CN206689556U - 信号处理装置及火花机控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种信号处理装置及火花机控制系统，涉及火花机技术领域，包括信号输入端口、差分处理器和信号输出端口；所述信号输入端口用于将所述位移检测装置检测的目标对象的轴向位移检测信号传递给所述差分处理器；所述差分处理器，用于将所述轴向位移检测信号进行差分处理，得到差分信号；所述信号输出端口，用于将所述差分信号传递给火花机控制系统中的位移控制装置，以使所述位移控制装置根据所述差分信号控制目标对象轴向移动，解决火花机放电过程对位移信号造成极大干扰，导致对主轴和/或机床运动的闭环控制精确度低，工件加工精度低的技术问题，达到了提高位移检测信号抗干扰能力、提高闭环控制准确度，提高工件加工精度的技术效果。

Description

信号处理装置及火花机控制系统

技术领域

本实用新型涉及火花机技术领域，尤其是涉及一种信号处理装置及火花机控制系统。

背景技术

火花机是一种机械加工设备，主要用于电火花加工。广泛应用在各种金属模具、机械设备的制造中。它是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工。

进行电火花加工时，工具电极和工件分别接脉冲电源的两极，并浸入工作液中，或将工作液充入放电间隙。通过间隙自动控制系统控制安装于主轴上的工具电极向工件进给，当两电极间的间隙达到一定距离时，两电极上施加的脉冲电压将工作液击穿，产生火花放电。在实际应用中，火花机控制系统一般为闭环控制系统，用位移检测装置直接测量主轴和/或机床的直线移动，将测量到的主轴和/或机床实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较，用差值对主轴和/或机床进行控制，最终实现对主轴和/或机床的运动进行定位。

然而，由于两电极上施加的脉冲电压是较强的信号干扰源，放电过程会对位移检测装置采集的位移信号造成极大干扰，导致对主轴和/或机床运动的闭环控制精确度低，工件加工精度低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种信号处理装置，以降低现有技术中由于脉冲电压干扰位移检测信号导致的对主轴和/或机床运动的闭环控制精确度低，工件加工精度低的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种信号处理装置，包括：信号输入端口、差分处理器和信号输出端口；

所述信号输入端口，与火花机控制系统中的位移检测装置连接，用于将所述位移检测装置检测的目标对象的轴向位移检测信号传递给所述差分处理器；

所述差分处理器，用于将所述轴向位移检测信号进行差分处理，得到差分信号，并将所述差分信号传递给所述信号输出端口；

所述信号输出端口，用于将所述差分信号传递给火花机控制系统中的位移控制装置，以使所述位移控制装置根据所述差分信号控制目标对象轴向移动。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述信号处理装置插接于火花机控制系统的控制底板上，所述信号输出端口通过所述控制底板中的线缆与所述位移控制装置的输入端连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述信号输入端口的数量为至少一个；

每个所述信号输入端口分别对应连接所述火花机控制系统内的一个位移检测装置。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述差分处理器的数量与所述信号输入端口的数量相同；

每个所述差分处理器分别对应连接一个信号输入端口。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，在所述信号输入端口为两个时，两个所述信号输入端口分别为X轴位移信号输入端口和Y轴位移信号输入端口；

所述X轴位移信号输入端口与所述火花机控制系统内检测目标对象X 轴方向位移的X轴位移检测装置连接，用于将所述X轴位移检测装置检测的目标对象X轴方向的位移检测信号传递给所述差分处理器；

所述Y轴位移信号输入端口与所述火花机控制系统内的Y轴位移检测装置连接，用于将所述Y轴位移检测装置检测的目标对象Y轴方向的位移检测信号传递给所述差分处理器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，在所述差分处理器的数量为两个时，两个所述差分处理器分别为第一差分处理器和第二差分处理器；

所述第一差分处理器，用于将所述X轴方向的轴向位移检测信号进行差分处理，得到差分信号，并将所述差分信号传递给所述信号输出端口；

所述第二差分处理器，用于将所述Y轴方向的轴向位移检测信号进行差分处理，得到差分信号，并将所述差分信号传递给所述信号输出端口。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，在所述信号输入端口为三个时，三个所述信号输入端口分别为X轴位移信号输入端口、Y轴位移信号输入端口和Z轴位移信号输入端口；

所述X轴位移信号输入端口与所述火花机控制系统内的X轴位移检测装置连接，用于将所述X轴位移检测装置检测的目标对象X轴方向的位移检测信号传递给所述差分处理器；

所述Y轴位移信号输入端口与所述火花机内的Y轴位移检测装置连接，用于将所述Y轴位移检测装置检测的目标对象Y轴方向的位移检测信号传递给所述差分处理器；

所述Z轴位移信号输入端口与所述火花机控制系统内的Z轴位移检测装置连接，用于将所述Z轴位移检测装置检测的目标对象Z轴方向的位移检测信号传递给所述差分处理器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，在所述差分处理器的数量为三个时，三个所述差分处理器分别为第一差分处理器、第二差分处理器和第三差分处理器；

