專利名稱：球感同步智能數(shù)控儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)字測(cè)量控制的裝置，特別適合于應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行控制。
目前，國(guó)內(nèi)外在數(shù)控機(jī)床上用于測(cè)量位移的裝置，是一種光柵尺(包括滾動(dòng)光柵)，這種尺是在光刻機(jī)上刻出有相位關(guān)系的明暗碼道作為母板復(fù)制而成，載體是玻璃片，用光敏器件取出碼道對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。從這種技術(shù)構(gòu)成和制作工藝來(lái)看有以下缺陷和不足1、怕沖擊振動(dòng)，受力變形，怕油污、水、廢屑、灰塵等，不適合在惡劣環(huán)境中工作，損壞率極高，而現(xiàn)場(chǎng)加工又不可避免；2、積累誤差大；3、尺不能做得太長(zhǎng)，一般不超過(guò)1米，要長(zhǎng)尺得要拼接。
此外，還有一種是感應(yīng)同步器，是用線路板經(jīng)腐蝕工藝而成，按著一定的相位關(guān)系組裝成測(cè)量頭。它主要怕水和廢屑，安裝費(fèi)時(shí)費(fèi)力，精度低，積累誤差大，取數(shù)方法是用電磁感應(yīng)原理，取出電信號(hào)，相對(duì)關(guān)系要求高，這一點(diǎn)和光柵尺缺陷一樣，相關(guān)位置關(guān)系一變信號(hào)就可能取不出來(lái)。
針對(duì)以上提出的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種球感同步智能數(shù)控儀，其目的在于解決數(shù)控機(jī)床在數(shù)字測(cè)量控制中惡劣環(huán)境的影響，損壞率高、積累誤差大等問(wèn)題，克服了現(xiàn)有光柵技術(shù)和感應(yīng)同步器存在的缺陷和不足。
本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的球感同步智能數(shù)控儀，它由取數(shù)單元I、計(jì)算機(jī)處理單元II、顯示控制單元III組成；取數(shù)單元I中，在一個(gè)空心骨架上繞有激勵(lì)線圈和接收線圈，組成一個(gè)測(cè)量頭；在密閉的不銹鋼管內(nèi)裝有鋼球，不銹鋼管可以在線圈內(nèi)滑動(dòng)，激勵(lì)線圈與計(jì)算機(jī)的輸出端連接，接收線圈經(jīng)過(guò)信號(hào)處理與計(jì)算機(jī)的輸入端連接。
在顯示控制單元III中計(jì)算機(jī)與掃描顯示單元連接，將位移信號(hào)顯示出來(lái)；掃描顯示單元通過(guò)字型碼變換BCD、鎖存器、比較器與內(nèi)外予置連接，計(jì)算機(jī)與比較器連接，比較器與輸出控制連接。
多組接收線圈繞在空心骨架上，按相位關(guān)系排列。
多層激勵(lì)線圈繞在接收線圈上，按相位關(guān)系排列。
不銹鋼管的內(nèi)外壁光滑均勻，鋼球之間點(diǎn)接觸。
本實(shí)用新型的原理是在球的直經(jīng)上，任意相鄰兩點(diǎn)的點(diǎn)、線、面、體都不相同，在中心點(diǎn)兩側(cè)都有對(duì)應(yīng)的點(diǎn)、線、面、體對(duì)稱，因此，在電磁場(chǎng)中，磁性球做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，將感應(yīng)出幅值變化和相位變化的電信號(hào)，對(duì)該電信號(hào)進(jìn)行處理，就可以得到位移的變化，變化周期λ＝Φ，即一個(gè)球的直經(jīng)，相位0-2π，位移和相位線性變化。
根據(jù)這種特征，用多組線圈取出位移電信號(hào)。我們利用發(fā)射脈沖(激勵(lì)脈沖)、回答脈沖(關(guān)門脈沖)、用標(biāo)準(zhǔn)晶振源去填充，一個(gè)周期最大可填充2540個(gè)脈沖，一個(gè)脈沖就是最小單位(即5μm設(shè)計(jì)值)。當(dāng)多個(gè)球相接，對(duì)應(yīng)變化周期仍然是λ＝Φ，所以能連續(xù)測(cè)量。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1、從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，本實(shí)用新型不怕沖擊、振動(dòng)，不怕油污、水和廢屑，不怕強(qiáng)磁場(chǎng)干擾。
2、顯示和控制同步，精度高，穩(wěn)定可靠，提高了效率和成品率。
3、裝調(diào)方便，使舊機(jī)床通過(guò)改造后提高一個(gè)檔次，變成一個(gè)高精度機(jī)床和數(shù)控機(jī)床。
4、從技術(shù)方案來(lái)講，這種取數(shù)方法不存在積累誤差，尺長(zhǎng)不限。
5、主機(jī)內(nèi)部有自診斷指示功能。
6、無(wú)原檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)，排除故障方便、快捷。
