專利名稱：一種聲發(fā)射接觸監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及機(jī)械加工過程中刀具與工件的接觸檢測裝置，屬機(jī)床上的測量裝置領(lǐng)域。
機(jī)械加工中，準(zhǔn)確檢測刀具與工件接觸，判斷接觸位置提供進(jìn)刀起點以保證加工精度。同時，實時測定進(jìn)刀起點，可實現(xiàn)加工自動化，縮短空程時間，提高加工精度和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。尤其在磨削加工中，隨著高效、柔性自動化磨削加工技術(shù)的發(fā)展，獲取砂輪一工件接觸的實時信息已成為高效磨削和數(shù)控磨床磨削過程監(jiān)視(控)的重要關(guān)鍵技術(shù)。
目前檢測刀具對工件接觸的檢測方法有很多種，但其響應(yīng)時間較長，(如電流功率法)，采用聲發(fā)射檢測法其響應(yīng)時較短，但現(xiàn)有的聲發(fā)射檢測裝置對環(huán)境噪聲較敏感，容易誤報，且抗干擾能力差，在現(xiàn)場機(jī)、電、液等強(qiáng)噪聲影響下，信噪比低，常常難于識別接觸過程，報警成功率低。
本實用新型的目的是提供一種報警準(zhǔn)確可靠，精度高，靈敏，抗干擾能力強(qiáng)的聲發(fā)射接觸監(jiān)控裝置。
本實用新型聲發(fā)射接觸監(jiān)控裝置由聲發(fā)射傳感器和信號處理及報警系統(tǒng)二部分組成。聲發(fā)射傳感器可為常規(guī)的寬帶聲發(fā)射探頭，信號處理和報警系統(tǒng)由前置放大器，帶通濾波電路，主放大電路，聲發(fā)射信號一次包絡(luò)形成電路，硬件識別處理電路，聲光報警電路所組成。當(dāng)砂輪與工件接觸時產(chǎn)生聲發(fā)射，傳感器拾取聲發(fā)射信號，輸入前置放大電路，進(jìn)行前置放大及高通濾波，濾去低頻信號，然后信號進(jìn)入帶通濾波電路，濾去其他頻段的信號，保留0—1MHZ的信號，然后進(jìn)入主放大電路將聲發(fā)射信號進(jìn)行放大，獲得如圖1的聲發(fā)射波形，放大后的信號進(jìn)入一次包絡(luò)形成電路，對放大后的聲發(fā)射信號進(jìn)行包絡(luò)檢波，獲得如圖2所示的波形。一次包絡(luò)信號進(jìn)入硬件識別處理電路，與預(yù)置閾值進(jìn)行比較，當(dāng)一次包絡(luò)信號值超過預(yù)置閾值時，則發(fā)出驅(qū)動信號啟動聲、光報警電路進(jìn)行聲、光報警。
說明附圖如下圖1為聲發(fā)射信號波形圖。
圖2為聲發(fā)射信號一次包絡(luò)波形圖。
圖3為本實用新型電路原理圖。
圖4為5伏直流電平和開關(guān)報警電路。
圖5為儀器工作控制電路。
結(jié)合

實施例如下本實用新型聲發(fā)射接觸監(jiān)控裝置由聲發(fā)射傳感器和信號處理及報警系統(tǒng)二部分組成，聲發(fā)射聲傳感器可采用寬頻帶防水型聲發(fā)射傳感器。信號處理及報警系統(tǒng)由前置放大器(I)、帶通濾波電路(II)、主放大電路(III)、聲發(fā)射信號一次包絡(luò)形成電路(IV)、硬件識別處理電路(V)、聲光報警電路(VI)和電源(VII)組成；(見圖3)前置放大電路(I)有電阻R1—R16，電容C1—C7，二極管D1—D2電感L，三極管T0—T4組成。其中電容C3—C4和電感L構(gòu)馬高通濾波，消除噪聲信號，三極管T1—T4，二極管D1—D2，電阻R7—R16，電容C5—C7組成放大電路；帶通濾波電路(II)由電阻R17—R24，電容C8—C13，集成運放A1—A5所組成，運放A1耦合前置放大器的輸出信號，電容C8—C11，電阻R17—R18，集成運放A2—A4構(gòu)成高通濾波器，電容C12—C13，電阻R19—R24集成運放A4—A5構(gòu)成低通濾波電路，主放大電路(III)由電位器W1，電阻R25—R30運放器A6—A7所組成，電阻R25—R30及運放A6—A7構(gòu)成放大電路，電位器W1用來調(diào)節(jié)放大倍數(shù)；一次包絡(luò)形成電路(IV)由電阻R31—R44，電容C14—C18，三極管T5—T6，集成運放A8，二極管D3—D4電位器W2所組成，電容C14—C16，電阻R31—R35，三極管T5—T6組成阻抗變換，二極管D3—D4，電容C17—C18構(gòu)成整流檢波電路；電阻R36—R44，電位器W2和集成運放A8構(gòu)成差動放大電路；硬件識別處理電路(V)由電位器W3，電阻R45—R61，集成運放A10—A14與非門IC3，集成保持電路A14組成，其中電位器W3，電阻R4—R50，集成運放A12—A13構(gòu)成設(shè)定門檻電路；電阻R58—R61，電容C19與非門IC4集成運放A14，集成保持電路A15組成靜態(tài)噪聲剔除電路；集成運放A10—A11，觸發(fā)器IC1—IC2，與非門IC3構(gòu)成比較觸發(fā)電路；聲光報警電路(VI)由喇叭B1，發(fā)光管B2，電阻R52—R55，三極管T7—T8組成。
