测高仪的测量模块的结构示意图。
图3为图1所示的测高仪的数据处理模块的结构框图。
图4为图1所示的测高仪的通信模块的结构框图。
图5为一种RS-232-C串行数据接口的引脚结构示意图。
图6为本发明测高仪的数据交换方法的较佳实施方式的流程图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明测高仪的较佳实施方式包括测量模块12、修正模块14、数据处理模 块16、显示模块18以及通信模块20。
测量模块12用于与待测量的产品对准，并对待测量产品进行测量，以得到待测量产品的 高度。
修正模块14用于根据用户操作而输入修正数据，以对测量模块12所测得的产品高度进行 修正。例如当测量模块12所测得的是产品的相对高度时，修正模块14所输入的修正数据可 对该相对高度值进行修正而得到待测量产品的绝对高度。在该实施方式中，修正模块14包括 一个数码键盘，用户可以将修正数据通过该数码键盘输入。用户还可以通过修正模块14的数 码键盘来输入需要进行的修正动作，如增加或减除该修正数据。
数据处理模块16与测量模块12、修正模块14相连，用于根据测量模块12所测得的高度数 据与修正模块14所输入的修正数据进行计算而得到待测量产品的绝对高度值，并将相对高度 值或绝对高度值输出。所述修正数据包括当待测量产品的基准与测量模块12的基准不同时两 基准之间的高度差、误差修正值等。
显示模块18与数据处理模块16相连，用于将数据处理模块16所输出的相对高度值或绝对 高度值显示出来。在该实施方式中，该显示模块18为一系列七段数码管，所测得的高度值可 以在这些七段数码管上显示出来。
通信模块20连接测量模块12、修正模块14和数据处理模块16，用于与外界进行数据交换 ，以将外界所输入到本测高仪的数据进行转送，或将测高仪的工作数据输出。例如通信模块20可将测量模块12所测得的高度值送出；或接收外界传送的修正数据并将所得的修正数据 送到修正模块14;或将经数据处理模块16处理后的绝对高度值送出等。
如图2所示，测量模块12包括卡爪202、码尺204、光电感应器206、解码器208以及数据 发送单元210。
卡爪202—端用于与待测量的产品相对准，另一端从而指向码尺204上相应的位置。码尺 204上标有与高度相应的图像编码，用以指示高度。在该实施方式中，码尺204上所标示的图 像编码为一维或二维条码。光电感应器206感应到卡爪202在码尺204上的位置后，即产生相 应的感应编码数据。解码器208将所得的感应编码数据进行解码后即可得到所测量的高度。 所得的高度值可以通过数据发送单元210被送到数据处理模块16进行处理。
如图3所示，数据处理模块16包括第一数据接收器302、第二数据接收器304、运算器 306、数据发送器308、驱动器310。
第一数据接收器302与测量模块12的数据发送单元210相连，用于接收测量模块12所测得 的高度值。第二数据接收器304与修正模块14相连，用于接收由修正模块14所输入的修正数 据、修正动作指令。
第一数据接收器302、第二数据接收器304将所接收的数据、动作指令传送到运算器306 。运算器306根据第二数据接收器304所传送的修正动作指令而将高度值与修正数据进行相加 或相减的计算，以得到待测量产品的实际的绝对高度。例如当待测量产品的基准高于测量 模块12的卡爪202的基准时，需将测量模块12所得的高度值减去两个基准之间的高度差才得 到待测量产品的绝对高度，此时修正模块14所输入的修正数据即为该高度差，而修正动作即 为减除动作。相反地，当待测量产品的基准低于测量模块12的卡爪202的基准时，修正模块 14所输入的修正数据为两基准之间的高度差，而修正动作则为相加动作。在其他实施方式中 ，上述的修正动作指令可以通过所输入的修正数据的正、负来体现，而无需单独输入所述修 正动作指令。
运算器306计算后所得的绝对高度值通过数据发送器308输出到通信模块20，并由通信模 块20将绝对高度值送到加工控制系统，以供加工控制系统实时调整加工参数。
驱动器310根据运算器306所计算得到的绝对高度值产生驱动信号，以驱动显示模块18将 所算得的高度值显示出来。
如图4所示，通信模块20包括数据接收接口402、数据转换器404、数据转发器406、数据 发送接口408。
数据接收接口402与测量模块12的数据发送单元210、数据处理模块16的数据发送器308、数据转换器404和数据转发器406相连，数据转换器404还连接数据发送接口408，数据转发 器406还连接修正模块14。
数据接收接口402用于接收测量模块12所测得的高度值和数据处理模块16所计算而得的 绝对高度值，并将所接收的数值送到数据转换器404进行数据转换。数据接收接口402还用于 接收外界传送的修正数据，并将修正数据送到数据转发器406。
