欧美在线观看视频网站,亚洲熟妇色自偷自拍另类,啪啪伊人网,中文字幕第13亚洲另类,中文成人久久久久影院免费观看 ,精品人妻人人做人人爽,亚洲a视频

用于精密加工的多通道數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控裝置的制作方法

文檔序號:6282626閱讀:296來源:國知局
專利名稱:用于精密加工的多通道數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控裝置的制作方法
技術領域
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)處理與現(xiàn)場性能量監(jiān)控裝置,尤其是涉及一種用于精密加工環(huán)境的 多通道數(shù)據(jù)處理及監(jiān)控裝置。
背景技術
目前,精密、超精密技術在我國的應用已不再局限于國防尖端和航空航天等少數(shù)領域, 它已擴展到國民經濟的許多領域,應用規(guī)模也有較大增長。計算機、現(xiàn)代通信、影視傳播等 行業(yè)都需要精密、超精密加工設備作為其迅速發(fā)展的支撐條件。計算機磁盤、錄像機磁頭、 激光打印機的多面棱鏡、復印機的感光筒等零部件的精密、超精密加工,采用的都是高效的 大批量自動化生產方式。
美國、英國、日本、德國、荷蘭等發(fā)達國家的精密、超精密加工技術居世界前列。這方 面的技術不僅用于軍事部門,也大量用于民用產品的生產。
通常,按加工精度劃分,機械加工可分為一般加工、精密加工、超精密加工三個階段。 由于生產技術的不斷發(fā)展,劃分的界限將逐漸向前推移,過去的精密加工對今天來說已是普 通加工,因此,其劃分的界限是相對的,且在具體數(shù)值上至今沒有固定。
目前工業(yè)發(fā)達國家的一般企業(yè)己能穩(wěn)定掌握3 Hm的加工精度,通常稱低于此值的加工為 普通精度加工,而高于此值的加工則稱之為高精度加工。在高精度加工的范疇內,根據(jù)精度 水平的不同,分為3個檔次
精度為3 0.3 pm,粗糙度為0.3 0.03pm的叫精密加工;
精度為0.3 0.03 nm,粗糙度為0.03 0.005 ^irn的叫超精密加工,或亞微米加工; 精度為0.03 ^m30nm,粗糙度優(yōu)于0.005 pm以上的則稱為納米加工。 精密加工所要解決的問題, 一是加工精度,包括形位公差、尺寸精度及表面狀況,有時
有無表面缺陷也是這一問題的核心;二是加工效率,有些加工可以取得較好的加工精度,卻
難以取得高的加工效率。
隨著現(xiàn)代制造業(yè)的不斷發(fā)展,精密加工技術在今天顯得越來越重要,精密加工技術已成
為目前高科技技術領域的基礎,提高精密加工的精度已成為目前迫在眉睫的問題,同時對加
工環(huán)境的要求也越來越嚴苛。但在精密加工過程中,不可避免地存在發(fā)熱、形變、機械工作
3不穩(wěn)定等問題,不僅會導致機械傳遞誤差增大,工件表面加工質量低劣、加工精度降低,也 會帶來刀具磨損加劇、維修費用增大等一系列問題。因此,為了確保精密加工裝置的加工精 度,提高加工裝置的工作穩(wěn)定性和工件的加工質量,降低廢品、次品率,開發(fā)高精度的測試 系統(tǒng),對加工過程中的動部件、靜部件中易影響工件精度的各種環(huán)境因素進行實時監(jiān)控,成 了促進精密加工技術的發(fā)展,應深入研究和探討的其中一個問題。
