数控加工中心表面波度测量装置的制作方法

本实用新型涉及波度测量技术领域，是一种数控加工中心表面波度测量装置。

背景技术：

在高精度表面测量中，表面波度是非常重要的一个参数，它反映表面的起伏情况。目前的表面波度测量仪结构复杂、体积较大，价格昂贵，并且没有一种专门针对数控铣削加工中在线检测波度的仪器。

技术实现要素：

本实用新型为解决表面波度测量仪结构复杂、体积较大的问题,提供了一种数控加工中心表面波度测量装置，本实用新型提供了以下技术方案：

一种数控加工中心表面波度测量装置，所述数控加工中心表面波度测量装置3包括电感式位移传感器、数模转化装置、控制器和显示器，数控加工中心表面波度测量装置3通过精密的弹簧夹头2夹持在数控铣削机床的标准刀柄1上；

所述电感式位移传感器信号输出端连接数模转化装置信号输入端，所述数模转化装置数据信号输出端连接控制器数据信号输入端，所述数模转化装置数据信号输入端连接控制器数据信号输出端，所述数模转化装置逻辑信号输出端连接控制器逻辑信号输入端，所述数模转化装置逻辑信号输入端连接控制器逻辑信号输出端，所述数模转化装置模拟接地端和数字接地端接地，所述数模转化装置的模拟电源端通过电容连接电源端，所述数模转化装置逻辑输入端与数字电源端并联连接电源；

所述控制器的数据信号输出端连接显示器数据信号输入端，所述控制器数据信号输出端连接显示器数据信号存储端，所述控制器数据信号输出端连接显示数据信号显示端，所述控制器的控制信号输入端连接蜂鸣器的控制信号输入端；

所述显示器的电源端连接电源，显示器接地端接地，显示器的驱动电压端连接10k电阻，所述10k电阻两端分别连接电源和接地。

优选地，所述控制器连接四个按键，四个按键包括启动键k1、停止键k2、复位键k3和备用键k4，所述四个按键的一端分别通过4个4.9k的电阻并排连接控制所述控制器,所述四个按键另一端分别接地。

优选地，所述电感式位移传感器采用采用yxs-dga型，所述传感器量程为0-2mm，分辨力为0.0001mm。

优选地，所述数模转化装置采用ad7715模数转换芯片，所述控制器采用at89s52单片机，所述显示器采用lcdts1620-1液晶显示器。

优选地，所述单片机的p1.0口连接所述数模转换芯片的din引脚，所述单片机的p1.1口连接所述数模转换芯片的dout引脚,单片机的p1.2口连接所述数模转换芯片的drry引脚,单片机的p1.3口连接所述数模转换芯片的din引脚；

所述数模转换芯片的agnd和dgnd引脚接地，所述数模转换芯片的cs引脚连接+5v的电源，所述数模转换芯片的reset和dvdd引脚连接+5v电源，所述所述数模转换芯片的avdd引脚通过复位电路连接+5v电源。

优选地，所述单片机的p2.0和p2.1口连接蜂鸣器，所述蜂鸣器的电压为5v。

优选地，所述单片机的p0.0至p0.7口分别连接所述显示器的db0至db7引脚，所述单片机的p2.0口连接所述显示器的rs引脚，所述单片机的p2.1口连接所述显示器的e引脚，所述单片机的p2.2口连接所述显示器的r/w引脚；

所述显示器的vdd引脚连接+5v电源，所述显示器的vlcd引脚连接10k的电阻，所述显示器的vss引脚接地，所述10k电阻的一端接地，10k电阻的另一端连接+5v电源。

优选地，所述单片机的p1.4口至p1.7口分别连接4个4.9k的电阻的一端和按键k1至k4，所述4.9k电阻的另一端连接+5v电源。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型该测量仪能够自动检测工件表面波度，并通过液晶屏幕显示数值，直观简洁，at89s52单片机性价比高，ad7715转换芯片运算速度快。优点如下：

(1)能够非常方便的安装在标准刀柄上，并通过数控换刀程序存入刀库或者调用；

(2)测量仪的移动通过数控机床完成，测量误差小，测量效率高；

(3)电感位移传感器分辨力0.0001mm，测量准确；

(4)测量仪成本低，易于普及使用。

附图说明

图1是数控加工中心表面波度测量装置框图；

图2是数控加工中心表面波度测量装置电气原理图；

图3是表面波度示意图；

图4是数控加工中心表面波度测量装置示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本实用新型进行了详细说明。