数据转换器404用于将数据接收接口402所传送的数据进行数据格式的转换，以形成符合 数据发送接口408的数据格式要求的数据。
数据转发器406用于将数据接收接口402所转送的修正数据转发到修正模块14，从而修正 模块14可以将修正数据输入到数据处理模块16中进行测量数据的修正。
数据发送接口408用于将数据转换器404所转换而成的数据送出到加工控制系统。在该实 施方式中，数据发送接口408为RS-232-C串行数据接口，其单位数据为ll位格式，依次包括 :开始值1位、数据值8位、校验值l位以及停止值l位，其中的8位数据值采用ASCII编码格式 ，依次由低位向高位排列。采用RS-232-C接口可使得数据传输速率达到9600位/秒。在该实 施方式中，所测得的高度值以小数点前四位数、后三位数的格式输出，因而数据发送接口 408发送的数据周期为包括了小数点前四位数、小数点位、小数点位后三位数的8*11位。
如图5所示，常用的RS-232-C串行数据接口包括有9位引脚，依次为DCD、 RXD、 TXD、 DTR、 GND、 DSR、 RTS、 CTS、 RI，其中第2位引脚RXD与第3位弓1脚TXD分别为串行数据的接收 、发送端，所述8W1位数据即通过第3位引脚TXD发送到加工控制系统。在该实施方式中，相 应于该RS-232-C数据接口，数据转换器404为可将数据接收接口402所传送的数据转换成以11 位为单位的数据的数据转换器。在进行数据转换时，由于RS-232-C串行数据接口的电压为负 逻辑关系，因而以+5V +15V的电压作为逻辑"0"，而以-5V -15V的电压作为逻辑"1"。
如图6所示，其为本发明测高仪的数据交换方法的较佳实施方式的流程图。以下以上述 测高仪为例说明该数据交换方法的流程。
步骤S602，系统上电，并进行初始化。该初始化过程包括测量模块12初始化，其卡爪 202归初始位置、光电感应器206、解码器208清空；修正模块14、数据处理模块16清空、显 示模块18的显示归零等。
步骤S604，将测量模块12的卡爪202与待测量的产品相对准后，光电感应器206感应卡爪 202在码尺204上的位置，并生成感应编码数据。
步骤S606，测量模块12的解码器208将感应编码数据进行解码，从而得到所测量的高度 值，并将所述高度值通过数据发送单元210发送到数据处理模块16的第一数据接收器302。步骤S608，修正模块14根据用户操作而输入相应的修正数据以及修正动作指令。该修正 数据、修正动作指令可以是用户通过修正模块14的数码键盘操作而输入的，也可以是通过通 信模块20的数据转发器406接收其数据接收接口402所传送的数据后转发而来。修正模块14将 所述修正数据、修正动作指令传送到数据处理模块16的第二数据接收器304。
步骤S610，数据处理模块16的运算器306根据其第一数据接收器302、第二数据接收器 304所接收的高度值、修正数据、修正动作指令进行相应的增加或减除运算，从而得到待测 量产品的绝对高度值，并将所得的绝对高度值送到数据发送器308、驱动器310。
步骤S612，驱动器310根据所得的绝对高度值产生驱动信号，并将驱动信号送到显示模 块18。
步骤S614，显示模块18根据驱动信号而将待测量产品的绝对高度值显示出来。例如显 示模块18中包括小数点位、小数点位前四个七段数码管、后三个七段数码管，从而可显示精 确到O. OOlmm的绝对高度值。
步骤S616，数据发送器308将所得到的绝对高度值输出到通信模块20的数据接收接口
402。
步骤S618，通信模块20的数据接收接口402将所得的绝对高度值传送到数据转换器404， 从而数据转换器404将该绝对高度值转换成可以适应数据发送接口408的数据格式要求的数据 ，并将经转换的数据发送到数据发送接口408。在该实施方式中，若所得的绝对高度值的格 式包括了小数点前四位数、小数点和小数点后三位数，且数据发送接口为RS-232-C串行数据 接口，其发送的数据单位为ll位格式，则数据转换器404将绝对高度值转换成为8*11的数据 。若所测量的绝对高度值为进一步包括了X、 Y、 Z三个方向的三维数据，则数据转换器404将 所得的三维绝对高度值转换为3*8*11位的数据。
步骤S620，数据发送接口408将经数据转换器404转换的绝对高度值的数据输出并送到加 工控制系统，以供其实时调整加工参数。
上述测高仪及其数据交换方法利用光电方式进行高度的测量，可以保证测量的精度与准 确度。进而，所测得的高度值可以经进一步修正后通过通信模块送出到加工控制系统，以供 加工控制系统在加工过程中根据产品的质量状况实时调整加工参数，可以大幅提高产品的质 量和加工自动化控制水平。
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权利要求
