基于PMAC的激光扫描尺寸测量系统

在程序中m203指向编码器2的位置捕捉寄存器；m217指向编码器2的位置捕捉状态标志位；m33指向P变量220，这是数组第一个元素的位置；m34指向m33的低12位，这样就可操作m33，使其在读人捕捉位置后指向下一个P变量。

3 测量系统特性初探
为研究系统的测量性能，以20 mm标准量块为被测物，在上述系统上进行了一系列测量实验。实验结果通过上位机用Vc++编写的程序进行采集、存储和分析。与PMAC的通信是利用 Delta-tau公司提供的动态连接库PComm32．dll完成的。由于C++语言对数值计算和图表输出的支持较少，程序采用与Matlab混合编程的方式来完成分析工作，即采用了调用Mat-lab COM服务器的方式，实现对Matlab函数的调用。这一编程方式也可在其他语言中实现。
在测量过程中，被测物的两个边沿都以两种方式被定位，即从亮到暗和从暗到亮，且每次实验的样本数都不少于300。也就是说，每次的实验结果均包含4个数据组，分别记作Q_L(代表前边沿，从亮到暗)，Q_A(代表前边沿，从暗到亮)，H_L(代表后边沿，从亮到暗)，H_A(代表后边沿，从暗到亮)，且每组数据的个数不少于300。由于测量系统本质上是通过对边缘的定位来进一步完成尺寸测量的，所以在以下分析中仅就边缘定位的系统特性作一简要说明。
图3为1次实验的结果，该实验所用光栅尺的每一计数代表0．1 μm。

从图3可见，前边沿测量数据与时间呈明显的线性关系，这一特点在其他实验中也有明显的体现。依据变值系统误差的判别方法可知，这一特性可看作是一种变值系统的误差。变值系统误差的消除有多种方式，这里采取的思路是首先通过大量实验找到一定的经验函数，以刻画这种误差，之后则可依据这个函数通过补偿的办法消除误差，从而提高系统精度。表1最后一行括号内的数字就是通过测量序列中一元回归分析，剔除时间影响后得出的值。值得注意的是，测量数据和时间的这种相关性并不是十分稳定，它受到其他实验环境因素的影响，即适用于某个系统的补偿函数。通常当系统参数变化时，补偿函数就不再适用了。要在实际测量中通过这种方法提高精度，需要针对具体的情况通过实验完成。另外，可以看出，对同一边的两组数据，标准差有一定差异，这在其他实验数据组中也是普遍现象，可以考虑采用精度较高的数据组来计算尺寸值，即用H_L和Q_A来计算。

4 结 语
在由PMAC控制的运动平台上，可以利用PMAC的位置捕获功能和在其上运行的PLC程序来方便的构建激光扫描尺寸测量系统。通过与上位机的软件配合，该系统可实现对一般工件尺寸的快速、高效、非接触测量，其精度可以满足绝大多数的应用场合。通过进行多次测量实验，可得到与时间相关的变值系统误差经验函数，从而进一步提高精度。