摘要：提出了一種基于光柵的機電體化的曲軸測量儀。采用接觸式的測量方式，能夠快速地將軸的尺寸和公差一次性測出，并對其進行數據采集和處理。儀器主要由機械模塊、控制模塊和分析模塊組成。控制模塊主要由PLC控制整個儀器的動作，達到快速、高效、準確測量的目的。文章給出了控制系統結構框圖，詳細介紹了系統的硬件設計和軟件設計。
    O  引  言
曲軸是發動機的主要零件之一。目前國內曲軸檢測普遍采用人工方法，用傳統的卡規和塞規等工具來判別曲軸的好壞，個人經驗和勞動態度占很大比重，因此主觀性強，產品的質量得不到嚴格的保證，而且過程繁瑣，測量結果不夠準確、效率較低。隨著生產技術的發展，工廠的生產規模越來越大，效率要求也越來越高，對丁二曲軸質量的要求也進一步提高了，這樣就產生了一個如何在更短時間內更好地完成曲軸檢測的問題。所以，研究出快速又高質量的曲軸檢測儀成為當務之急。根據查閱有關資料，國外已有類似的儀器出現。目前國內也有‘些曲軸檢測的儀器。本文根據實際需要，研制了光柵式曲軸測最儀系統，該系統有精度高、自動化程度高、操作快捷、適用面廣等特點。
    1測量儀的控制系統結構測量儀結構見圖l。控制系統的框圖說明：
    (1)計算機有兩個功能：一個是列于可編程控制器程序的讀寫和控制；另一個是對于測頭的測量數據進行分析，判斷曲軸是否合格。

    (2)可編程控制器控制主軸電機的通斷電，主軸電機必須在工作臺Y軸進給到位停下來后才能通電轉動，否則就會空轉，沒有數據可以采集。
    (3)可編程控制器通過伺服來控制工作臺x、Y軸的電機，兩個軸上都自光柵尺，光柵尺的作用是給ll作臺定位之用。在X軸方向上使得測頭精確走到曲軸的軸向測量的起點，在Y軸方向精確移動到使得測頭和曲軸相接觸，然后得以測量。在工作臺的兩個軸上都有行程開關以控制工作臺的行程，分別是x軸的前極限、后極限、原位開關和Y軸的前極限、后極限、原位開關。
    2控制系統的硬件設計

2.1 PLC設計PLC選型的原則是：在滿足功能要求的前提下，選擇最可靠，維護和使用起來比較方便以及性能價格比較優的機型。考慮到測量儀測量的步驟比較固定，加工環境不是很惡劣，只需要開關量控制和順序控制就能滿足需求，故選用日本OMRON公司的CPIH—X40DT-D理PLC。它的CPU單元本體內置輸入24點·輸出16點，具有高速中斷輸入功能和高速計數功能等，可以實現精確的，芷位控制；它使用USB端口-g上位機通信，采用梯形圖配功能塊的結構文本語言編程，串行通信r]最多可以裝2個(RS一232C或RS一422A／485選件板可供選擇)(見表1)。

    2．2光柵尺的設計整個工作臺的X軸和y軸的定位精度，直接影響到測量的精度，因為是精密測量，所以采用光柵尺精確定位，能夠達到測量的要求。考慮到光柵尺的應用要求和價格，選用廣州信和公司生產的增最式光柵尺KA一600，有效量程為1 000～3 000 13flln，準確度為±3／±5／±10μm(20~C)，分辨率為0.5／l.5。作為增量式光柵尺，它的光柵探頭通過掃描柵線計數來獲得相對運動的距離，在測量儀器斷電后重新啟動需要光柵尺移到刻有參考標記的位置以獲得絕列位置。另外，此光柵尺屬于封閉式光柵尺，可以防止灰塵、切熵和飛濺的液體。
    CPIH型PLC接光柵尺高速計數時，每組有3個輸八點：A相、B相和z相。高速計數信號采用線性模式，軟件復位，相位差輸入，當A相超前于B相90。時為增計數，反之為減計數。超前及滯后與旋轉編碼器的轉動方向有關。
    光柵尺一方面顯示工作臺運動的位移量，另一方面在工作臺運動過程中向PLC發送實際運動位移脈沖，根據此脈沖數PLC程序對工作臺運動位移進行補償，保證測頭的定位精度。
    3控制系統的軟件設計CPlH型PT—C應用CX—Programmer編輯軟件進行PLC程序的編寫與調試，通過RS232通信電纜從PC下載到PLC上。根據數控齒條磨齒機加工原理，PLC加工拐。制流程圖見圖2。

    4結語
本文介紹了基于PLC的帶有光柵尺的曲軸測量儀的控制系統。系統采用PLC作為核心控制器，提高了設備的自動化水平和穩性程度。光柵尺保證了測量儀的高精度和高可靠性。儀器能夠有效控制整個系統，達到高精度測量的目的。