所述第一差分处理器，用于将所述X轴方向的轴向位移检测信号进行差分处理，得到差分信号，并将所述差分信号传递给所述信号输出端口；

所述第二差分处理器，用于将所述Y轴方向的轴向位移检测信号进行差分处理，得到差分信号，并将所述差分信号传递给所述信号输出端口；

所述第三差分处理器，用于将所述Z轴方向的轴向位移检测信号进行差分处理，得到差分信号，并将所述差分信号传递给所述信号输出端口。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种火花机，包括位移检测装置、位移控制装置和如权利要求1至8任一所述的信号处理装置；

所述位移检测装置，与所述信号处理装置连接，用于检测目标对象的轴向位移，并生成轴向位移检测信号；

所述信号处理装置，用于对所述轴向位移检测信号进行差分处理，得到差分信号，并将所述差分信号发送给所述位移控制装置；

所述位移控制装置，用于根据所述差分信号控制目标对象轴向移动。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述火花机控制系统还包括：控制底板；

所述信号处理装置和所述位移控制装置分别插接于所述控制底板上，并通过所述控制底板中的线缆连接。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：本实用新型实施例提供一种信号处理装置，其中的信号输入端口，与火花机控制系统中的位移检测装置连接，用于将所述位移检测装置检测的目标对象的轴向位移检测信号传递给所述差分处理器；差分处理器，用于将所述轴向位移检测信号进行差分处理，得到差分信号，并将所述差分信号传递给所述信号输出端口；信号输出端口，用于将所述差分信号传递给火花机控制系统中的位移控制装置，以使所述位移控制装置根据所述差分信号控制目标对象轴向移动。

本实用新型实施例通过将轴向位移检测信号转化为差分信号，可以提高信号的抗干扰能力，进而提高对目标对象闭环控制的精确度，提高工件加工精度。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的信号处理装置的一种电路结构图；

图2为本实用新型是实施例提供的信号处理装置的安装结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的信号处理装置的另一种电路结构图；

图4为本实用新型实施例提供的火花机控制系统的安装结构示意图。

图标：1-信号输入端口；2-差分处理器；3-信号输出端口；4-信号处理装置；5-控制底板；6-插口；7-位移检测装置；8-位移控制装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前由于两电极上施加的脉冲电压是较强的信号干扰源，放电过程会对位移检测装置采集的位移信号造成极大干扰，导致对主轴和/或机床运动的闭环控制精确度低，工件加工精度低，基于此，本实用新型实施例提供的一种信号处理装置及火花机控制系统，可以通过对位移检测装置检测的轴向位移检测信号进行差分处理，实现降低脉冲电压对轴向位移检测信号的干扰，提高对主轴和/或机床运动闭环控制的精确度，提高工件加工精度。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种信号处理装置，如图1所示，信号处理装置包括：信号输入端口1、差分处理器2和信号输出端口3。

所述信号输入端口1，与火花机控制系统中的位移检测装置连接，用于将所述位移检测装置检测的目标对象的轴向位移检测信号传递给所述差分处理器。

在本实用新型实施例中，位移检测装置可以指光栅尺等用于检测位移的传感器，轴向可以指预先设置的XYZ轴坐标系中任一轴的方向，例如X 轴方向、Y轴方向或者Z轴方向等。

所述差分处理器2，用于将所述轴向位移检测信号进行差分处理，得到差分信号，并将所述差分信号传递给所述信号输出端口。

在本实用新型实施例中，差分处理器可以指能够对信号进行差分处理的处理器等，由于差分传输的信号电压差异决定信号值，这样将忽视在两个导体上出现的任何同样干扰，能够对外部干扰起到很强的抗干扰能力，所以，在本实用新型实施例中，选择将轴向位移检测信号转化为差分信号。

所述信号输出端口3，用于将所述差分信号传递给火花机控制系统中的位移控制装置，以使所述位移控制装置根据所述差分信号控制目标对象轴向移动。

在本实用新型实施例中，位移控制装置可以为控制目标对象按照轴向移动的处理器等。

本实用新型实施例通过将轴向位移检测信号转化为差分信号，可以提高信号的抗干扰能力，进而提高对目标对象如：主轴和/或机床等闭环控制的精确度，提高工件加工精度。

由于现有技术中火花机控制系统中各个控制电路均设置在一起，在火花机控制系统出现故障时维护起来需要逐个检查控制系统中的各个电路，而各个电路又相互连接，导致维修操作非常繁琐，故障维修效率低，为此，在本实用新型的又一实施例中，如图2所示，所述信号处理装置4插接于火花机控制系统的控制底板5上，在本实用新型实施例中，控制底板上可以根据实际需要设置多个插口6，例如：信号处理装置插口、I/O控制装置插口、保险丝控制装置插口、电源控制装置插口、放电控制装置插口、高压控制装置插口、继电器控制装置插口、键盘控制装置插口、手控盒控制装置插口和/或位移控制装置插口等等，相应的，信号处理装置、I/O控制装置、保险丝控制装置、电源控制装置、放电控制装置、高压控制装置、继电器控制装置、键盘控制装置、手控盒控制装置和/或位移控制装置等可以分别插接在对应的插口内。

