双显智能型振动时效控制器的制作方法与工艺

本发明涉及一种振动时效控制技术领域，具体地说是涉及一种双显数个操作键的智能型振动时效控制器。

背景技术：
振动时效工艺是通过振动设备的控制系统控制联结于工件的激振器的转动使工件被迫振动，工件受迫振动的动应力与工件残余应力叠加的和超过某一极限，使工件发生微塑性变形，来降低或均化工件内部的残余应力，使工件尺寸趋于稳定，达到要求精度。一般振动时效是将带有偏心轮的电动机牢固地夹持在被振工件上，通过电动机带动偏心轮转动，使被振工件在其固有频率下振动20至30分钟，而产生微观塑性变形，释放残余应力，防止应力变形的技术。振动时效和热时效相比，不仅效果相同，还具有成本低、节能、环保、处理方便迅速等诸多优点，因此受到人们的普遍重视。常规的振动时效设备由激振器、卡具、振动时效控制器、打印机、加速度传感器等组成。其中，振动时效控制器为上述设备的核心部件，其一般采用微机进行控制。但现有的微电脑振动时效控制器对数据的分析处理能力和实时控制能力普遍较差，并且其操作界面、人机对话功能不强，工作程序少。通过对现有关于振动时效的专利技术检索发现，在现已公开的专利申请中，如中国专利“一种用于振动时效的频谱分析判峰方法（公开号为CN1865886）”公开的是对工件受迫振动加速度值进行频谱分析判峰方法；中国专利“对工件进行振动时效及应变检测的方法（公开号为CN1546973），则是解决同一台振动时效设备无法直接检测到被处理工件的动应变幅值及相位、动应力值、残余应力释放值及残余应力消除率的问题。由此可见，上述专利主要是涉及对振动时效处理方法的改进，而没有具体涉及到对振动时效质量起关键作用的振动时效控制器的操作模式、硬件性能的改进。中国专利“能够远程实时监控振动时效工艺过程的方法及其装置（公开号为CN100478817C）”公开是的一种振动时效装置将振动时效过程中的主机控制参数、被测工件动力学参数及操作过程参数，处理后发射给远程远程监控装置，远程监控装置将该信号处理后显示并记录，操作人员根据所显示的数据，通过远程监控装置可进行实时调整主机控制参数的工作。因此，现场施工时，现有的时效设备对工件的适宜性较差，不能根据工件的大小、性质做实时调整。另一方面，现有的振动时效设备，其直流电机速控和信号采样等电路的结构复杂，各系统之间的结合也不够紧凑、因而极易受干扰而造成直流电机的转速不稳，这些影响是显而易见的；微电脑振动时效控制器对数据的分析处理能力和实时控制能力普遍较差，操作界面、人机对话功能不强，实现监控能力较差，这是需要改进的。

技术实现要素：
本发明的目的就是为了解决现有振动时效技术存在操作界面功能不强、工作程序少、对工件的适应性较差，不能根据工件的大小、材质做出时效调整，以及不能实时输出各类振动数据等技术问题，提供一种能够实时监测振动加速度的振幅进行时效处理，振动消除工件内部残余应力，通过数字显示和液晶屏显示工件振动波形及工艺数据的双显智能型振动时效控制器。本发明的另一个目的是提供一种双显振动时效控制器设有多功能操作键和转换键，振动时效过程中并可切换显示有效值、峰值、幅值真实直观金属构件时效状态，打印时效过程中全部工艺曲线及参数。本发明所采用的技术方案是：一种双显智能型振动时效控制器，它包括机箱、打印机、操作键和主板，其特征在于：所述机箱上设有液晶显示屏、数字显示窗、转换键；所述机箱上设有转速信号接口、振动加速度接口、振幅信号接口、电流电压信号接口、打印机；所述主板上设有单片微处理器、存储器、电荷放大控制电路、串口驱动电路、接口电路，所述操作键、存储器与单片微处理器的I/O端口相连；所述转速信号接口、振动加速度接口、振幅信号接口、电流电压信号接口、打印机分别通过接口电路接入单片微处理器；所述单片微处理器通过接口电路分别与电荷放大控制电路、串口驱动电路相连；所述电荷放大控制电路与转换键相连，转换键连接液晶显示屏，串口驱动电路连接数字显示窗。