公開號為CN1084796的中國發(fā)明專利申請?zhí)峁┮环N無觸點表面定位測量監(jiān)控裝置,由機 械部分、光學部分、控制電路部分及微處理器組成,機械部分以磨床為主體,以光束為探測 手段,由發(fā)光管、經透鏡照射到加工件上,然后通過物鏡照射到光電器件上成像,由光信號 變成電信號,而后輸入到微處理器,其優(yōu)點是采用光電控制系統(tǒng),提高了加工精度,提高了 工效,可用于各種機械精密加工。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對精密加工的要求和目前的檢測系統(tǒng)只對精密加工過程中單一性能 量進行監(jiān)控的不足,提供一種用于精密加工的多通道數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控裝置。
本發(fā)明設有信號采集電路、傳輸接口電路和控制電路;信號采集電路設有數(shù)字溫度傳感 器、位移信號采集電路和振動信號采集電路;傳輸接口電路設有多通道接口電路、RS-232串 口通信電路和無線收發(fā)設備;控制電路設有微處理器控制電路和計算機;微處理器控制電路 分別接數(shù)字溫度傳感器、位移信號采集電路和振動信號采集電路,RS-232串口通信電路輸入 端接多通道接口電路輸出端,無線收發(fā)設備與RS-232串口通信電路連接,RS-232串口通信 電路與計算機連接。
位移信號采集電路設有位移傳感器、位移信號濾波電路、位移信號放大電路和位移信號 A/D轉換電路,位移信號濾波電路輸入端接位移傳感器輸出端,位移信號放大電路輸入端接 位移信號濾波電路輸出端,位移信號A/D轉換電路輸入端接位移信號放大電路輸出端。
振動信號采集電路設有振動傳感器、振動信號濾波電路、振動信號放大電路和振動信號 A/D轉換電路,振動信號濾波電路輸入端接振動傳感器輸出端,振動信號放大電路輸入端接 振動信號濾波電路輸出端,振動信號A/D轉換電路輸入端接振動信號放大電路輸出端。
數(shù)字溫度傳感器輸出端、位移信號A/D轉換電路輸出端和振動信號A/D轉換電路輸出端 分別接微處理器控制電路輸入端。
本發(fā)明采用先進的智能數(shù)字溫度傳感器,將其分別置于精密加工裝置的各個溫度測量點, 該傳感器能對所采集的溫度信號進行濾波、放大和A/D轉換處理,處理后的數(shù)字溫度信號暫 存于器件中的高速數(shù)據(jù)暫存器中,并由該溫度傳感器向控制總線發(fā)送檢測完成的信號通知主機提取該信號。每個數(shù)字溫度傳感器都有唯一的編號,當主機需要對其中一個傳感器進行操 作時,就以"點名"的方式告知。因此,可以將多個溫度傳感器的數(shù)據(jù)線連接到一起而不會 產生數(shù)據(jù)沖突與混亂。
將若干個負責對位移即加工動部件和靜部件的形變量進行采集的激光式位移傳感器分別 置于精密加工裝置的各個位移測量點,該位移傳感器將采集的位移信號經濾波、放大處理后 可以以數(shù)字信號或者模擬信號兩種形態(tài)輸出。能檢測工件的翹度、傾斜度、曲度等量。每個 位移傳感器數(shù)據(jù)線占用單片機不同的I/O 口, I/O的編號即為傳感器的編號,計算機據(jù)此來 控制和區(qū)分各路傳感器。
將若干個對振動信號進行采集的電荷輸出的壓電式加速度計分別置于精密加工裝置的各 個振動測量點,然后將所采集的振動信號轉換成電荷信號輸出,經由放大器放大后傳至A/D 轉換電路進行A/D轉換,處理后的振動數(shù)字信號同暫存于數(shù)據(jù)暫存器,同時向控制總線發(fā)送 檢測完成的信號通知主機提取該信號。同樣地,每個振動傳感器數(shù)據(jù)線占用單片機不同的I/O 口, 1/0的編號即為傳感器的編號,計算機據(jù)此來控制和區(qū)分各路傳感器。
傳輸接口電路中負責有線通信的是RS-232串口通信電路,主要功能是將數(shù)據(jù)暫存器中的 數(shù)字信號TTL電平轉換成計算機串口的RS-232通信電平,并將其傳至計算機。如需無線傳輸, 則在RS-232串口通信電路后接無線通信的收發(fā)設備,在計算機處也接上該設備即可。
