仪器概述.docx

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仪器概述

第一章仪器概述

第一节产品简介

NLSM激光扫描测径仪（以下简称测径仪），是一种高精度、非接触的尺寸测量仪器。

它通过激光束的扫描获得被测目标的尺寸。

因为采取非接触的测量方式，它可广泛用于测量热的、软的、易碎的、以及其它传统方法不易测量的物体，特别适合对线材、棒材、管材、机械和电子元件等生产中的在线测量和筛选控制。

测径仪具有自动、手动测量方式；可以设置上下偏差、峰峰值限制，当超限后做相应的报警；还可计算最大值、最小值、平均值。

例如：

可以测量旋转圆柱体的最大值、最小值，辊子的偏差，以及类似的尺寸。

模拟输出可以接笔式记录仪或过程控制单元，RS-232可以接上位机。

第二节工作原理

如下图所示，从激光器发出的激光束经匀速旋转的多面转镜反射到准直透镜形成平行、匀速的从上向下光束扫描运动，再经过第二个透镜汇聚后到达接收器。

当被测目标放在光束扫描区域，就产生了光束的遮挡，测径仪记下光束被遮挡的时间，换算成测量尺寸。

第三节仪器特性

测量范围：

NLSM190:

0.6mm～90mm

测量精度：

±6µm，重复性±1µm

不包括±1个最小显示单位的量化误差

测量条件：

70%量程范围内，

显示间隔1秒，温度20℃±5℃，最大湿度80％RH

显示方式：

7位LED数码管（□□□．□□□□mm）

分辨力：

0.1µm

扫描速度：

1600次/秒

测量尺寸：

外径；缝

测量方式：

自动、手动（包括键盘触发和外部触发）、上位机控制

测量触发：

内部连续触发，键盘触发和外部触发

外部触发要求最小30ms的短路信号或集电极开路的低电平信号

上位机接口：

RS-232

模拟接口：

输出的是测量值和名义值之差，+10V～-10V对应+2mm～-2mm

分辨力：

0.1µm，5mv/1µm

统计计算：

从测量开始到测量结束的平均值、最大值、最小值、峰峰值

公差设定：

名义值最大7位□□□．□□□□mm

上偏差最大7位□□□．□□□□mm

下偏差最大7位□□□．□□□□mm

峰峰值最大7位□□□．□□□□mm

偏置值最大7位□□□．□□□□mm

报警：

上偏差、下偏差、峰峰值超限报警

无触点开关：

1a×3（0.1AAC100V）

工作环境：

0℃～45℃35％～85％RH（不结露）

电源范围：

AC85V～265V50Hz/60Hz30W

重量：

控制器3kg，传感器2kg

尺寸：

控制器：

310mm×240mm×85mm，传感器：

500mm×178mm×40mm

第四节系统组成和连接

1．系统组成

图1.4.1系统连接图

2．

前面板

图1.4.2前面板示意

3．后面板

图1.4.3后面板示意

4．模拟接口

图1.4.4模拟接口示意

第二章功能说明

第一节显示区

1.LED数码管显示当前选定的被测物体的尺寸数值；

2.发光排显示粗略显示被测目标在激光束扫描宽度范围内的位置；

3.指示灯A．位置指示灯显示当前是否有测量物体（POSITION）

B．上超限，被测物体尺寸超出上偏差（HIA）

C．下超限，被测物体尺寸超出下偏差（LOA）

D．峰峰值超限（PPA）

E．10个工作状态指示灯（EXTAUTOZERO等）

第二节键盘

1.单一功能键

清零（Zero）：

按下该键把当前测量值设为零，再按下该键取消上次设置。

模式（Mode）：

循环选择自动（AUTO）/手动（MANU）/上位机控制（EXT）三种模式之一。

系统设置（Menu）：

进入系统设置菜单。

退出（ESC）：

取消本次操作或者退出一级菜单。

确认（Enter）：

确认本次操作或进入下级菜单。

2.复用键

除上述键外，其余键都是复用键，在数字输入时是数字键，在其它时间，它们具有第二功能。

测量与显示间隔INTERVAL

1、2、3：

选择平均次数的三个档位。

偏置（←+/-）：

给当前测量显示加一个偏移量。

开始（START）：

