1. 系統要求

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

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

3) 可通過手動、自動方式對4個軸進行控制。

4) 提供10個零件的運行軌跡，各零件的工作起始點可以通過手動方式確定。

5) 可通過觸摸屏進行手動操作。

2. 硬件構成

檢測頭是針形結構。旋轉軸通過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。被檢測物體固定以后，運動控制器要根據其外形控制檢測頭沿物體表面運動。

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) 松下A4伺服電機4套

4) Trio MC206運動控制卡

5) 斯美特觸摸屏

6) 行程開關等

3. 編程說明

檢測頭運動規劃如圖所示：

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和圓弧組成。所以檢測頭沒走一個線段都要經過兩個步驟，第一步走到線段的起始點，并調整檢測頭垂直于起始點的切線方向；第二步，分兩種情況：1，如果線段是直線，則直接控制二維十字平臺走直線插補，旋轉軸沒有運動；2.如果是圓弧，需要走3軸插補，控制十字平臺逆時針走大圓弧，同時旋轉軸旋轉一定的角度，保證檢測頭垂直于曲面。

特殊處理：個線段之間如出現奇點，由于法線方向跳變，需要調整檢測頭，才能繼續檢測。

觸摸屏通過MODBUS總線和MC206通訊，Trio MC206x 運動控制器內置實時多任務嵌入式操作系統，使206可以同時運行多個程序，等級高的程序優先執行。MC206x用一個進程做鍵盤響應和參數修改，這樣觸摸屏就可以控制MC206x了。

檢測過程中不能被其他事件打斷，所以檢測運動控制部分單獨用一個高級進程來執行。

檢測過程中MC206x的輸入口用來接收結果信號，合格與否用輸出口控制指示燈點亮，同時做好工件統計，顯示在觸摸屏上。

Trio編程畫面

觸摸屏畫面

4. 總結

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