三坐標(biāo)控制系統(tǒng)的分類

從控制系統(tǒng)的角度劃分，?？怂箍?/strong>三坐標(biāo)可分為手動型、機(jī)動型及CNC數(shù)控型三種模式。早期的三坐標(biāo)測量機(jī)以手動型和機(jī)動型為主，當(dāng)時的控制系統(tǒng)主要完成空間坐標(biāo)值的監(jiān)控與實時采樣。隨著計算機(jī)技術(shù)及數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，CNC型控制系統(tǒng)變得日益普及，高精度、高速度、智能化成為三坐標(biāo)測量機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢。

1、手動控制系統(tǒng)

手動控制系統(tǒng)主要包括坐標(biāo)測量系統(tǒng)、測頭系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)等。

坐標(biāo)測量系統(tǒng)是將X、Y、Z三個方向的光柵信號經(jīng)過處理后，送入計數(shù)器，CPU讀取計數(shù)器中的脈沖數(shù)，計算出相應(yīng)的空間位移量。

測頭系統(tǒng)的作用是當(dāng)手動移動測頭去接觸工件，測頭發(fā)出的信號用作計數(shù)器的鎖存信號和CPU的中斷信號；鎖存信號將X、Y、Z三軸的當(dāng)前光柵數(shù)值記錄下來，CPU在執(zhí)行中斷服務(wù)程序時，讀取計數(shù)器中的鎖存值，這樣就完成了一個坐標(biāo)點的采集。計算機(jī)通過這些坐標(biāo)點數(shù)據(jù)分析計算出工件的形狀誤差和位置誤差。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可將光柵信號接口單元、測頭控制單元、狀態(tài)監(jiān)測單元等集成在一塊PCI或ISA總線卡上，直接插入計算機(jī)中，使得系統(tǒng)可靠性提高，成本降低，便于維護(hù)，易于開發(fā)。

手動三坐標(biāo)測量機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、成本低，適合于對精度和效率要求不是太高、而要求低價格的用戶。

2、機(jī)動控制系統(tǒng)

與手動型控制系統(tǒng)比較，機(jī)動型控制系統(tǒng)增加了電機(jī)、驅(qū)動器和操縱盒。測頭的移動不再需要手動，而是用操縱盒通過電機(jī)來驅(qū)動。電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的速度和方向都通過操縱盒上手桿偏擺的角度和方向來控制。

機(jī)動型控制系統(tǒng)主要是減輕了操作人員的體力勞動強(qiáng)度，是一種過渡機(jī)型，隨著CNC系統(tǒng)成本的降低，機(jī)動型測量機(jī)目前采用得很少。

3、CNC控制系統(tǒng)

CNC系統(tǒng)的測量過程是由計算機(jī)控制的，它不僅可以實現(xiàn)自動測量、自學(xué)習(xí)測量、掃描測量，也可通過操縱桿進(jìn)行機(jī)動測量。

數(shù)控系統(tǒng)以控制器為核心，數(shù)控型三坐標(biāo)測量儀除了在X、Y、Z三個方向裝有三根光柵尺及電機(jī)、傳動等裝置外，還具有了以控制器和光柵組成的位置環(huán)；控制器不斷地將計算機(jī)給出的理論位置與光柵反饋回來的實測位置進(jìn)行比較，通過PID參數(shù)的控制，隨時調(diào)整輸出的驅(qū)動信號，努力使測量機(jī)的實際位置與計算機(jī)要求的理論位置保持一致。

由于實現(xiàn)了自動測量，大大地提高了工作效率，特別適合于生產(chǎn)線和批量零件的檢測。由于排除了人為因素，可以保證每次都以同樣的速度和法矢方向進(jìn)行觸測，從而使測量精度得到很大的提高。

數(shù)控控制系統(tǒng)不但具有PID調(diào)節(jié)功能，還具有速度、加速度前饋控制，并具有三個控制環(huán)，即電流環(huán)、速度環(huán)及位置環(huán)。