开始一次统计测量。

结束（STOP）：

结束本次统计测量。

触发（TRIG）：

在手动方式下（MANU），按下START键后，每按下一次TRIG记录一次测量值。

第三节外部开关量输入

在后面板有一组开关量输入，见图1.4.3，它们包括统计开始（STA）、统计结束（STP）、打印（PRN）、单次触发（TRG）、清零（ZER）。

它们的作用与前面板的相应按键作用相同。

其输入信号，如图1.4.4所示，最小30ms的短路信号或提供一个集电极开路的低电平信号为有效输入。

第四节菜单说明

图2.4.1是菜单系统的示意图，可以参照它进行操作。

1．主菜单

按‘Menu’键进入主菜单，它包括4项。

按上下方向键可以选择你需要的项，再按‘Enter’键进入二级菜单（按‘ESC’键退出菜单操作）：

1-设置公差1-SET

2-设置平均模式2-INT

3-设置系统状态3-SYS

4-复位与清零4-RESET

图2.4.1菜单系统示意图

2.二级菜单

1-设置公差包括名义值（11NO）、上偏差（12HI-L）、

下偏差（13LO-L）、峰峰值（14PP-L）。

例如：

设置上偏差（12HI-L）

按上下方向键可以选中该项

按‘Enter’键确认，仪器显示当前的上偏差值，例如0.005。

再次按‘Enter’即可重新设定偏差值。

数值输入后，按‘Enter’键确认本次设置有效并自动退回至上一级菜单，再按两次‘ESC’键返回到工作状态。

2-设置INTERVAL平均次数

内容是设置INTERVAL：

1、2、3三档的数值,选择平均次数。

默认1、2、3挡的平均次数分别对应9（10次/S）、45（2次/S）、90（1次/S）。

例如要提高测量速度，将当前1档的4圈平均设成1圈平均。

操作方法如下

按‘Menu’键，选择

按‘Enter’键，选择

按‘Enter’键，显示

按‘1’键并按‘Enter’，返回到

这时INTERVAL1挡的平均次数被设置为1。

3-设置系统状态

包括打印机（31PRN）、统计（32STAT）、RS232通讯波特率（33BAUd）、小数点后保留位（34digit）、校准设置（35cal）。

31PRN打印（选配）

32STAT统计测量

*注：

本菜单选中后，用‘Enter’键确认或用‘ESC’退出，都起作用。

统计测量设置菜单如下：

选中上面任一菜单，在手动/自动统计测量结束后，便将其对应的值作为默认值直接显示出来。

其余的菜单需要用上下键将其调出；在外部信号控制的统计测量结束后，其对应的值显示1秒钟后便自动返回继续测量。

例如，将

选中，进行自动统计测量得到一组数据：

峰峰值最大最小平均值

0.0051.0061.0011.0035

按上下键便分别得到

用手动模式进行统计测量：

按‘START’开始统计测量，按若干次‘TRIG’键测量后，按‘STOP’键结束统计测量，按上下键分别得到

33BAUd波特率设置

通讯波特率有5挡可选：

34digit显示小数位数

显示小数位数有4挡可选：

35cal校准

校准方法参见第五章第一节（24页）

4-复位操作

复位操作菜单中有两项选择：

41UALUE清除设置参数，包括名义值、上下偏差、峰峰值、清零值和偏移量；

42ALL总复位，就是把各项参数（打印、波特率等）设置为出厂时的默认值，但用户标定参数不变。

第三章操作例程

第一节操作过程示意

测量有三种方式：

自动、手动和上位机控制。

先介绍前两种方式。

上位机控制方式，详见测径仪通讯协议。

下图中的普通测量过程适用只测量一组柱、缝的情况；统计测量过程适用于测量移动或旋转的物体。

各种测量操作过程框图如下：

第二节操作例程

1.确保仪器可靠接地，打开电源

2.放入被测物体

如上图所示，放置测量物体时，测量目标应与扫描激光束垂直以保证测量准确。

3.在测量范围内，选择被测物体的一部分作为显示目标

仪器能同时测量出直径和直径上沿在测量区域中的位置，利用这个测量值

可以测量被测物体在测量区域中的跳动。

仪器默认显示直径测量值，按上下方向键可选择显示上眼位置测量值。