7、操作簡(jiǎn)便，控制方式有兩種，即內(nèi)部控制和外部控制，根據(jù)操作者習(xí)慣可自選，一般工人可以操作。
附


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型加以具體描述在一個(gè)空心骨架上纏繞有多組接收線圈3，按相位關(guān)系排列。多層激勵(lì)線圈2繞在接收線圈3上，也按相位關(guān)系排列，組成一個(gè)測(cè)量頭。在密閉的不銹鋼管1內(nèi)裝有鋼球4，不銹鋼管1的內(nèi)外壁光滑均勻，鋼球4之間點(diǎn)接觸。根據(jù)加工的工件大小不同，不銹鋼管1和鋼球4做成不同規(guī)格，本實(shí)施例做成兩種，鋼球4分Φ＝12.7mm和Φ＝25.4mm，不銹鋼管4可以在線圈內(nèi)滑動(dòng)，由計(jì)算機(jī)控制發(fā)射脈沖和回答脈沖，用標(biāo)準(zhǔn)晶振源去填充，這樣，本方案計(jì)數(shù)分兩種組合顯示，先計(jì)球的個(gè)數(shù)，精確數(shù)由脈沖多次采樣計(jì)數(shù)。把多組接收線圈3A1、A2、A3、A4按相位差π(A1、A3)(A2、A4)兩組信號(hào)經(jīng)兩組差放5，送到信號(hào)合成6，通過(guò)集成塊7連接到計(jì)算機(jī)8中。集成塊7對(duì)關(guān)門脈沖進(jìn)行控制。當(dāng)加工工件的位移到位后，計(jì)算機(jī)便發(fā)出信號(hào)進(jìn)行控制。
在顯示控制單元III中計(jì)算機(jī)8與掃描顯示單元9連接，將位移信號(hào)顯示出來(lái)；掃描顯示單元9通過(guò)字型碼變換BCD10、鎖存器11、比較器12與內(nèi)外予置13連接，計(jì)算機(jī)8與比較器12連接，比較器12與輸出控制14連接，這樣就達(dá)到了顯示和控制同步，這對(duì)工人在操作中作用非常大，提高了精度，穩(wěn)定可靠，也提高了效率和成品率。
附
圖1中，集成塊5采用LM387，集成塊6是RC信號(hào)合成網(wǎng)絡(luò)，集成塊7是LM358，集成塊9是MC14499，集成塊10是J9809，集成塊11、12、14分別為C421、C663和T117。
權(quán)利要求1.一種球感同步智能數(shù)控儀，其特征在于它由取數(shù)單元I、計(jì)算機(jī)處理單元II、顯示控制單元III組成；取數(shù)單元I中，在一個(gè)空心骨架上繞有激勵(lì)線圈(2)和接收線圈(3)，組成一個(gè)測(cè)量頭；在密閉的不銹鋼管(1)內(nèi)裝有鋼球(4)，不銹鋼管(1)可以在線圈內(nèi)滑動(dòng)，激勵(lì)線圈(2)與計(jì)算機(jī)(8)的輸出端連接，接收線圈(3)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理與計(jì)算機(jī)(8)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球感同步智能數(shù)控儀，其特征在于在顯示控制單元III中計(jì)算機(jī)(8)與掃描顯示單元(9)連接，將位移信號(hào)顯示出來(lái)；掃描顯示單元(9)通過(guò)字型碼變換BCD(10)、鎖存器(11)、比較器(12)與內(nèi)外予置(13)連接，計(jì)算機(jī)(8)與比較器(12)連接，比較器(12)與輸出控制(14)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述球感同步智能數(shù)控儀，其特征在于多組接收線圈(3)繞在空心骨架上，按相位關(guān)系排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述球感同步智能數(shù)控儀，其特征在于多層激勵(lì)線圈(2)繞在接收線圈(3)上，按相位關(guān)系排列。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球感同步智能數(shù)控儀，其特征在于不銹鋼管(1)的內(nèi)外壁光滑均勻，鋼球(4)之間點(diǎn)接觸。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行數(shù)字測(cè)量控制的裝置,它由取數(shù)單元、計(jì)算機(jī)處理單元、顯示控制單元組成,在空心骨架上繞有激勵(lì)線圈和接收線圈,組成一個(gè)測(cè)量頭;在密閉不銹鋼管內(nèi)裝有鋼球,不銹鋼管可以在線圈內(nèi)滑動(dòng),通過(guò)發(fā)射脈沖和接收脈沖測(cè)得位移信號(hào)進(jìn)行控制。本實(shí)用新型目的在于解決數(shù)控機(jī)床在數(shù)字測(cè)量控制中惡劣環(huán)境的影響,損壞率高、積累誤差大的問(wèn)題,克服了光柵技術(shù)和感應(yīng)同步器存在的缺陷和不足。
文檔編號(hào)B23B25/06GK2297266SQ9722725
公開(kāi)日1998年11月18日 申請(qǐng)日期1997年9月26日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月26日
發(fā)明者白麟麒, 白首星 申請(qǐng)人:白麟麒