在上述技术方案基础上进一步的技术方案是：所述转速信号接口将转速传感器产生光脉冲信号经LM353，LM331压频转换后输出至单片微处理器AT89S5224PU、74HC4020、62256，由此完成信号处理。所述振动加速度接口将压电传感器交变信号经LM353，LM331压频转换后输出至单片微处理器AT89S5224PU、74HC4020、62256，由此完成信号处理。所述电流电压信号接口将电压、电流信号经由LM725，LM331压频转换后输出至单片微处理器AT89S5224PU、74HC4020、62256，由此完成信号处理。所述电荷放大控制电路包括电荷放大器、控制板、供电模块，电荷放大器与控制板连接，控制板输出端接转换键，工件振幅传感信号输送至电荷放大器，由控制板将频率信号转换成数据信号，由转换键输入液晶显示屏，供电模块将交流电源转为直流电源为液晶显示屏提供电源。所述转换键由三个功能键构成，分别为波形、峰值、复位键，波形键S1为波形数据显示键，峰值键S2为调整放大波形幅度键，复位键S3为复位清零键。所述串口驱动电路包括入门74HC08芯片、驱动74HC164芯片，单片微处理器输出端分别将转速转换信号、振幅传感转换信号、电流电压转换信号输出至接口电路，再分别经光耦TIL117至串口驱动电路，由74HC164驱动数码发光二极管显示读数数字，将电压、电流、时间、工艺、转速分别输出至数字显示窗。本发明的上述技术方案，具有以下优点：1、本发明双显智能型振动时效控制器设有数字显示窗和液晶显示屏自动显示工件振动波形及工艺数据，自动识别材质、构件钢性，实时监测振动加速度的振幅对金属构件进行时效处理，数字和液晶屏直接应用于金属构件振动过程中真实监测振动加速度的振幅，振动消除工件内部残余应力工艺上。2、本发明双显智能型振动时效控制器通过在机箱上设有转速信号接口、振动加速度接口、振幅信号接口、电流电压信号接口、打印机，将工件振幅传感信号、振幅、电压电流信号及转速取样信号，通过接口电路分别传输给单片机，由单片机完成信号处理，完成自动跟踪并监测金属构件时效处理。3、本发明振动时效控制器内主板上设置了电荷放大控制电路，由供电模块实现提供为液晶显示屏提供直流电源，电荷放大器与控制板连接，控制板输出端接转换键，工件振幅传感信号输送至电荷放大器，由控制板将频率信号转换成数据信号，由转换键输入液晶显示屏，通过液晶显示屏可以监测金属构件动加速度的振幅，同时，通过设置的转换键和操作键，实现波形、峰值、复位三个功能转换，振动时效过程中并可切换显示有效值、峰值、幅值真实直观金属构件时效状态。4、本发明由于设置了串口驱动电路，单片微处理器输出的转速电转换信号、振幅传感转换信号、电流电压转换信号，通过光耦TIL117输入串口驱动电路，由74HC164驱动数码发光二极管，将电压、电流、时间、工艺、转速读数数字显示窗显示，数字显示准确，使振动时效控制器具备了双显功能。5、本发明双显智能型振动时效控制器在机箱上设置了打印机，打印时效过程中全部工艺曲线及参数，可远距离真实直观、实时监测金属构件时效状态。附图说明图1本发明的机箱结构示意图。图2本发明的电路方框路。图3本发明的液晶显示屏电荷放大控制电路方框示意图。1－液显显示屏；2－数字显示窗；3－操作键；4－转换键；5－转速信号接口；6—振动加速度接口；7—振幅信号接口；8－电流电压信号接口；9－机箱；10-打印机。具体实施方式下面将结合具体实施例对本发明进一步详细说明。见图1、2、3所示，双显智能型振动时效控制器由控制器、主板、数字显示窗2、液晶显示屏1与操作键3和转换键4构成整机。主板以AT89S5224PU，74HC4020，62256为核心构成徽电脑系统，其中有计数器、扩展计数器、锁相环电路、双二进制计数器、内存储器容量。