显示目标改变了，相应的清零值、偏移量等参数也随之改变。

例如上图：

默认显示为DIA，按上下方向键可循环显示GAP1测量值。

设置公差

A.上偏差和下偏差超差报警

针对所选定的测量值需要超限报警提示时，可以设置名义值，上偏差和下偏差，否则把它们设为0.0000。

详细操作见第10页公差设置。

B.最大最小值超差报警

在统计测量中，如果需要该项限制，可以设置需要数值，否则把它设为0.0000。

详细操作见第10页公差设置。

4.选择测量方式

在自动方式下，仪器将自动连续地进行测量。

在手动方式下，按一次触发键（或用外部开关触发一次）仪器进行一次测量。

。

5.触发

用于手动方式，在前面板，有一个触发键（TRIG），后面板有一个触发开关（TRG）。

它们的作用相同，触发一次测量一次。

6.统计开始和统计结束

按下统计开始START键（或用闭和外部开关一次）启动一次统计测量过程。

按下统计结束STOP键（或用闭和外部开关一次）结束本次统计测量过程。

统计测量结束后，计算并显示统计结果包括平均值、最大值、最小值、峰峰值，手动方式时还可以打印原始数据。

第四章通讯协议

本协议采用点对点主—从通讯方式，主设备PC（HOST，又称“主机”）发出请求（Query），从设备测径仪（Slave，又称“从机”）给予回应（Response）。

 1.基本通讯参数

使用RS232异步串行接口，每字节1个起始位，8个数据位（低位在先、高位在后），1个停止位，无奇偶校验位。

可使用的波特率：

1200，2400，4800，9600，19200。

 2.数据传输格式

数据传输采用文本模式，数据以ASCII码字符串形式传输。

ASCII帧（Frame）

以命令字开始，以字符回车换行（CR（0Dh）,LF（0Ah））结束。

格式如下：

 命令

数据1

结束符

字段

二进制

ASCII帧

命令

4或5个字节

4或5个字符

数据

0或n个字节

0或n个字符

结束符

2字节，0D0A

‘CR’‘LF’

 错误回应码

 异义码

名称

说明

ERROR

非法命令或数据

正常响应码

请求

回应

命令

例如：

RST.

OK

读数据命令

例如：

ROBJ1

ROBJ112.0005

写数据命令数据

例如WNOMI12.0000

OK

3.命令操作

序号

名称

命令

回应

1

复位

RST.

CLR.

OK

OK

2

小数保留位

DEC1

DEC2

DEC3

DEC4

OK

OK

OK

OK

3

平均模式

INT1

INT2

INT3

OK

OK

OK

4

单次触发

TRIG

OK

5

统计开始

STRT

OK

6

统计结束

STOP

OK

7

自动方式

AUTO

OK

8

手动方式

MANU

OK

9

常规传输

MOD1

OK

10

特殊传输

MOD2

OK

11

对当前测量值清零

ZERO

OK

12

取消清零

CLRZ

OK

以上命令的格式为（以ZERO命令为例）：

Z

E

R

O

CR

LF

命令

响应为：

O

K

CR

LF

注：

常规传输是上位机发出请求测径仪回应；特殊传输是测径仪自动发送当前显示内容。

4.数据操作

读数据命令列表：

读

数

据

命

令

名称

命令

方向

读测量目标1的数值

ROBJ1

只读

读测量目标2的数值

ROBJ2

只读

读测量目标3的数值

ROBJ3

只读

读测量目标4的数值

ROBJ4

只读

读测量目标5的数值

ROBJ5

只读

读测量目标6的数值

ROBJ6

只读

读测量目标7的数值

ROBJ7

只读

读测量目标8的数值

ROBJ8

只读

读测量目标9的数值

ROBJ9

只读

读测量目标10的数值

ROBJA

只读

读测量目标11的数值

ROBJB

只读

读测量目标12的数值

ROBJC

只读

平均值

RAVG.