1.一种测高仪，包括测量模块，用于与待测量物体对准，并得出高度值；修正模块，用于输入对所述高度值进行修正的修正数据；数据处理模块，用于根据所述修正数据对所述高度值进行修正，以得到所述待测量物体的绝对高度值；及通信模块，用于将所述绝对高度值送出。
2 如权利要求l所述的测高仪，其特征在于所述测量模块包括 卡爪，用于与待测量物体对准； 码尺，其上标注有与高度相对应的编码；光电感应器，用于感应所述卡爪在所述码尺上的位置处的编码，并生成相应的编码信号；解码器，用于将所述编码信号进行解码，从而得到所述高度值。
3 如权利要求2所述的测高仪，其特征在于所述测量模块还包括 数据发送单元，用于将所述解码器所得的所述高度值发送到所述数据处理模块。
4 如权利要求l所述的测高仪，其特征在于所述修正模块包括数码键盘。
5 如权利要求l所述的测高仪，其特征在于所述数据处理模块包括第一数据接收器，用于从所述测量模块接收所述高度值； 第二数据接收器，用于从所述修正模块接收所述修正数据；运算器，用于根据所述修正数据对所述高度值进行修正，以得到所述绝对高度值； 数据发送器，用于将所述绝对高度值送到所述通信模块。
6 如权利要求5所述的测高仪，其特征在于所述测高仪还包括显 示模块，所述显示模块连接所述数据处理模块，用于将所述测量模块测得的所述高度值及所述数据处理模块所得的绝对高度值显示出来。
7. 如权利要求6所述的测高仪，其特征在于所述数据处理模块还包括驱动器，所述驱动器连接于所述运算器和显示模块之间，用于根据所述绝对高度值生成 驱动信号，以驱动所述显示模块将所述绝对高度值显示出来。
8. 如权利要求7所述的测高仪，其特征在于所述显示模块包括至少一个七段数码管。
9. 如权利要求l所述的测高仪，其特征在于所述通信模块包括 数据接收接口，连接所述数据处理模块，用于接收所述绝对高度值； 数据转换器，连接所述数据接收接口，用于将所述绝对高度值转换为预定格式的数据数据发送接口，连接所述数据转换器，用于将所述预定格式的数据发送出去。
10. 如权利要求9所述的测高仪，其特征在于所述数据发送接口为 RS-232-C串行数据接口 ，所述数据转换器将所述绝对高度值转换为适合所述RS-232-C串行数 据接口传输的串行数据。
11. 如权利要求9所述的测高仪，其特征在于所述数据接收接口还 连接所述测量模块，用于接收所述测量模块所测得的高度值，所述数据转换器将所述高度值 转换为所述预定格式的数据后通过所述数据发送接口发出。
12. 如权利要求9所述的测高仪，其特征在于所述数据接收接口还 用于接收外界输入的修正数据，并将所述修正数据转送到所述修正模块。
13. 如权利要求12所述的测高仪，其特征在于所述通信模块还包括连接于数据接收接口和修正模块之间的数据转发器，所述数据转发器用于将所述数据接收 接口所接收的修正数据转发到所述修正模块。
14. 一种测高仪的数据交换方法，包括 与待测量物体相对准，并利用光电感应的方法得出高度值； 接收修正数据；根据所述修正数据对所述高度值进行修正，以得出所述待测量物体的绝对高度值； 将所述绝对高度值送出。
15. 如权利要求14所述的数据交换方法，其特征在于所述数据交 换方法还包括 提供一卡爪；将所述卡爪与所述待测量物体相对准； 感应所述卡爪的位置；根据所述卡爪的位置解码得到所述高度值。
16 如权利要求14所述的数据交换方法，其特征在于所述绝对高 度值是通过所述高度值增加或减除所述修正数据而得的。
17 如权利要求14所述的数据交换方法，其特征在于所述数据交 换方法还包括根据所述高度值、所述绝对高度值生成驱动信号；利用所述驱动信号驱动至少一七段数码管将所述高度值、所述绝对高度值显示出来。
18 如权利要求14所述的数据交换方法，其特征在于所述数据交 换方法还包括将所述绝对高度值转换为预定格式的数据； 将所述预定格式的数据送出。
19 如权利要求18所述的数据交换方法，其特征在于所述绝对高 度值通过RS-232-C串行数据接口送出。
全文摘要
一种测高仪，包括测量模块、修正模块、数据处理模块与通信模块。测量模块用于与待测量物体对准，并得出高度值。修正模块用于输入对高度值进行修正的修正数据。数据处理模块用于根据修正数据对高度值进行修正，以得到所述待测量物体的绝对高度值。通信模块用于将绝对高度值送出。本发明还提供一种测高仪的数据交换方法。利用该测高仪及其数据交换方法，所测得的高度值可以经进一步修正后送出到加工控制系统，以供加工控制系统在加工过程中根据产品的质量状况实时调整加工参数，可以大幅提高产品的质量和加工自动化控制水平。
文档编号G01B11/02GK101639343SQ200810303218
公开日2010年2月3日 申请日期2008年7月30日 优先权日2008年7月30日
发明者刘发印, 林 张, 谢向兵 申请人:康准电子科技(昆山)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司