1.系統要求 

    1)設計一檢測系統，它能控制檢測頭沿著(zhù)物體表面0.5mm的距離運動(dòng)，并且在運動(dòng)同時(shí)時(shí)刻保證檢測頭垂直于物體表面。 

    2)系統可控制兩個(gè)直線(xiàn)軸（X  Z1）和一個(gè)回轉軸（B），其中兩個(gè)直線(xiàn)軸（X  Z1）和回轉軸（B）可以聯(lián)動(dòng)，回轉軸（B）的方向保持與X Z1運行軌跡的法線(xiàn)保持一致。為了增加檢測速度，再增加一Z2軸檢測工件的直線(xiàn)部分。 

    3)可通過(guò)手動(dòng)、自動(dòng)方式對4個(gè)軸進(jìn)行控制。 

    4)提供10個(gè)零件的運行軌跡，各零件的工作起始點(diǎn)可以通過(guò)手動(dòng)方式確定。 

    5)可通過(guò)觸摸屏進(jìn)行手動(dòng)操作。

2.硬件構成 

    檢測頭是針形結構。旋轉軸通過(guò)減速器控制檢測頭旋轉。二維十字平臺控制旋轉軸的平面運動(dòng)。被檢測物體固定以后，運動(dòng)控制器要根據其外形控制檢測頭沿物體表面運動(dòng)。
主要硬件構成： 

    1)二維十字平臺(Z1 Z2)，單維平臺(Z2) 

    2)行星減速器，用在旋轉軸 

    3)MOTEC伺服電機4套 

    4)Trio MC206運動(dòng)控制卡 

    5)斯美特觸摸屏 

    6)行程開(kāi)關(guān)等 
   

   
3. 編程說(shuō)明

    檢測頭運動(dòng)規劃如圖所示：
   

 
  
    一共有十種工件，每一種工件的尺寸都是預先知道的。而且可以看出工件外形都是由直線(xiàn)和圓弧組成。所以檢測頭沒(méi)走一個(gè)線(xiàn)段都要經(jīng)過(guò)兩個(gè)步驟，第一步走到線(xiàn)段的起始點(diǎn)，并調整檢測頭垂直于起始點(diǎn)的切線(xiàn)方向；第二步，分兩種情況：1，如果線(xiàn)段是直線(xiàn)，則直接控制二維十字平臺走直線(xiàn)插補，旋轉軸沒(méi)有運動(dòng)；2.如果是圓弧，需要走3軸插補，控制十字平臺逆時(shí)針走大圓弧，同時(shí)旋轉軸旋轉一定的角度，保證檢測頭垂直于曲面。 

    特殊處理：個(gè)線(xiàn)段之間如出現奇點(diǎn)，由于法線(xiàn)方向跳變，需要調整檢測頭，才能繼續檢測。 

    觸摸屏通過(guò)MODBUS總線(xiàn)和MC206通訊，Trio MC206x 運動(dòng)控制器內置實(shí)時(shí)多任務(wù)嵌入式操作系統，使206可以同時(shí)運行多個(gè)程序，等級高的程序優(yōu)先執行。MC206x用一個(gè)進(jìn)程做鍵盤(pán)響應和參數修改，這樣觸摸屏就可以控制MC206x了。 

    檢測過(guò)程中不能被其他事件打斷，所以檢測運動(dòng)控制部分單獨用一個(gè)高級進(jìn)程來(lái)執行。 

    檢測過(guò)程中MC206x的輸入口用來(lái)接收結果信號，合格與否用輸出口控制指示燈點(diǎn)亮，同時(shí)做好工件統計，顯示在觸摸屏上。

   

                      Trio編程畫(huà)面
   

                   觸摸屏畫(huà)面
 
4.總結 

    最終效果非常理想，2s內可以快速檢測完一個(gè)元件，檢測頭距離物體保持在0.5mm，檢測儀器輸出穩定。