一种数显卡尺自动化检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种数显卡尺自动化检测系统。
【背景技术】
[0002] 21世纪是信息时代，信息技术与制造技术的融合是21世纪制造技术发展的主要 方向。现代科学技术的迅猛发展为检测技术的进步和发展创造了条件，同时，不断地向检测 技术提出更高更新的要求。目前国内大多数生产厂家都是采用人工检测的方法一金属量块 分段检测方法，而传统的人工检测方法工作强度大、效率低、存在较大的人为误差，所以目 前的人工检测方法越来越不能满足现代生产的要求，需要数显卡尺自动化检测系统取代人 工检测方法，不仅可以按照现行国家计量检定规程对卡尺进行校验测量，还可以对卡尺的 任意尺寸位置进行测量。在采用微机自动进行误差修正的同时实现数字显示，使测量工作 更加直观方便。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是减小较大的人工误差、提高生产效率，提供将数显卡尺检测点的 数据反馈到计算机上，与检测点的标准值对比，能准确检测各个检测点偏差的一种数显卡 尺自动化检测系统。该基于高精度光栅检测系统的数显卡尺自动化检测系统解决了现有人 工检测所存在的：工作强度大、效率低、误差较大等缺陷。
[0004] 为实现上述目的，本发明所述的一种数显卡尺自动化检测系统包括计算机、数显 卡尺测量系统、光栅检测系统、驱动控制器，计算机通过RS232与光栅检测系统连接，通过 USB与数显卡尺检测系统、驱动控制器分别连接。
[0005] 所述的驱动控制器包括控制板和步进电机，控制板接收计算机发送的位移指令控 制步进电机的方向及位移。
[0006] 所述的计算机有人工检测和自动检测两个模式。
[0007] 所述的人工检测模式是指人为地输入检测点的位移距离，对所有检测点一一进行 检测。
[0008] 所述的自动检测模式的检测过程如下：①数显卡尺尺头紧闭，装载在仪器上，计算 机读取光栅当前值，作为绝对原点ABS0 ;②在计算机上输入需要检测的次数n，发送第一个 检测点的位移命令进行定位；③控制板收到位移命令回复接收成功给计算机，并发送脉冲 控制步进电机运动；④移动完成后，控制板发送移动完成命令给计算机；⑤计算机收到移 动完成命令后，读取当前值与ABS0相减取模，计算实际移动距离S0 ;⑥准备进行下一个检 测点的校验，直至所有检测点检测完成；⑦反复检测η遍，得到η组位移数据，进行均值滤 波，用平均值代替测量值，最后对该组平均值采用最小二乘法进行线性拟合，得到参数输入 到卡尺中。
[0009] 所述的平均值是η组数据采用均值滤波法计算得到的，将每个点的η个数据计算 出平均值来代替测量值，最终得到一组平均值。
[0010] 本发明的有益效果是：本发明解决了传统人工检测的速度慢，人工误差较大的难 题，尤其是引入了光栅检测系统，大大提高了检测准确度。因此具有检测精度高，速度快，操 作简单方便等优点。本发明所具有的优点很大的满足了数显卡尺行业的检测需求，具有很 大的发展潜力和应用前景。
【附图说明】
[0011] 图1是本发明数显卡尺自动化检测系统的结构示意图；
[0012] 图2是本发明数显卡尺自动化检测系统的通讯流程图；
【具体实施方式】
[0013] 图1为本发明数显卡尺自动化检测系统的结构示意图。本发明为一种数显卡尺 自动化检测系统，主要包括计算机、数显卡尺测量系统、光栅检测系统、驱动控制器，计算机 通过RS232与光栅检测系统连接，数显卡尺测量系统预留通讯扩展接口，与计算机连接，同 时，计算机负责对驱动控制器进行通讯控制。
[0014] 在计算机的人工界面上有两种模式：人工检测和自动检测。人工检测需要将检测 点的位移量一个个的输入，在该检测模式下可以对任意点进行检测。自动检测模式下是对 数显卡尺测量系统中所设置的检测点逐一检测。