数字显示窗口来源于AT89S5224PU，74HC4020，62256串行口控制板，共14位数码管。液晶显示屏用于有效值、振幅、振动波形显示，并直观显示工件振动状况。输入振幅信号：YD一1型压电加速度传感器，测量频率范围：0一5{对应一5V}，输出频率信号：0一5V交流{单峰值}，振动频率范围：10HZ一500HZ，可显示振动加速度单峰值和有效值。操作键：1）操作键为0-9，另有调速/定时，工艺，监控/预置，定频/-，定速-。2）编号，1键，兼有自动，1键兼有打印，2键兼有运行，3键兼有停止，4键兼有降速，5键兼有扫描，6键兼有时效，7键兼有升速，8键兼有h/f，9键兼有U/I；键盘由呈矩阵排列的数字键和功能键构成，所述数字键为0-9号键，功能键有调整键、工艺键、定速键、定频键、监控键五个键。如图1本发明的机箱结构示意图。包括机箱9、打印机10、主板11，机箱9内设有主板，机箱9上设有液晶显示屏1、数字显示窗2、操作键3和转换键4，机箱9上还设有转速信号接口5、振动加速度接口6、振幅信号接口7、电流电压信号接口8、打印机10。如图2本发明的电路方框路。控制器机箱10内设有主板11，主板上设有单片微处理器、存储器、电荷放大控制电路、串口驱动电路、接口电路，且操作键、存储器与单片微处理器的I/O端口相连；转速信号、电流电压信号、工件振动加速度信号、振幅信号分别通过接口电路接入单片微处理器，打印机接入单片微处理器；单片微处理器通过接口电路分别与电荷放大控制电路、串口驱动电路相连；电荷放大控制电路与转换键4相连，转换键4连接液晶显示屏1，串口驱动电路连接数字显示窗2。转速信号接口由60齿光盘和光踊传感器将转速传感器产生光脉冲信号经LM353，LM331压频转换后输出至单片微处理器AT89S5224PU、74HC4020、62256完成信号处理；加速度压电传感器自吸在金属工件上，当工件固有频率与本控系统给定频率谐振时将会产生共振，振动加速度接口将压电传感器交变信号经LM353，LM331压频转换后输出至单片微处理器AT89S5224PU、74HC4020、62256完成信号处理；电流电压信号接口9将电压、电流信号经由LM725，LM331压频转换后输出至单片微处理器AT89S5224PU、74HC4020、62256完成信号处理，其中，电压釆样由150K电阻，12V，0.5W稳压二极管，从驱动回路中取样经LM331压频转换，电流釆样从驱动回路中串接75mV分流器取样，经LM725，LM331来进行压频转换后输出至单片微处理器；振幅信号接口将振动波信号通过接口电路输入单片微处理器，由单片微处理器完成振幅波形转换，有效值峰值显示，实测直观工件振动状态。其中，所述串口驱动电路为单片微处理器输出端分别将转速转换信号、振幅传感转换信号、电流电压转换信号输出至接口电路，再分别经光耦TIL117至串口驱动电路入门74HC08芯片、驱动74HC164芯片，由驱动74HC164芯片驱动数码发光二极管显示读数数字，将电压、电流、时间、工艺、转速输出至数字显示窗，串口驱动电路由MTCTT40A/1200V可控硅模块驱动电机。如图3本发明的液晶显示屏电荷放大控制电路方框示意图。电荷放大控制电路包括电荷放大器、控制板、供电模块，电荷放大器与控制板连接，控制板输出端接转换键，工件振幅传感信号输送至电荷放大器，由控制板将频率信号转换成数据信号，由转换键输入液晶显示屏，供电模块将交流电源转为直流电源为液晶显示屏提供电源；面板中转换健为触式按键，可切换显示屏显示振幅波形、峰值波形、复位清零，转换健S1显示振幅波形，面板中转换健S2釆样间隔调整，改变放大倍数，调整波形幅度，复位清零键S3为复位高电平清理出现乱码。上述实施例用于说明本发明，并不是对本发明的限定。