磁場測量系統(tǒng)

一、項目要求

能夠?qū)崿F(xiàn)空間三維的磁場測量功能，測磁探頭及探桿安裝在移動平臺上，移動平臺帶動測磁探頭在磁場空間移動。測磁過程要求計算機編程自動控制。磁鐵位置找正，測磁路徑參數(shù)設(shè)定以后，能夠進行自動測磁。生成位置點與測磁數(shù)據(jù)對應(yīng)的磁場分布數(shù)據(jù)文件。

技術(shù)參數(shù)如下：

1.  X最大行程1200mm，Y最大行程1000mm，Z最大行程500mm，各軸重復(fù)定位精度0.02mm，三維垂直度3’。

2.  XY軸速度要求2~10mm/s，Z軸速度要求2~5mm/s。

3.  3軸都是用光柵尺檢測位置，全閉環(huán)控制，Z軸有自鎖要求。

4． 各軸有兩個機械限位控制范圍，一個光尺零點，中間加兩個軟限位可隨意設(shè)置位置。

二、工作過程

以測量四極磁鐵磁場為例，四極磁鐵的磁場區(qū)域為圓柱體形場。第一步找正，設(shè)定測磁原點（O點），需要用探頭找正圓柱體形場的中點，找正后設(shè)定該點為圓柱體場的測磁原點（O點）；第二步編程，在測磁原點建立磁場坐標(biāo)系（笛卡爾坐標(biāo)系Oxyz），在磁場坐標(biāo)系中設(shè)定一組點（P1～P16）作為測磁點，編程使測磁探頭順序到達P1至P16點，到達每一點后需停留一定時間（比如5秒鐘），然后讀出磁場測量值，再移動至下一點。第三步測量，按照編好的程序運行，使探頭到達每一個測量點，并測得磁場數(shù)據(jù)，然后生成測磁數(shù)據(jù)文件（.txt或其它格式）。測磁數(shù)據(jù)文件中要有每個點的坐標(biāo)值，及該點對應(yīng)的磁場值。

三、 基本配置及結(jié)構(gòu)

控制系統(tǒng)采用MOTEC PCI卡，3軸模擬全閉環(huán)控制；伺服電機系統(tǒng)采用MOTEC，X軸使用兩套伺服電機，主伺服同步驅(qū)動從伺服運動；光柵尺采用高精度MOTEC光尺。機械部分采用MOTEC三坐標(biāo)大行程平臺，軟件部分單獨開發(fā)。

四、控制流程圖

五、軟件功能

(1)    讀取數(shù)據(jù)txt文件，可方便進行編輯包括(輸入、剪切、復(fù)制、粘貼、刪除、撤消、重做、查找、替換等)，保存為txt文件。

(2)    可進行PID調(diào)節(jié)，進行參數(shù)設(shè)置。

(3)    查看IO端口狀態(tài)功能。

(4)    進行文本編輯后，并且對當(dāng)前數(shù)據(jù)進行鎖定，防止意外修改。

(5)    直觀顯示各種數(shù)據(jù)，坐標(biāo)、速度、限位值、當(dāng)前點、停留時間、工作狀態(tài)等。

(6)    可直接同過計算機面板進行機器移動，也可同過手輪進行移動。

(7)    通過串口讀取測量數(shù)值，輸出測量數(shù)據(jù)txt文件，可設(shè)置輸出路徑。

(8)    每條指令都進行語法錯誤判斷，在運行中進行運動錯誤判斷，處理。

(9)    軟限位功能，能隨意設(shè)置各軸正負(fù)軟限位，將機器限制在某個階段內(nèi)。

(10) 矩陣功能，能對空間兩點間形成的立體進行多點矩陣排列，蛇形移動。

六、        結(jié)論

此系統(tǒng)已成功應(yīng)用，并且各項指標(biāo)達到或超過客戶要求，XYZ軸重復(fù)定位精度0.01mm，速度范圍在1~100mm/s，機器運行平穩(wěn)。軟件開發(fā)考慮周全，符合客戶要求，并且提供許多方便快捷的操作方式，菜單、按鈕、快捷鍵多種方法操作；并且顯示各種運行數(shù)據(jù)，比較直觀。此系統(tǒng)只要替換為其它傳感器如：壓力、溫度、超聲等，便可應(yīng)用測量工程。