在計算機控制電路中,微處理器控制電路經由傳輸接口電路與信號采集電路中的數(shù)據(jù)暫 存器相連,獲取信號采集電路處理后的信號,根據(jù)一階差分法剔除采樣數(shù)據(jù)中的奇異點即有 明顯錯誤的個別數(shù)據(jù),并將其以數(shù)據(jù)或圖形顯示??刂葡到y(tǒng)根據(jù)精密加工裝置預設的加工精 度和數(shù)學模型給出反饋控制信號,實現(xiàn)對加工精度的監(jiān)控。
在本發(fā)明的軟件界面中可以選擇多個通道所要測量的性能值類別,能根據(jù)用戶的選擇來 調用不同的信號處理程序,結構簡單,使用方便的特點和極強的抗干擾糾錯能力,適用于有 著高精度要求的精密加工裝置、加工環(huán)境,具有廣闊的應用前景和市場潛力。


圖1為本發(fā)明實施例的結構組成框圖。
圖2為本發(fā)明實施例的工作流程圖。
圖3為本發(fā)明實施例的A/D轉換電路組成原理圖。
圖4為本發(fā)明實施例的微處理器控制電路、計算機和數(shù)字溫度傳感器電路組成原理圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步闡述。如圖1所示,本發(fā)明設有信號采集電路、傳輸接口電路和控制電路。信號采集電路設有 數(shù)字溫度傳感器3、位移信號采集電路和振動信號采集電路。
位移信號采集電路設有位移傳感器1、位移信號濾波電路41、位移信號放大電路51和位 移信號A/D轉換電路61,位移信號濾波電路41輸入端接位移傳感器1輸出端,位移信號放 大電路51輸入端接位移信號濾波電路41輸出端,位移信號A/D轉換電路61輸入端接位移信 號放大電路51輸出端;
振動信號采集電路設有振動傳感器2、振動信號濾波電路42、振動信號放大電路52和振 動信號A/D轉換電路62,振動信號濾波電路42輸入端接振動傳感器2輸出端,振動信號放 大電路52輸入端接振動信號濾波電路51輸出端,振動信號A/D轉換電路62輸入端接振動信 號放大電路52輸出端。
傳輸接口電路設有多通道接口電路8、 RS-232串口通信電路9和無線收發(fā)設備10。
控制電路設有微處理器控制電路7和計算機11。
數(shù)字溫度傳感器3、位移信號A/D轉換電路61和振動信號A/D轉換電路62分別接微處 理器控制電路7。微處理器控制電路7輸出端接多通道接口電路8輸入端,多通道接13電路8 輸出端接RS-232串口通信電路9輸入端,RS-232串口通信電路9輸出端接無線收發(fā)設備10, 無線收發(fā)設備10與計算機11連接。微處理器控制電路7的輸出端分別與數(shù)字溫度傳感器3、 位移傳感器1和振動傳感器2連接。
使用時,分別將位移傳感器、振動傳感器和溫度傳感器置于加工現(xiàn)場,振動信號和位移 信號經濾波電路濾波、放大電路放大處理后傳至A/D轉換電路進行A/D轉換,經一系列前端 處理電路的數(shù)據(jù)處理后的數(shù)字信號傳至單片機等待傳輸;而溫度傳感器輸出的數(shù)字信號則直 接經數(shù)字信號通道傳至單片機等待傳輸。對于有線傳輸要求的數(shù)據(jù),單片機通過多通道接口 電路和將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絉S-232串口通信電路與計算機進行數(shù)據(jù)交換。而對于無線傳輸要求的數(shù) 據(jù),經過RS-232串口通信電路傳至無線收發(fā)設備,經由無線傳輸通道到控制計算機前的無線 收發(fā)設備,這樣計算機就能獲取現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行進一步的處理。而計算機對現(xiàn)場設備的控制同 樣可以選擇有線或無線兩種傳輸模式。對于無線傳輸模式來說,計算機將工作參數(shù)發(fā)送給 RS-232串口通信電路,經無線收發(fā)設備將數(shù)據(jù)傳至工作現(xiàn)場的RS-232串口通信電路,然后 數(shù)據(jù)依次傳至多通道接口電路、單片機,由單片機實現(xiàn)對傳感器工作的控制。而有限傳輸模 式則是由計算機前端的RS-232串口通信電路直接實現(xiàn)與現(xiàn)場的RS-232串口通信電路的通信。
