CN202934445U - 一种主动测量仪的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及机械加工自动化设备，尤其涉及机床的主动测量仪。本实用新型的主动测量仪的控制装置，包括：电源转换模块、数字/模拟信号转换模块、模拟/数字信号转换模块、信号调理模块、显示模块、微处理器模块、可编程逻辑器件模块、继电器模块。本实用新型的方案采用强大的数据处理能力和丰富的计算功能的ARM以及CPLD芯片模块，具有多任务处理能力，较高性价比，可以实现一种测量精度更高、显示更直观、测量范围及控制点更易于调整和智能化程度高的主动测量仪，以适应市场竞争的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械加工自动化设备，尤其涉及机床的主动测量仪。
背景技术
随着市场对各种精密零件精度要求越来越高，加工手段在不停的更新换代，检测手段也在不断地提升；为了降低成本提高效率，主动测量仪也随之到了广泛的应用；主动测量主要分为：磨加工在线测量系统、数控机床在线测量系统等。磨加工主动测量仪主要用于在线测量；磨加工主动测量仪是指在机械加工过程中，由测量装置始终测量着工件的尺寸，并将其尺寸变化量随时传递给控制仪，再由控制仪发出信号（如粗磨、精磨、光磨、到尺寸等信号）控制机床的动作。由于它能使操作人员无需停机就能测量工件，减少了劳动强度，提高了生产效率，降低了废品率，同时加工出的工件尺寸一致性较高，特别适应于在大批量流水线作业中使用，如汽车零部件、轴承零件的加工等。主动测量仪主要由测量装置、驱动装置、控制装置三部分组成。
测量装置是：在砂轮磨削工件的过程中，装置的两个金刚石测子始终接触工件表面，将工件直径的变化量通过测子、杠杆，使得装置中的磁芯和电感线圈的位置产生相对位移，从而将尺寸的变化转换为电感量的变化。测量装置俗称测头，起着把被测参数的变化量转化为测量信号的作用，它是测量仪的主体。
驱动装置是：测量装置的进退由油压驱动装置来带动，工件安装好后，砂轮快速前进，同时驱动油缸也带动主动测量装置进入测量工位。磨削到尺寸后砂轮快速退回，驱动油缸带动主动测量装置退出测量工位，以便于操作者装卸工件。 油压驱动装置是主动测量装置与机床的连接部件，负责将装置进入或退出测量工位，通过对前后微调机构的调整，可以使装置的触头对准工件中心。
控制装置是：控制仪将装置输出的电感信号经过相敏整流、放大，发出粗磨、精磨、光磨、到尺寸等信号给磨床控制系统，磨床控制系统接收到信号后控制机床的进给机构，从而达到控制工件尺寸的目的。
目前主动测量仪普遍存在着测量精度差、精度不稳定、显示不够直观、测量范围及控制点调整不方便等缺点。在检测方面，在线接触检测比离线测量要复杂得多，很多问题（现场干扰，软件实时性等）未得到很好解决。尤其是主动测量仪的控制装置，目前产品基本上都是停留在以单片机为核心的微机化仪表的水平上，甚至有的还仍然在指针式仪表阶段。它们存在测量精度不高、显示不够直观、测量范围及控制点调整不方便和智能化程度低等缺点。因此，研究和开发高性能的智能主动测量控制仪器对于促进精密机械加工和自动化技术的发展，提高设备的性能和自动化水平有着重要的意义。
实用新型内容
因此，为了实现一种测量精度更高、测量更稳定，且显示直观而测量可控可调的主动测量仪，本实用新型对主动测量仪的控制装置提出改进方案。
本实用新型的具体技术方案是：
一种主动测量仪的控制装置，包括：电源转换模块、数字/模拟信号转换模块、模拟/数字信号转换模块、信号调理模块、显示模块、微处理器模块、可编程逻辑器件模块、继电器模块，其中电源转换模块输入端外接开关电源的输出端，电源转换模块输出供电至上述的显示模块、微处理器模块、可编程逻辑器件模块、数字/模拟信号转换模块和模拟/数字信号转换模块，信号调理模块的输入端外接至测量装置的传感器信号输出端，信号调理模块的输出端依次串联模拟/数字信号转换模和数字/模拟信号转换模块，模拟/数字信号转换模块输出端连接可编程逻辑器件模块的输入端口，可编程逻辑器件模块的输入端口还外接至测量装置的传感器信号输出端，可编程逻辑器件模块的端口还与微处理器模块的端口连接，微处理器模块的输出端口连接至显示模块的输入端口，可编程逻辑器件模块的输出端口连接至继电器模块，继电器模块的输出端口外接机床的控制信号输入端。
