摘要：提出了一种基于光栅的机电体化的曲轴测量仪。采用接触式的测量方式，能够快速地将轴的尺寸和公差一次性测出，并对其进行数据采集和处理。仪器主要由机械模块、控制模块和分析模块组成。控制模块主要由PLC控制整个仪器的动作，达到快速、高效、准确测量的目的。文章给出了控制系统结构框图，详细介绍了系统的硬件设计和软件设计。
    O  引  言
曲轴是发动机的主要零件之一。目前国内曲轴检测普遍采用人工方法，用传统的卡规和塞规等工具来判别曲轴的好坏，个人经验和劳动态度占很大比重，因此主观性强，产品的质量得不到严格的保证，而且过程繁琐，测量结果不够准确、效率较低。随着生产技术的发展，工厂的生产规模越来越大，效率要求也越来越高，对丁二曲轴质量的要求也进一步提高了，这样就产生了一个如何在更短时间内更好地完成曲轴检测的问题。所以，研究出快速又高质量的曲轴检测仪成为当务之急。根据查阅有关资料，国外已有类似的仪器出现。目前国内也有‘些曲轴检测的仪器。本文根据实际需要，研制了光栅式曲轴测最仪系统，该系统有精度高、自动化程度高、操作快捷、适用面广等特点。
    1测量仪的控制系统结构测量仪结构见图l。控制系统的框图说明：
    (1)计算机有两个功能：一个是列于可编程控制器程序的读写和控制；另一个是对于测头的测量数据进行分析，判断曲轴是否合格。

    (2)可编程控制器控制主轴电机的通断电，主轴电机必须在工作台Y轴进给到位停下来后才能通电转动，否则就会空转，没有数据可以采集。
    (3)可编程控制器通过伺服来控制工作台x、Y轴的电机，两个轴上都自光栅尺，光栅尺的作用是给ll作台定位之用。在X轴方向上使得测头精确走到曲轴的轴向测量的起点，在Y轴方向精确移动到使得测头和曲轴相接触，然后得以测量。在工作台的两个轴上都有行程开关以控制工作台的行程，分别是x轴的前极限、后极限、原位开关和Y轴的前极限、后极限、原位开关。
    2控制系统的硬件设计

2.1 PLC设计PLC选型的原则是：在满足功能要求的前提下，选择最可靠，维护和使用起来比较方便以及性能价格比较优的机型。考虑到测量仪测量的步骤比较固定，加工环境不是很恶劣，只需要开关量控制和顺序控制就能满足需求，故选用日本OMRON公司的CPIH—X40DT-D理PLC。它的CPU单元本体内置输入24点·输出16点，具有高速中断输入功能和高速计数功能等，可以实现精确的，芷位控制；它使用USB端口-g上位机通信，采用梯形图配功能块的结构文本语言编程，串行通信r]最多可以装2个(RS一232C或RS一422A／485选件板可供选择)(见表1)。

    2．2光栅尺的设计整个工作台的X轴和y轴的定位精度，直接影响到测量的精度，因为是精密测量，所以采用光栅尺精确定位，能够达到测量的要求。考虑到光栅尺的应用要求和价格，选用广州信和公司生产的增最式光栅尺KA一600，有效量程为1 000～3 000 13flln，准确度为±3／±5／±10μm(20~C)，分辨率为0.5／l.5。作为增量式光栅尺，它的光栅探头通过扫描栅线计数来获得相对运动的距离，在测量仪器断电后重新启动需要光栅尺移到刻有参考标记的位置以获得绝列位置。另外，此光栅尺属于封闭式光栅尺，可以防止灰尘、切熵和飞溅的液体。
    CPIH型PLC接光栅尺高速计数时，每组有3个输八点：A相、B相和z相。高速计数信号采用线性模式，软件复位，相位差输入，当A相超前于B相90。时为增计数，反之为减计数。超前及滞后与旋转编码器的转动方向有关。
    光栅尺一方面显示工作台运动的位移量，另一方面在工作台运动过程中向PLC发送实际运动位移脉冲，根据此脉冲数PLC程序对工作台运动位移进行补偿，保证测头的定位精度。
    3控制系统的软件设计CPlH型PT—C应用CX—Programmer编辑软件进行PLC程序的编写与调试，通过RS232通信电缆从PC下载到PLC上。根据数控齿条磨齿机加工原理，PLC加工拐。制流程图见图2。

    4结语
本文介绍了基于PLC的带有光栅尺的曲轴测量仪的控制系统。系统采用PLC作为核心控制器，提高了设备的自动化水平和稳性程度。光栅尺保证了测量仪的高精度和高可靠性。仪器能够有效控制整个系统，达到高精度测量的目的。