在將各種性能量傳感器置于精密加工裝置中的動部件和靜部件的各個待測點,檢測前計 算機先對性能傳感器類型、數(shù)據(jù)傳輸通道、通道增益、A/D轉換電路工作方式、單片機內部控制字等系統(tǒng)參數(shù)進行設置。設置完成后,計算機根據(jù)這些參數(shù)經由總線向單片機發(fā)送系統(tǒng) 參數(shù),再由單片機完成對傳感器工作參數(shù)的設置并且通知被"點名"的傳感器開始采集信號。
對于溫度待測信號,計算機先選擇溫度傳感器、數(shù)據(jù)傳輸通道和對溫度傳感器以及單片 機內部控制字等系統(tǒng)參數(shù)進行設置。計算機將該次檢測的系統(tǒng)參數(shù)送至單片機,每個溫度傳 感器都有自己唯一的出廠編號,單片機據(jù)此以"點名"的方式選擇一個或者依次選擇多個溫 度傳感器,先向其發(fā)送一個復位信號,溫度傳感器完成復位后告知單片機,單片機通知溫度 傳感器要進行工作參數(shù)的寫入,并在總線上準備好數(shù)據(jù),溫度傳感器完成工作參數(shù)的設置后 反饋完成信號,單片機收到該參數(shù)后即通知溫度傳感器開始溫度信號的采集,并做好溫度數(shù) 據(jù)的接收。由于本發(fā)明采用數(shù)字溫度傳感器,能對所采集的原始溫度信號進行濾波、放大和 A/D轉換處理,處理后的數(shù)字溫度信號存放于器件中的高速數(shù)據(jù)暫存器中,并發(fā)出采樣完成 的信號通知單片機提取該信號。單片機接收到數(shù)字溫度信號后立即通知計算機提取該信號。 計算機根據(jù)溫度轉換的數(shù)學模型將數(shù)字溫度信號轉換成攝氏溫度直觀地顯示出來。
對于位移待測信號,計算機先選擇位移傳感器和數(shù)據(jù)傳輸通道,之后對單片機和位移傳 感器的內部控制字等系統(tǒng)參數(shù)進行設置。計算機將該次檢測的系統(tǒng)參數(shù)送至單片機,每個傳 感器數(shù)據(jù)線占用單片機不同的1/0口, I/O的編號即為傳感器的系統(tǒng)編號,計算機據(jù)此來控 制和區(qū)分各路傳感器,單片機也是據(jù)此以"點名"的方式選擇一個或者依次選擇多個位移傳 感器。單片機先向傳感器發(fā)送一個復位信號,等待復位完成后發(fā)送工作參數(shù),該傳感器可以 以模擬量和數(shù)字量兩種方式輸出所采集的位移性能量,采樣完成后通知單片機提取該信號。 單片機接收后立即通知計算機提取該信號。計算機根據(jù)正反式激光傳感器顯示的數(shù)學模型直 接輸出位移量或者以曲線的方式顯示模擬量。
對于振動待測信號,同樣地,計算機先選擇振動傳感器和數(shù)據(jù)傳輸通道,之后對通道增 益,A/D轉換器和單片機內部控制字等系統(tǒng)參數(shù)進行設置。計算機將該次檢測的系統(tǒng)參數(shù)送 至單片機,每個傳感器數(shù)據(jù)線占用單片機不同的I/0口, 1/0的編號即為傳感器的系統(tǒng)編號, 計算機據(jù)此來控制和區(qū)分各路傳感器,單片機也是據(jù)此以"點名"的方式選擇一個或者依次 選擇多個振動傳感器。單片機先向A/D轉換設備發(fā)送一個復位信號,復位完成后發(fā)送工作參 數(shù),A/D轉換器完成工作參數(shù)的設置后會自動對經電荷放大器放大后的電荷信號進行濾波和 模數(shù)轉換,而濾波的頻率通道、校準方式、二次增益都是在工作參數(shù)設置的時候完成的。本 發(fā)明采用了 24位高精度的模數(shù)轉換方式,處理后的數(shù)字振動信號存放于A/D轉換電路的數(shù)據(jù) 暫存器中,并發(fā)出采樣完成的信號通知單片機提取該信號。單片機接收后立即通知計算機提 取該信號。計算機根據(jù)壓電式加速度計和模數(shù)轉換的數(shù)學模型將數(shù)字信號轉換成振幅顯示。傳輸接口電路由多通道接口電路、RS-232串口通信電路和無線收發(fā)設備組成。RS-232是