[0015] 自动检测模式的检测过程如下：①数显卡尺尺头紧闭，装载在仪器上，计算机读取 光栅当前值，作为绝对原点ABS0 ;②在计算机上输入需要检测的次数n，发送第一个检测点 的位移命令进行定位；③控制板收到位移命令回复接收成功给计算机，并发送脉冲控制步 进电机运动；④移动完成后，控制板发送移动完成命令给计算机；⑤计算机收到移动完成 命令后，等待光栅稳定，读取当前值与ABS0做取模，计算实际移动距离S0 ;⑥准备进行下一 个检测点的校验；⑦反复检测η遍，得到η组位移数据，进行均值滤波，用平均值代替测量 值，最后对该组平均值采用最小二乘法进行线性拟合，得到参数输入到卡尺中。
[0016] 平均值是η组数据采用均值滤波法计算得到的。令η组测量值组成η个数组为&， X2,X3……Xn，对这些数组中每个对应的值取平均值，即：
[0017] 得到一组平均值X。将该组数值X与光栅输出的标准值Y采用最小二乘的进行线 性拟合，可以得到拟合方程：Y=aX+b，式中a，b分别代表一次项系数和常数项，将得到的 a，b输入到卡尺中，完成检测。
[0018] 以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利 要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。
【主权项】
1. 一种数显卡尺自动化检测系统，其特征在于：所述的数显卡尺自动化检测系统包括 计算机、数显卡尺测量系统、光栅检测系统、驱动控制器，所述的计算机通过RS232与光栅 检测系统连接，通过USB与数显卡尺检测系统、驱动控制器分别连接。2. 如权利要求1所述数显卡尺自动化检测系统，其特征在于：所述的驱动控制器包括 控制板和步进电机，控制板接收计算机发送的位移指令控制步进电机的方向及位移。3. 如权利要求1所述数显卡尺自动化检测系统，其特征在于：所述的计算机有人工检 测和自动检测两个模式。4. 如权利要求3所述数显卡尺自动化检测系统，其特征在于：所述的人工检测模式是 指人为地输入检测点的位移距离，对所有检测点一一进行检测。5. 如权利要求3所述数显卡尺自动化检测系统，其特征在于：所述的自动检测模式的 检测过程如下：①数显卡尺尺头紧闭，装载在仪器上，计算机读取光栅当前值，作为绝对原 点ABSO ;②在计算机上输入需要检测的次数n，发送第一个检测点的位移命令进行定位； ③控制板收到位移命令回复接收成功给计算机，并发送脉冲控制步进电机运动；④移动完 成后，控制板发送移动完成命令给计算机；⑤计算机收到移动完成命令后，读取当前值与 ABSO相减取模，计算实际移动距离SO ;⑥准备进行下一个检测点的校验，直至所有检测点 检测完成；⑦反复检测n遍，得到n组位移数据，进行均值滤波，用平均值代替测量值，最后 对该组平均值采用最小二乘法进行线性拟合，得到参数输入到卡尺中。6. 如权利要求5所述数显卡尺自动化检测系统，其特征在于：所述的平均值是n组数 据采用均值滤波法计算得到的，将每个点的n个数据计算出平均值来代替测量值，最终得 到一组平均值。
【专利摘要】本发明涉及一种数显卡尺自动化检测系统，包括计算机、数显卡尺测量系统、光栅检测系统、驱动控制器，所述的计算机通过RS232与光栅检测系统连接，所述的数显卡尺测量系统预留通讯扩展接口，与计算机连接，同时，计算机负责对驱动控制器进行通讯控制。计算机通过驱动控制器控制电机的运动，分析光栅检测系统和数显卡尺测量系统采集的数据，自动实现数显卡尺测量系统的自动校正。本发明控制精度高，工作效率高，减小了人工校验的误差，提高了生产数显卡尺的效率。
【IPC分类】G01B3/20
【公开号】CN105241321
【申请号】CN201510715565
【发明人】张洪, 杜汶励, 孙春龙
【申请人】江南大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月29日