專(zhuān)利名稱(chēng)：切削顫振在線測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于教學(xué)、科研型精密測(cè)量?jī)x器。
在計(jì)算機(jī)控制的制造系統(tǒng)中，提高制造單元的生產(chǎn)率和加工精度有著重要意義。正如人們所知，切削顫振是限制制造單元生產(chǎn)率和加工精度的主要因素之一，如何用計(jì)算機(jī)對(duì)制造單元顫振系統(tǒng)中的敏感參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)并對(duì)其實(shí)行有效的控制，在顫振到來(lái)之前抑制顫振的產(chǎn)生是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外所關(guān)注的課題。為了解決切削顫振的識(shí)別與監(jiān)測(cè)問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外作了一些努力。如日本學(xué)者中澤弘等研制的“峰間距法”，就是一種對(duì)車(chē)削顫振的識(shí)別方法。由于這種方法是以切削信號(hào)中的波峰值為波長(zhǎng)識(shí)別標(biāo)志，從而使計(jì)算軟件編制較煩，它不僅占用內(nèi)存多，執(zhí)行速度慢，而且可靠性差。再則，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有切削顫振監(jiān)測(cè)的專(zhuān)門(mén)儀器。
本發(fā)明正是為解決切削顫振的在線監(jiān)測(cè)而研制的精密測(cè)量?jī)x器。該儀器采用“零間距法”能準(zhǔn)確、可靠地識(shí)別出切削顫振的起振點(diǎn)，在極短時(shí)間內(nèi)快速地報(bào)出顫振標(biāo)記并輸出顫振的頻率。用本發(fā)明研究制造系統(tǒng)中加工單元的動(dòng)態(tài)特性，可對(duì)機(jī)床的顫振性能進(jìn)行定量評(píng)定，并能據(jù)此區(qū)分機(jī)床抗振性能的優(yōu)劣。
本發(fā)明的要點(diǎn)在于它是由整形濾波器、A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換器、運(yùn)算部件、D/A(數(shù)/模)轉(zhuǎn)換器和聲光報(bào)警電路組成的。整形濾波器可為由國(guó)產(chǎn)的電阻、電容和三極管等元件組成的射極耦合雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器或稱(chēng)斯密特觸發(fā)器。A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換器和D/A(數(shù)/模)轉(zhuǎn)換器可為半導(dǎo)體集成電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。運(yùn)算部件可為價(jià)格低廉的國(guó)產(chǎn)單板微型計(jì)算機(jī)。聲光報(bào)警電路可為由穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路、繼電器、音響電路和閃光電路組成的聲光報(bào)警器。音響電路可為音響集成電路塊。其中A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換器和D/A(數(shù)/模)轉(zhuǎn)換器的接口電路、整形濾波器以及自動(dòng)報(bào)警電路可集中裝在一塊印刷電路板上。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，合理，從而使整個(gè)儀器體積小，重量輕。現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，攜帶方便，使用簡(jiǎn)便。且造價(jià)低廉，僅數(shù)千元。由于采用了單板計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算和輸出運(yùn)算結(jié)果，所以，能對(duì)機(jī)床的顫振性能作出定量評(píng)定。在切削顫振監(jiān)測(cè)過(guò)程中，能準(zhǔn)確、可靠地識(shí)別出車(chē)削顫振的起振點(diǎn)，在極短時(shí)間內(nèi)快速地報(bào)出顫振并輸出顫振的頻率。
附

圖1是本發(fā)明的總體構(gòu)造框圖。其中(1)是整形濾波器，(2)是A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換器，(3)是運(yùn)算部件，(4)是D/A(數(shù)/模)轉(zhuǎn)換器，(5)是聲光報(bào)警電路。
附圖2是整形濾波器的電路圖。其中c是電容，R1、R2、R3、R4、R5和R6是電阻，R7是電位器，T1和T2是三極管。它們共同組成一個(gè)射極耦合雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器或稱(chēng)斯密特觸發(fā)器，其作用是對(duì)信號(hào)整形濾波，并使A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換器得到合適的采樣電平。
附圖3為A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換器的示意圖。它以型號(hào)為ADC0809的A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換器為例。這部份的作用是把整形濾波器送來(lái)的模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)，以便送入微型計(jì)算機(jī)中去進(jìn)行定量的運(yùn)算和分析。
附圖4為D/A(數(shù)/模)轉(zhuǎn)換器的示意圖。它以型號(hào)為DAC0832的D/A(數(shù)/模)轉(zhuǎn)換器為例。這部分的作用是把微型計(jì)算機(jī)中的數(shù)字量信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬量信號(hào)，以便控制聲光報(bào)警電路進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警。