进一步的，所述的微处理器模块是ARM处理器芯片。
更进一步的，所述的ARM处理器芯片的型号是AT91SAM7S64。
进一步的，所述的可编程逻辑器件模块是CPLD芯片。
更进一步的，所述的CPLD芯片的型号是EPM570T144C5N。
进一步的，所述的电源转换模块分两路输出：一路是输出12V直流电压，另一路是输出3.3V直流电压。
进一步的，所述的显示模块是LED显示模块。
进一步的，还包括一通信模块，该通信模块的端口连接于微处理器模块的端口。
本实用新型采用如上技术方案，采用强大的数据处理能力和丰富的计算功能的ARM以及CPLD芯片模块，具有多任务处理能力，较高性价比，可以实现一种测量精度更高、显示更直观、测量范围及控制点更易于调整和智能化程度高的主动测量仪，以适应市场竞争的特点。
附图说明
图1是实施例1的模块连接图；
图2是实施例2的模块连接图；
图3是实施例2的电路原理简图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
实施例1：
参阅图1所示，该实施例的主动测量仪的控制装置，包括：电源转换模块1、数字/模拟信号转换模块（DAC）2、模拟/数字信号转换模块（ADC）3、信号调理模块4、显示模块5、微处理器模块6、可编程逻辑器件模块7、继电器模块8，其中电源转换模块1输入端外接开关电源的输出端21，电源转换模块1输出供电至上述的显示模块5、微处理器模块6、可编程逻辑器件模块7、数字/模拟信号转换模块2和模拟/数字信号转换模块3，信号调理模块4的输入端外接至测量装置的传感器信号输出端22，信号调理模块4的输出端依次串联模拟/数字信号转换模和数字/模拟信号转换模块2，模拟/数字信号转换模块3输出端连接可编程逻辑器件模块7的输入端口，可编程逻辑器件模块7的输入端口还外接至测量装置的传感器信号输出端22，可编程逻辑器件模块7的端口还与微处理器模块6的端口连接，微处理器模块6的输出端口连接至显示模块5的输入端口，可编程逻辑器件模块7的输出端口连接至继电器模块8，继电器模块8的输出端口外接机床的控制信号输入端23。优选的，所述的微处理器模块6是ARM处理器芯片。所述的可编程逻辑器件模块7是CPLD（复杂可编程逻辑器件）芯片。所述的显示模块5是LED显示模块。
实施例2：
参阅图2所示，该实施例的主动测量仪的控制装置是在实施例1的基础上，还额外包括一通信模块9，该通信模块9的端口连接于微处理器模块6的端口。通过该通信模块9可以连接于上位机，通过上位机进行该控制装置的软件升级。其他相同的模块部分与实施例1完全相同，于此不再赘述。
参阅图3所示，是实施例2的电路原理简图。该主动测量仪的控制装置的电源由外部的开关电源，开关电源的变压器输出端21提供5V，15V和0V三种电压，15V的电压经过电源转换模块1的L7812ＣＶ和L7912CV芯片产生12V电压，提供电源给运放器TL082C、TL072C、TL062C， 数模转换器DAC0800LCM，模数转换器ADG1206等芯片，产生3.3V电压提供给ARM处理器芯片AT91SAM7S64和CPLD芯片EPM570T144C5N以及其他芯片。
测量装置的传感器信号输出端22的输入信号为传感器根据加工器件尺寸变化产生的模拟信号，输入的5个端口分别是OSC、GND、SCIS1、SCIS2、NetCN1A_6。输入的引脚三信号与反相的引脚四信号叠加，通过拨码开关决定是否叠加引脚五、六的信号，再经过低通滤波器滤除高次谐波以及放大，产生G1LO和G1HI信号，送入模拟多路复用器芯片ADG1208，通过MAX II系列CPL芯片（EPM570T144C5N）的输出端GSEL0、 GSEL1、 GSEL2 ，3个端口进行模拟信号选择，控制输出AD_TEMP信号，输入到ADC芯片AD7610，进行模数转换。