三坐標控制系統(tǒng)的分類

從控制系統(tǒng)的角度劃分，?？怂箍?/strong>三坐標可分為手動型、機動型及CNC數(shù)控型三種模式。早期的三坐標測量機以手動型和機動型為主，當時的控制系統(tǒng)主要完成空間坐標值的監(jiān)控與實時采樣。隨著計算機技術(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、智能化成為三坐標測量機控制系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢。

1、手動控制系統(tǒng)

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

坐標測量系統(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點的采集。計算機通過這些坐標點數(shù)據(jù)分析計算出工件的形狀誤差和位置誤差。

隨著半導體技術(shù)與計算機技術(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，直接插入計算機中，使得系統(tǒng)可靠性提高，成本降低，便于維護，易于開發(fā)。

手動三坐標測量機結(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、機動控制系統(tǒng)

與手動型控制系統(tǒng)比較，機動型控制系統(tǒng)增加了電機、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來驅(qū)動。電機運轉(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。

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

3、CNC控制系統(tǒng)

CNC系統(tǒng)的測量過程是由計算機控制的，它不僅可以實現(xiàn)自動測量、自學習測量、掃描測量，也可通過操縱桿進行機動測量。

數(shù)控系統(tǒng)以控制器為核心，數(shù)控型三坐標測量儀除了在X、Y、Z三個方向裝有三根光柵尺及電機、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給出的理論位置與光柵反饋回來的實測位置進行比較，通過PID參數(shù)的控制，隨時調(diào)整輸出的驅(qū)動信號，努力使測量機的實際位置與計算機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)。