現(xiàn)在常用的有線通訊模式,其通訊距離可達15M,基本上滿足了加工現(xiàn)場的數(shù)據(jù)傳輸要求。
所有的系統(tǒng)參數(shù)和現(xiàn)場性能量都是通過這種方式實現(xiàn)計算機與現(xiàn)場信號采集處理器的數(shù)據(jù)交
換。目前,很多加工現(xiàn)場是工作人員不可進入的封閉加工空間,為了適用于這種封閉環(huán)境,
本發(fā)明設計了無線收發(fā)設備,該設備選用國家公用的頻率段,分別在計算機的串口通信前端 和單片機串口通信前端接無線通信的收發(fā)設備即可進行數(shù)據(jù)的無線通信。
控制電路是整個系統(tǒng)的控制核心,控制電路由微處理器控制電路和計算機組成。在系統(tǒng) 開始工作之前,控制電路軟件負責'對各項工作參數(shù)的設置。完成設置后,自動通知工作現(xiàn)場 的前端設備開始現(xiàn)場性能量的采集。而微處理器控制電路則根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)和各性能量信號轉 換協(xié)議生成監(jiān)控所需的數(shù)學模型。前端設備完成性能量的采集和數(shù)據(jù)處理后經由總線將信號 傳至計算機的微處理器控制電路,該電路根據(jù)預先生成的數(shù)學模型進行計算與顯示,以最直 觀和最容易理解的方式告知現(xiàn)場工作人員檢測結果是否滿足加工要求,如不符則立即報警。
如圖2所示,工作流程如下首先進行通道選擇,可選擇單個通道,同時也支持多個通 道的復選,然后進行監(jiān)控系統(tǒng)的參數(shù)設定包括傳感器類型、濾波要求、增益參數(shù)、A/D轉換 電路工作背景等,微處理器控制電路則根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)和各性能量信號轉換協(xié)議生成監(jiān)控所需 的數(shù)學模型。信號采集電路收到計算機的命令后開始檢測,各傳感器開始采集數(shù)據(jù)信號,然 后對數(shù)據(jù)進行濾波、放大和A/D轉換等一系列的處理,系統(tǒng)根據(jù)處理后的數(shù)據(jù)判斷檢測結果 是否滿足加工要求,如果在精度允許范圍內,則繼續(xù)實施監(jiān)控,如果超出精度要求立即報警。
圖3給出本發(fā)明實施例的A/D轉換電路組成原理圖。其中,7-AIN(+)和8-AIN(-)為模擬 信號輸入端,若是位移信號,則由21-P2.0/A8端輸出;若為振動信號,則由22-P2.1/A9端輸 出。在圖3中,集成電路U1為24位AD轉換芯片,U2為89C52型;電容Cl為10p, C2 和C3為O.ln, C4為1.0p,C5禾卩C6為30 p;電阻R1為12.5K,石英晶體Yl為11.0592MHz。
圖4給出本發(fā)明實施例的微處理器控制電路、計算機和數(shù)字溫度傳感器電路組成原理圖。 集成電路Ul為MAX232型,U2為89C52型;電容C1 C5為ljif, C6和C7為30 pf;電阻 R1 R4為300Q, R5為10KQ, R6為4.7KQ;石英晶體Yl為11.0592M Hz;接插座Jl為 DB9型;開關Sl為SW-PB型;數(shù)字溫度傳感器A為DS18B20型 其中集成電路U2的 26-P2.5/A13腳為信號輸入端,集成電路U2的23-P2.2/A10腳為溫度信號輸出端。