只读

最大值

RMAX.

只读

最小值

RMIN.

只读

峰峰值

RMMV.

只读

以上命令格式为（以ROBJ1命令为例）：

R

O

B

J

1

CR

LF

命令

响应也为固定格式（设目标1的测量值为-12.1234）：

R

O

B

J

1

-

1

2

.

1

2

3

4

CR

LF

命令符号数据

说明：

1.符号位-为负，空格为正

2.数据为固定8位数字（3位整数，4位小数），若某位数字没有则以0填齐。

4.工作参数读写命令列表：

参数设置命令

名称

命令

方向

当前测量目标名义值

RNOMI

WNOMI

读

写

当前测量目标上偏差

RUP-L

WUP-L

读

写

当前测量目标下偏差

RLO-L

WLO-L

读

写

当前测量目标峰峰值限制

RMM-L

WMM-L

读

写

当前测量目标清零值

RZERO

只读

当前测量目偏移量

ROFFS

WOFFS

读

写

当前的平均方式

RINT.

WINT.

读

写

被测物形状

RSHA.

只读

测量目标数目

ROBJN

只读

当前显示目标

ROBJS

WOBJ

读

写

以上读命令的格式为（以RNOMI命令为例）：

R

N

O

M

I

CR

LF

命令

响应为（设当前目标的名义值为12.1234）：

R

N

O

M

I

1

2

.

1

2

3

4

CR

LF

命令符号数据（7位）

写命令为（设置当前目标的名义值为0.5678）：

W

N

O

M

I

0

.

5

6

7

8

CR

LF

命令符号数据（6位）

说明：

1.符号位-为负，空格为正。

2.数据为固定8位数字（3位整数，4位小数），若某位数字没有则以0填齐。

WINT.和WOBJ格式与上述写命令不同：

写当前平均方式的参数（例如写当前平均次数为28）：

W

I

N

T

.

0

2

8

CR

LF

写当前显示目标（例如将当前显示设定为第9个值）

W

O

B

J

9

CR

LF

第五章仪器维护

第一节校准

校准方法：

1.准备标定棒（建议大小与实际的被测尺寸接近）。

2.确保标定棒表面干净光滑，将其放入测量区正中。

开机将测量间隔设为1s（按INTERVAL的3键），预热5分钟。

3.按‘Menu’键进入主菜单，用上下箭头键选择：

按‘Enter’键进入并用上下箭头键选择：

按‘Enter’键进入：

3511出厂时的默认标定参数，任何时候选中它都可以恢复出厂标定状态。

3522上一次校准后的参数

3533进行新的校准

用上下箭头键选择：

按‘Enter’键输入标准数值，按‘Enter’键确认，等待校准完毕显示校准后的数值。

　当选择并确认

仪器从新起用出厂设置。

当选择并确认

仪器起用上次校准后的设置。

第二节清洁窗口

　　如果在测量区测量光滑棒时测量值出现大的跳动，这可能是由于窗口玻璃表面有灰尘引起的，此时还可以用示波器查看控制器后面板的波形输出端子（WAVEFORM），如果出现下图所示的情形，就要清洁传感器的发射和接收窗口。

用无水酒精棉轻轻地擦拭发射和接受窗口玻璃表面即可。

如果经过擦拭，仍然不能正常使用，则可能是由于其他原因引起，敬请与经销商联系。

图5.2.1波形输出

第六章　常见问题与注意事项

1.开机后不工作，显示窗口无显示

检查电源线和连接电缆是否正确连接；

检查控制器后面板电源插座内的保险管是否烧断。

2.正常开机后，放入被测物体仍然不工作。

检查传感器激光发射和接受窗口挡板，是否打开。

检查扫描激光束是否正常。

检查被测物体、窗口是否清洁，或者有小毛刺。

3.请勿直视从传感器出射的激光束，以免对眼睛造成伤害。

4.使用前请确认测径仪的控制器接地端子可靠接地。

第七章附录

1.控制器安装尺寸图

图8.1控制器安装尺寸图

2.传感器安装尺寸图