附圖5是聲光報(bào)警電路圖。其中R8、R9和R10是電阻，D1是二極管，D2、D3、D4、D5、D6和D7是發(fā)光二極管，T3和T4是三極管，J是繼電器，L是揚(yáng)聲器，A是音響集成電路。由R8、R9、R10、T3和T4組成穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，保證繼電器按要求工作。元件D1是為保證繼電器可靠工作而設(shè)置的。由元件A、L、D2、D3、D4、D5、D6和D7組成聲光報(bào)警電路。當(dāng)繼電器在工作狀態(tài)時(shí)，音響電路發(fā)出悅耳動(dòng)聽(tīng)的音樂(lè)，同時(shí)閃光電路按音樂(lè)節(jié)湊閃光。
作為本發(fā)明的最佳實(shí)施例，是將權(quán)項(xiàng)1所述的整形濾波器、A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換器和D/A(數(shù)/模)轉(zhuǎn)換器的接口電路、聲光報(bào)警電路安裝在一塊印刷電路板上，此塊印刷電路板與運(yùn)算部件-單板計(jì)算機(jī)一起組裝在一個(gè)小箱內(nèi)。其中A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換器采用國(guó)產(chǎn)的ADC0809。D/A(數(shù)/模)轉(zhuǎn)換器采用國(guó)產(chǎn)的DAC0832。單板計(jì)算機(jī)采用清華大學(xué)生產(chǎn)的QJ-80型單板機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種能夠在線監(jiān)測(cè)制造系統(tǒng)的加工狀態(tài)，識(shí)別切削顫振的起振點(diǎn)，定量評(píng)定機(jī)床抗振性能的測(cè)量?jī)x器，其特征在于它是由整形濾波器(1)、A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換器(2)、運(yùn)算部件(3)、D/A(數(shù)/模)轉(zhuǎn)換器(4)和聲光報(bào)警電路(5)組成。
2.按照權(quán)利要求1所說(shuō)的測(cè)量?jī)x器，其特征在于所述的整形濾波器是一個(gè)射極耦合雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器即斯密特觸發(fā)器。
3.按照權(quán)利要求1、2所說(shuō)的測(cè)量?jī)x器，其特征在于所述的A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換器和D/A(數(shù)/模)轉(zhuǎn)換器是采用半導(dǎo)體集成電路塊。
4.按照權(quán)利要求1、2所說(shuō)的測(cè)量?jī)x器，其特征在于所述的運(yùn)算部件是一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)。
5.按照權(quán)利要求3所說(shuō)的測(cè)量?jī)x器，其特征在于所述的運(yùn)算部件是一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)。
6.按照權(quán)利要求1、2所說(shuō)的測(cè)量?jī)x器，其特征在于所述的聲光報(bào)警電路是一臺(tái)由穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路、繼電器、音響電路和閃光電路組成的聲光報(bào)警器，音響電路是采用音響集成電路塊。
7.按照權(quán)利要求3所說(shuō)的測(cè)量?jī)x器，其特征在于所述的聲光報(bào)警器是一臺(tái)由穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路、繼電器、音響電路和閃光電路組成的聲光報(bào)警器，音響電路是采用音響集成電路塊。
8.按照權(quán)利要求4所說(shuō)的測(cè)量?jī)x器，其特征在于所述的聲光報(bào)警電路是一臺(tái)由穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路、繼電器、音響電路和閃光電路組成的聲光報(bào)警器，音響電路采用音響集成電路塊。
9.按照權(quán)利要求5所說(shuō)的測(cè)量?jī)x器，其特征在于所述的聲光報(bào)警電路是一臺(tái)由穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路、繼電器、音響電路和閃光電路組成的聲光報(bào)警器，音響電路采用音響集成電路塊。
全文摘要
本發(fā)明屬于科研、教學(xué)型精密測(cè)量?jī)x器。它能夠在線監(jiān)測(cè)制造系統(tǒng)的加工狀態(tài)，識(shí)別切削信號(hào)中的周期分量，檢測(cè)切削顫振的發(fā)生。用本發(fā)明監(jiān)測(cè)制造系統(tǒng)的加工狀態(tài)，既簡(jiǎn)單方便，又準(zhǔn)確可靠。本發(fā)明的運(yùn)算部件采用了單板微型計(jì)算機(jī)，用它檢測(cè)和處理切削信號(hào)，能夠準(zhǔn)確地報(bào)出顫振標(biāo)記并輸出顫振頻率。用本發(fā)明研究制造系統(tǒng)中加工單元的動(dòng)態(tài)特性，能對(duì)機(jī)床顫振性能進(jìn)行定量評(píng)定，并能據(jù)此判定機(jī)床抗振性的優(yōu)劣。
文檔編號(hào)G01H11/06GK1031760SQ8710611
公開(kāi)日1989年3月15日 申請(qǐng)日期1987年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1987年9月1日
發(fā)明者李庚新, 陳人享 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)