所述信号输出端口3通过所述控制底板5中的线缆与所述位移控制装置的输入端连接，在本实用新型实施例中，控制底板中，可以根据各个装置的输入输出信号关系布置线缆。

本实用新型实施例能够通过将信号处理装置和位移控制装置分别插接于火花机控制系统的控制底板上，信号输出端口通过控制底板中的线缆与位移控制装置的输入端连接，可以在故障维护时拆下信号处理装置，单独进行故障检测，提高故障维修效率。

如图3所示，在本实用新型的又一实施例中，所述信号输入端口的数量为至少一个；每个所述信号输入端口分别对应连接所述火花机控制系统内的一个位移检测装置。在实际应用中，不同位移检测装置采集的轴向位移检测信号可以由同一个差分处理器处理，也可以有不同差分处理器处理，在不同位移检测装置采集的轴向位移检测信号采用不同的差分处理器处理时，所述差分处理器的数量与所述信号输入端口的数量相同；每个所述差分处理器分别对应连接一个信号输入端口。

在本实用新型的又一实施例中，在所述信号输入端口为两个时，两个所述信号输入端口分别为X轴位移信号输入端口和Y轴位移信号输入端口；

所述X轴位移信号输入端口与所述火花机控制系统内检测目标对象X 轴方向位移的X轴位移检测装置连接，用于将所述X轴位移检测装置检测的目标对象X轴方向的位移检测信号传递给所述差分处理器；

所述Y轴位移信号输入端口与所述火花机控制系统内的Y轴位移检测装置连接，用于将所述Y轴位移检测装置检测的目标对象Y轴方向的位移检测信号传递给所述差分处理器。

相应的，在所述差分处理器的数量为两个时，两个所述差分处理器分别为第一差分处理器和第二差分处理器；

所述第一差分处理器，用于将所述X轴方向的轴向位移检测信号进行差分处理，得到差分信号，并将所述差分信号传递给所述信号输出端口；

所述第二差分处理器，用于将所述Y轴方向的轴向位移检测信号进行差分处理，得到差分信号，并将所述差分信号传递给所述信号输出端口。

在本实用新型的又一实施例中，在所述信号输入端口为三个时，三个所述信号输入端口分别为X轴位移信号输入端口、Y轴位移信号输入端口和Z轴位移信号输入端口；

所述X轴位移信号输入端口与所述火花机控制系统内的X轴位移检测装置连接，用于将所述X轴位移检测装置检测的目标对象X轴方向的位移检测信号传递给所述差分处理器；

所述Y轴位移信号输入端口与所述火花机控制系统内的Y轴位移检测装置连接，用于将所述Y轴位移检测装置检测的目标对象Y轴方向的位移检测信号传递给所述差分处理器；

所述Z轴位移信号输入端口与所述火花机控制系统内的Z轴位移检测装置连接，用于将所述Z轴位移检测装置检测的目标对象Z轴方向的位移检测信号传递给所述差分处理器。

相应的，在所述差分处理器的数量为三个时，三个所述差分处理器分别为第一差分处理器、第二差分处理器和第三差分处理器；

所述第一差分处理器，用于将所述X轴方向的轴向位移检测信号进行差分处理，得到差分信号，并将所述差分信号传递给所述信号输出端口；

所述第二差分处理器，用于将所述Y轴方向的轴向位移检测信号进行差分处理，得到差分信号，并将所述差分信号传递给所述信号输出端口；

所述第三差分处理器，用于将所述Z轴方向的轴向位移检测信号进行差分处理，得到差分信号，并将所述差分信号传递给所述信号输出端口。

基于前述实施例，如图3所示，在本实用新型的又一实施例中，还提供一种火花机控制系统，包括位移检测装置7、位移控制装置8和如权利要所述的信号处理装置4；

所述位移检测装置7，与所述信号处理装置6连接，用于检测目标对象的轴向位移，并生成轴向位移检测信号；

所述信号处理装置4，用于对所述轴向位移检测信号进行差分处理，得到差分信号，并将所述差分信号发送给所述位移控制装置；

所述位移控制装置8，用于根据所述差分信号控制目标对象轴向移动。

所述火花机控制系统还包括：控制底板5；

所述信号处理装置和所述位移控制装置分别通过设置与控制底板5上的插口5插接于所述控制底板上，并通过所述控制底板5中的线缆连接。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM， Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种信号处理装置，其特征在于，包括：信号输入端口、差分处理器和信号输出端口；