具体实施例一：

根据图1和图2所示，本实用新型提供一种数控加工中心表面波度测量装置，所述数控加工中心表面波度测量装置3包括电感式位移传感器、数模转化装置、控制器和显示器，数控加工中心表面波度测量装置3通过精密的弹簧夹头2夹持在数控铣削机床的标准刀柄1上；

所述电感式位移传感器信号输出端连接数模转化装置信号输入端，所述数模转化装置数据信号输出端连接控制器数据信号输入端，所述数模转化装置数据信号输入端连接控制器数据信号输出端，所述数模转化装置逻辑信号输出端连接控制器逻辑信号输入端，所述数模转化装置逻辑信号输入端连接控制器逻辑信号输出端，所述数模转化装置模拟接地端和数字接地端接地，所述数模转化装置的模拟电源端通过电容连接电源端，所述数模转化装置逻辑输入端与数字电源端并联连接电源；

所述控制器的数据信号输出端连接显示器数据信号输入端，所述控制器数据信号输出端连接显示器数据信号存储端，所述控制器数据信号输出端连接显示数据信号显示端，所述控制器的控制信号输入端连接蜂鸣器的控制信号输入端；

所述显示器的电源端连接电源，显示器接地端接地，显示器的驱动电压端连接10k电阻，所述10k电阻两端分别连接电源和接地。

所述控制器连接四个按键，四个按键包括启动键k1、停止键k2、复位键k3和备用键k4，所述四个按键的一端分别通过4个4.9k的电阻并排连接控制所述控制器,所述四个按键另一端分别接地。

如图4所示为数控加工中心表面波度测量仪示意图，测量仪前端选择研旭高精度电感式位移传感器yxs-dga型，量程0-2mm，分辨力0.0001mm，由设定值开始，当测头高低发生变化时，输出0-10v模拟电压信号。测量仪后端被精密弹簧夹头固定并与标准的刀柄连接，刀柄再与主轴连接。该测量仪充分发挥加工中心的优势，利用加工中心完成x\y\z三个方向的移动，不但精度高、误差小，还能够通过数控程序实现。

控制器核心处理芯片为at89s52，响应快，性价比高，可靠性好。选择ad7715模数转换芯片完成传感器的模拟量到数字量的转换。选择lcdts1620-1液晶显示器显示参数值。设计4个按键，分别是k1,按下后测量仪启动，开始工作，此时测量仪如果移动，则液晶屏幕显示波度起伏值。k2是停止按键，按下后仪器停止工作。k3是复位按键，按下后所有参数清除，重新开始。k4位备用按键，为后续升级准备。

当测量仪在一定距离范围内工作时，位移传感器时刻检测表面起伏高度，将信号通过ad7715转换后传送给at89s52，at89s52将信号滤波、转换后存储，并在显示屏上显示，可设定每毫米显示一个数值。

根据图2所示，所述单片机的p1.0口连接所述数模转换芯片的din引脚，所述单片机的p1.1口连接所述数模转换芯片的dout引脚,单片机的p1.2口连接所述数模转换芯片的drry引脚,单片机的p1.3口连接所述数模转换芯片的din引脚；

所述数模转换芯片的agnd和dgnd引脚接地，所述数模转换芯片的cs引脚连接+5v的电源，所述数模转换芯片的reset和dvdd引脚连接+5v电源，所述所述数模转换芯片的avdd引脚通过复位电路连接+5v电源。

所述单片机的p2.0和p2.1口连接蜂鸣器，所述蜂鸣器的电压为5v，当蜂鸣器接收点超过10v时，报警。

所述单片机的p0.0至p0.7口分别连接所述显示器的db0至db7引脚，所述单片机的p2.0口连接所述显示器的rs引脚，所述单片机的p2.1口连接所述显示器的e引脚，所述单片机的p2.2口连接所述显示器的r/w引脚；

所述显示器的vdd引脚连接+5v电源，所述显示器的vlcd引脚连接10k的电阻，所述显示器的vss引脚接地，所述10k电阻的一端接地，10k电阻的另一端连接+5v电源。

所述单片机的p1.4口至p1.7口分别连接4个4.9k的电阻的一端和按键k1至k4，所述4.9k电阻的另一端连接+5v电源。

表面波度(波纹度)即指间距大于表面粗糙度但小于表面几何形状误差的表面几何不平度，属于微观和宏观之间的几何误差。在数控加工中指零件表面上形成的具有一定周期性的高低起伏，如图3所示在单位距离l内，表面的最大起伏为a。

以上所述仅是数控加工中心表面波度测量装置的优选实施方式，数控加工中心表面波度测量装置的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于思路下的此技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和变化，这些改进和变化也应视为本实用新型的保护范围。