8
權利要求
1. 用于精密加工的多通道數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控裝置,其特征在于設有信號采集電路、傳輸接口電路和控制電路;信號采集電路設有數(shù)字溫度傳感器、位移信號采集電路和振動信號采集電路;傳輸接口電路設有多通道接口電路、RS-232串口通信電路和無線收發(fā)設備;控制電路設有微處理器控制電路和計算機;微處理器控制電路分別接數(shù)字溫度傳感器、位移信號采集電路和振動信號采集電路,RS-232串口通信電路輸入端接多通道接口電路輸出端,無線收發(fā)設備與RS-232串口通信電路連接,RS-232串口通信電路與計算機連接。
2. 如權利要求1所述的用于精密加工的多通道數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控裝置,其特征在于位移信 號采集電路設有位移傳感器、位移信號濾波電路、位移信號放大電路和位移信號A/D轉換電 路,位移信號濾波電路輸入端接位移傳感器輸出端,位移信號放大電路輸入端接位移信號濾 波電路輸出端,位移信號A/D轉換電路輸入端接位移信號放大電路輸出端。
3. 如權利要求l所述的用于精密加工的多通道數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控裝置,其特征在于振動信 號采集電路設有振動傳感器、振動信號濾波電路、振動信號放大電路和振動信號A/D轉換電 路,振動信號濾波電路輸入端接振動傳感器輸出端,振動信號放大電路輸入端接振動信號濾 波電路輸出端,振動信號A/D轉換電路輸入端接振動信號放大電路輸出端。
4. 如權利要求1所述的用于精密加工的多通道數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控裝置,其特征在于微處理 器控制電路輸入端分別接數(shù)字溫度傳感器輸出端、位移信號A/D轉換電路輸出端和振動信號 A/D轉換電路輸出端。
全文摘要
用于精密加工的多通道數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控裝置,涉及一種數(shù)據(jù)處理與現(xiàn)場性能量監(jiān)控裝置,提供一種用于精密加工的多通道數(shù)據(jù)處理與監(jiān)控裝置。設有信號采集電路、傳輸接口電路和控制電路;信號采集電路設有數(shù)字溫度傳感器、位移信號采集電路和振動信號采集電路;傳輸接口電路設有多通道接口電路、RS-232串口通信電路和無線收發(fā)設備;控制電路設有微處理器控制電路和計算機;微處理器控制電路分別接數(shù)字溫度傳感器、位移信號采集電路和振動信號采集電路,RS-232串口通信電路輸入端接多通道接口電路輸出端,無線收發(fā)設備與RS-232串口通信電路連接,RS-232串口通信電路與計算機連接。
文檔編號G05B19/048GK101424931SQ20081007208
公開日2009年5月6日 申請日期2008年11月7日 優(yōu)先權日2008年11月7日
發(fā)明者李芊芊, 郭隱彪 申請人:廈門大學
網友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
1
祁门县| 文登市| 南丰县| 班玛县| 阜新市| 象山县| 安泽县| 新昌县| 伊金霍洛旗| 米易县| 天台县| 平潭县| 东丽区| 兴义市| 德清县| 奉化市| 晋城| 罗平县| 关岭| 乡宁县| 东兰县| 龙泉市| 射洪县| 成安县| 太康县| 浙江省| 尖扎县| 乾安县| 忻州市| 尚义县| 玛沁县| 宜君县| 浠水县| 潮州市| 名山县| 巨野县| 福清市| 岳池县| 双峰县| 阿拉善左旗| 双柏县|