生产设备智能采集终端的制作方法

本实用新型涉及数据采集技术领域。

背景技术：
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在使用精密机床进行的生产加工过程中，为了保证加工精度达到机床设计指标，需要对其工作环境参数和工序时间、间隔等进行精确控制，因此需要有相关的数据采集设备装置介入。

精密机床的工况数据采集工作中，需要对机床的各电机工作状态、车间、配电设备内的湿度、温度及设备部件的震动情况进行数据采集和记录反馈，因此，相关的探头等装置应灵敏并避开控制、动力路径以防止对精密机床的精度造成不利影响。现有的相关设备均为常规原理引入移植，无法达到该要求，为保证设备精度需要大量的调试工作辅助。

技术实现要素：
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鉴于此，有必要设计一种反应灵敏、完全避开控制动力路径的精密机床工况数据采集系统。

生产设备智能采集终端，包括：处理器、数模转换器、数据发送端口、存储器、显示器、电机动作采集探头、电弧式空气湿度采集探头和震动数据采集探头；电机动作采集探头、电弧式空气湿度采集探头、震动数据采集探头分别与各自的数模转换器电性连接，处理器分别与数模转换器、存储器、显示器、数据发送端口电性连接；电机动作采集探头设置在电机动力电源线路上，电弧式空气湿度采集探头设置在车间内高处，震动数据采集探头安装在机床操作台下方，数据发送端口用于与上一级控制模块连接。

其中，电机动作采集探头由磁流变液箱、第一电磁铁组、第二电磁铁组、磁流变液箱沉摆、沉摆连杆、光栅传感器和永磁体组成；磁流变液箱为有开口的容器，其内部填充有磁流变液，第一电磁铁组设置在磁流变液箱侧壁上，磁流变液箱沉摆设置在磁流变液箱内中央，并通过沉摆连杆与永磁体连接，光栅传感器设置在沉摆连杆上，第二电磁铁组安装在永磁体外侧；第一电磁铁组串联接入被测电机动力电源电路，光栅传感器连接至对应的数模转换器。

工作时，第二电磁铁组接通稳定交流电，第二电磁铁组形成交变磁场，与永磁体相互作用使永磁体、沉摆连杆、磁流变液箱沉摆震荡，并可由光栅传感器测定震荡幅度；当电机启动或停止时，动力电源输出变化，使磁流变液箱中的磁流变液粘度改变，进而影响震荡幅度并由光栅传感器输出，由处理器处理后向显示器和上一级控制模块输出。

电弧式空气湿度采集探头由电容片、放电锥顶和绝缘层组成，电容片有两片，相对布置，每片电容片中央设置有放电锥顶，电容片表面敷设有绝缘层，放电锥顶尖部穿过绝缘层；电容片连接至对应的数模转换器。电容片由处理器及其附属电路稳定充电，当放电锥顶间的电压足以击穿其间空气时，击穿形成电弧并放电，由于击穿电压随空气湿度变化，因此简单调试后即可处理器通过击穿放电频率获得空气湿度数据。

震动数据采集探头由基座、托举磁铁、镜面磁球、磁球牵引绳、激光器和光敏元件阵列组成，托举磁铁嵌装在基座中央，镜面磁球设置在托举磁铁上方，镜面磁球与基座或托举磁铁间连接有磁球牵引绳，激光器设置在镜面磁球上方，激光器周围布置有光敏元件阵列；光敏元件阵列连接至对应的数模转换器。

工作时，托举磁铁与磁球牵引绳向镜面磁球施力使其悬浮平衡，激光器照射镜面磁球后产生反射，当震动发生，镜面磁球晃动，反射激光触发光敏元件并向处理器输出数据，从而实现测定震动功能。

优选的，磁球牵引绳有多个，相对托举磁铁中心对称布置在基座上，通过牵引绳间的夹角使系统易于温度，减小镜面磁球惯性影响。

优选的，数据发送端口与中央控制系统连接。

本实用新型实现了对精密机床电机动作、湿度和震动的工况数据采集功能，结构简单且避开了控制动力路径，调试工作简便易行，有效降低了相关设备使用成本。

附图说明：

附图1是生产设备智能采集终端的具体实施例结构示意图；

附图2是生产设备智能采集终端的具体实施例电机动作采集探头结构示意图；

附图3是生产设备智能采集终端的具体实施例电机动作采集探头侧视结构示意图；

附图4是生产设备智能采集终端的具体实施例电弧式空气湿度采集探头结构示意图；

附图5是生产设备智能采集终端的具体实施例震动数据采集探头结构示意图。

图中：处理器101、数模转换器102、数据发送端口103、存储器104、显示器105、电机动作采集探头2、磁流变液箱201、第一电磁铁组202、第二电磁铁组203、磁流变液箱沉摆204、沉摆连杆205、光栅传感器206、永磁体207、磁流变液208、电弧式空气湿度采集探头3、电容片301、放电锥顶302、绝缘层303、震动数据采集探头4、基座401、托举磁铁402、镜面磁球403、磁球牵引绳404、激光器405、光敏元件阵列406、中央控制系统5。

具体实施方式：

生产设备智能采集终端，包括：处理器101、数模转换器102、数据发送端口103、存储器104、显示器105、电机动作采集探头2、电弧式空气湿度采集探头3和震动数据采集探头4；电机动作采集探头2、电弧式空气湿度采集探头3、震动数据采集探头4分别与各自的数模转换器102电性连接，处理器101分别与数模转换器102、存储器104、显示器405、数据发送端口103电性连接；电机动作采集探头2设置在电机动力电源线路上，电弧式空气湿度采集探头3设置在车间内高处，震动数据采集探头4安装在机床操作台下方，数据发送端口103用于与中央控制系统5连接。

其中，电机动作采集探头2由磁流变液箱201、第一电磁铁组202、第二电磁铁组203、磁流变液箱沉摆204、沉摆连杆205、光栅传感器206和永磁体207组成；磁流变液箱201为有开口的容器，其内部填充有磁流变液208，第一电磁铁组202设置在磁流变液箱201侧壁上，磁流变液箱沉摆204设置在磁流变液箱201内中央，并通过沉摆连杆205与永磁体207连接，光栅传感器206设置在沉摆连杆205上，第二电磁铁组203安装在永磁体207外侧；第一电磁铁组202与被测电机动力电源串联接入电路，光栅传感器206连接至对应的数模转换器102。

电弧式空气湿度采集探头3由电容片301、放电锥顶302和绝缘层303组成，电容片301有两片，相对布置，每片电容片301中央设置有放电锥顶302，电容片301表面敷设有绝缘层303，放电锥顶302尖部穿过绝缘层303；电容片301连接至对应的数模转换器102。

震动数据采集探头4由基座401、托举磁铁402、镜面磁球403、磁球牵引绳404、激光器405和光敏元件阵列406组成，托举磁铁402嵌装在基座401中央，镜面磁球403设置在托举磁铁402上方，镜面磁球403与基座401间连接有磁球牵引绳404，磁球牵引绳404有四根，相对托举磁铁402中心对称布置在基座401上，激光器405设置在镜面磁球403上方，激光器405周围布置有光敏元件阵列406；光敏元件阵列406连接至对应的数模转换器102。