當(dāng)與非門IC3輸出與5伏直流電平和開關(guān)報警電路(圖4)相連時，發(fā)出報警信號后，該電路即可啟動機(jī)床動作。當(dāng)儀器工作控制電路(圖5)與開關(guān)K1相連時，即可由機(jī)床來控制本監(jiān)控裝置工作。
說明5伏直流電平和開關(guān)報警電路及儀器工作控制電路如下圖4為5伏直流電平和開關(guān)報警電路，本電路由電阻R63—R68、光耦I(lǐng)C6、三極管T9—T10、二極管D1、繼電器J、穩(wěn)壓管DZ等組成，其中電阻R63、二極管D5、繼電器J、三極管T10組成繼電器報警電路，去控制機(jī)床動作；電阻R64—R68、光耦I(lǐng)C6、三極管T9、穩(wěn)壓管DZ組成5伏直流電平報警電路。
圖5為儀器工作控制電路，由開關(guān)K2、電阻R62、光耦I(lǐng)C5組成。儀器工作控制電路輸出與KI和R51的公共端相連。
本實用新型信號處理和報警系統(tǒng)工作過程如下聲發(fā)射傳感器拾得的聲發(fā)射信號經(jīng)由插座TJ(圖3)進(jìn)入前置放大電路(I)，濾去噪聲和放大(如圖1波形)，放大后的聲發(fā)射信號進(jìn)入帶通濾波電路(II)，濾去低頻及高頻信號，保留0—1MHZ的信號，然后進(jìn)入主放大電路(III)進(jìn)行放大，放大后的信號進(jìn)入一次包絡(luò)形成電路(IV)，進(jìn)行整形和檢波，得一次包絡(luò)信號(如圖2的波形)，一次包絡(luò)信號進(jìn)入硬件識處理電路(V)，在硬件識別處理電路中，一次包絡(luò)信號與由設(shè)定門檻電路所設(shè)定的預(yù)置值進(jìn)行比較，當(dāng)一次包絡(luò)信號幅值超過設(shè)定的門檻值時，即輸出信號啟動聲、光報警電路(VI)報警。
本實用新型聲發(fā)射接觸監(jiān)測裝置由于采用了0—1MHZ的信號作為判斷信號頻段，并采取抗干擾措施剔除了環(huán)境噪聲等影響，提高了信噪比，降低了誤報率，報警正確迅速。
權(quán)利要求1.一種由聲發(fā)射傳感器，信號處理及報警系統(tǒng)組成的聲發(fā)射接觸監(jiān)控裝置，其特征是信號處理及報警系統(tǒng)由前置放大器，帶通濾波電路、主放大電路、聲發(fā)射信號一次包絡(luò)形成電路、硬件識別處理電路、聲、光報警電路和電源所組成，所說的前置放大電路有電阻R1—R16，電容C1—C7，電感L，二極管D1—D2，三極管T0—T4所組成，其中電容C3—C4和電感L構(gòu)成高通濾波，三極管T1—T4，二極管D1—D2，電阻R7—R16，電容C5—C7構(gòu)成放大電路；所說的帶通濾波電路由電阻R17—R24，電容C8—C13，集成運放A1—A5所組成，其中運放A1，耦合前置放大器的輸出信號，電容C8—C13、電阻R17—R18、集成運放A2—A3構(gòu)成高通濾波電路，電容C12—C13、電阻R19—R24、集成運放A4—A5構(gòu)成低通濾波電路；所說的主放大電路由電位器W1，電阻R25—R30集成運放A6—A7所組成，其中，電阻R25—R30、集成運放A6—A7構(gòu)成放大電路，電位器W1用來調(diào)節(jié)放大倍數(shù)；所說的一次包絡(luò)形成電路由電阻R31—R44、電容C14—C16、三極管T5—T6、集成運放A8、二極管D3—D4、電位器W2所組成，其中電容C14—C16、電阻R31—R35，三極管T5—T6構(gòu)成阻抗變換，二極管D3—D4、電容C17—C18構(gòu)成整形檢波電路，電阻R36—R44、電位器W2和集成運放A8構(gòu)成差動放大電路；所說的硬件識別處理電路由電位器W3、電阻R45—R61、集成運放A10—A14與非門IC3、觸發(fā)器IC1—IC2集成保持電路A15所組成，其中電位器W3、電阻R45—R50、集成運放A12—A13構(gòu)成設(shè)定門檻電路，電阻R58—R61、電容C19、與非門IC4、集成運放A14、集成保持電路A15構(gòu)成靜態(tài)噪聲剔除電路，集成運放A10—A11、觸發(fā)器IC1—IC2、與非門IC3構(gòu)成比較觸發(fā)電路；所說的聲、光報警電路由喇B1、發(fā)光管B2、電阻R52—R55、三極管T7—T8所組成。
專利摘要一種聲發(fā)射接觸監(jiān)控裝置，屬機(jī)床上的測量裝置領(lǐng)域。本監(jiān)控裝置由聲發(fā)射傳感器及信號處理和報警系統(tǒng)二部分組成，信號處理及報警系統(tǒng)由前置放大電路、帶通濾波電路、主放大電路、一次包絡(luò)形成電路、硬件識別及處理電路、聲、光報警電路所組成。本裝置由于采用0-1MHz信號作為判斷信號頻段，所以剔除了環(huán)境噪聲的干擾，提高了信噪比、降低了誤報率、報警正確迅速。
文檔編號B23Q17/00GK2225929SQ95215310
公開日1996年5月1日 申請日期1995年7月7日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月7日
發(fā)明者羅振璧, 鄭力, 汪勁松, 楊世明, 齊衛(wèi)東, 樓和姣 申請人:清華大學(xué), 無錫機(jī)床股份有限公司磨床研究所