AD7610是一块16位电荷再分配逐次逼近型架构模数转换器。它将模拟信号转化成8位2进制数，传送到芯片EPM570T144C5N中。DAC芯片DAC0800LCM将8位数字信号转化为模拟信号，DA转化基准电压与DA转化电流输出进过低通滤波、整流并放大产生INC2A_5信号，与下次的采样的模拟信号累加，通过算法求平均值滤波。由ARM处理器芯片AT91SAM7S64处理来进行信号控制，并且通过I2C借口输出信号SDL\SDA\IRQ到显示模块。ARM处理器芯片AT91SAM7S64产生控制信号通过光电耦合器后经继电器控制粗磨、精磨、光磨、退刀信号的通断。
显示模块5的单片机采用ZLG芯片，利用两线串口协议，通过芯片LJ245A产生信号与ARM处理器芯片AT91SAM7S64的引脚PA3和PA4，以及PA31控制ZLG芯片的SCL，SDA，IRQ完成厚度显示连接，实现对显示部分的控制。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种主动测量仪的控制装置，包括：电源转换模块、数字/模拟信号转换模块、模拟/数字信号转换模块、信号调理模块、显示模块、微处理器模块、可编程逻辑器件模块、继电器模块，其中电源转换模块输入端外接开关电源的输出端，电源转换模块输出供电至上述的显示模块、微处理器模块、可编程逻辑器件模块、数字/模拟信号转换模块和模拟/数字信号转换模块，信号调理模块的输入端外接至测量装置的传感器信号输出端，信号调理模块的输出端依次串联模拟/数字信号转换模和数字/模拟信号转换模块，模拟/数字信号转换模块输出端连接可编程逻辑器件模块的输入端口，可编程逻辑器件模块的输入端口还外接至测量装置的传感器信号输出端，可编程逻辑器件模块的端口还与微处理器模块的端口连接，微处理器模块的输出端口连接至显示模块的输入端口，可编程逻辑器件模块的输出端口连接至继电器模块，继电器模块的输出端口外接机床的控制信号输入端。
2.根据权利要1所述的主动测量仪的控制装置，其特征在于：所述的微处理器模块是ARM处理器芯片。
3.根据权利要2所述的主动测量仪的控制装置，其特征在于：所述的ARM处理器芯片的型号是AT91SAM7S64。
4.根据权利要1所述的主动测量仪的控制装置，其特征在于：所述的可编程逻辑器件模块是CPLD芯片。
5.根据权利要4所述的主动测量仪的控制装置，其特征在于：所述的CPLD芯片的型号是EPM570T144C5N。
6.根据权利要1所述的主动测量仪的控制装置，其特征在于：所述的电源转换模块分两路输出：一路是输出12V直流电压，另一路是输出3.3V直流电压。
7.根据权利要1所述的主动测量仪的控制装置，其特征在于：所述的显示模块是LED显示模块。
8.根据权利要1所述的主动测量仪的控制装置，其特征在于：还包括一通信模块，该通信模块的端口连接于微处理器模块的端口。
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| CN 201220544119 CN202934445U (zh) | 2012-10-23 | 2012-10-23 | 一种主动测量仪的控制装置 |
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| CN106610261A (zh) * | 2016-10-17 | 2017-05-03 | 陈畅 | 一种圆度测量仪 |
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- 2012-10-23 CN CN 201220544119 patent/CN202934445U/zh not_active Expired - Fee Related
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Granted publication date: 20130515 Termination date: 20171023 |