所述信号输入端口，与火花机控制系统中的位移检测装置连接，用于将所述位移检测装置检测的目标对象的轴向位移检测信号传递给所述差分处理器；

所述差分处理器，用于将所述轴向位移检测信号进行差分处理，得到差分信号，并将所述差分信号传递给所述信号输出端口；

所述信号输出端口，用于将所述差分信号传递给火花机控制系统中的位移控制装置，以使所述位移控制装置根据所述差分信号控制目标对象轴向移动。

2.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，所述信号处理装置插接于火花机控制系统的控制底板上，所述信号输出端口通过所述控制底板中的线缆与所述位移控制装置的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，所述信号输入端口的数量为至少一个；

每个所述信号输入端口分别对应连接所述火花机控制系统内的一个位移检测装置。

4.根据权利要求3所述的信号处理装置，其特征在于，所述差分处理器的数量与所述信号输入端口的数量相同；

每个所述差分处理器分别对应连接一个信号输入端口。

5.根据权利要求4所述的信号处理装置，其特征在于，在所述信号输入端口为两个时，两个所述信号输入端口分别为X轴位移信号输入端口和Y轴位移信号输入端口；

所述X轴位移信号输入端口与所述火花机控制系统内检测目标对象X轴方向位移的X轴位移检测装置连接，用于将所述X轴位移检测装置检测的目标对象X轴方向的位移检测信号传递给所述差分处理器；

所述Y轴位移信号输入端口与所述火花机控制系统内的Y轴位移检测装置连接，用于将所述Y轴位移检测装置检测的目标对象Y轴方向的位移检测信号传递给所述差分处理器。

6.根据权利要求5所述的信号处理装置，其特征在于，在所述差分处理器的数量为两个时，两个所述差分处理器分别为第一差分处理器和第二差分处理器；

所述第一差分处理器，用于将所述X轴方向的轴向位移检测信号进行差分处理，得到差分信号，并将所述差分信号传递给所述信号输出端口；

所述第二差分处理器，用于将所述Y轴方向的轴向位移检测信号进行差分处理，得到差分信号，并将所述差分信号传递给所述信号输出端口。

7.根据权利要求4所述的信号处理装置，其特征在于，在所述信号输入端口为三个时，三个所述信号输入端口分别为X轴位移信号输入端口、Y轴位移信号输入端口和Z轴位移信号输入端口；

所述X轴位移信号输入端口与所述火花机控制系统内的X轴位移检测装置连接，用于将所述X轴位移检测装置检测的目标对象X轴方向的位移检测信号传递给所述差分处理器；

所述Y轴位移信号输入端口与所述火花机控制系统内的Y轴位移检测装置连接，用于将所述Y轴位移检测装置检测的目标对象Y轴方向的位移检测信号传递给所述差分处理器；

所述Z轴位移信号输入端口与所述火花机控制系统内的Z轴位移检测装置连接，用于将所述Z轴位移检测装置检测的目标对象Z轴方向的位移检测信号传递给所述差分处理器。

8.根据权利要求7所述的信号处理装置，其特征在于，在所述差分处理器的数量为三个时，三个所述差分处理器分别为第一差分处理器、第二差分处理器和第三差分处理器；

所述第一差分处理器，用于将所述X轴方向的轴向位移检测信号进行差分处理，得到差分信号，并将所述差分信号传递给所述信号输出端口；

所述第二差分处理器，用于将所述Y轴方向的轴向位移检测信号进行差分处理，得到差分信号，并将所述差分信号传递给所述信号输出端口；

所述第三差分处理器，用于将所述Z轴方向的轴向位移检测信号进行差分处理，得到差分信号，并将所述差分信号传递给所述信号输出端口。

9.一种火花机控制系统，其特征在于，包括位移检测装置、位移控制装置和如权利要求1至8任一所述的信号处理装置；

所述位移检测装置，与所述信号处理装置连接，用于检测目标对象的轴向位移，并生成轴向位移检测信号；

所述信号处理装置，用于对所述轴向位移检测信号进行差分处理，得到差分信号，并将所述差分信号发送给所述位移控制装置；

所述位移控制装置，用于根据所述差分信号控制目标对象轴向移动。

10.根据权利要求9所述的火花机控制系统，其特征在于，所述火花机控制系统还包括：控制底板；

所述信号处理装置和所述位移控制装置分别插接于所述控制底板上，并通过所述控制底板中的线缆连接。