专利名称：切削温度实验数据处理装置的制作方法
专利说明 本实用新型涉及一种数字数据处理装置。
切削温度的测量及其数据处理是切削实验研究中的重要技术。在用来研究各因素，如切削速度V、走刀量f、切削深度ap对切削温度的影响，一般通过大量实验，由测温仪测得切削温度后，把所得到的数据，用数字方法进行处理，从而将影响关系以指数公式表现出来。当所考虑的因素较多时，所得到的实验数据也多，若以人工方法进行数据处理，既花时，又易出差错，且有较大的误差。
本实用新型的目的是由测温仪测得的切削温度，把所得到的数据进行自动处理，然后把结果，即各因素对切削温度的影响以指数关系式打印出来。
为完成上述目的，本实用新型所采用的技术方案是热电偶测温部件，它包括一个能作纵向移动的丝杆，装有热电偶并能作横向移动的丝杆，热电偶的触头能与被测刀具主剖面相接触。数据采集部件，它包括由热电偶，与热电偶连接的放大器，与放大器输出端连接的A／D转换器组成的输入放大和模拟转换电路；由单片微机，地址锁存器，程序存贮器，数据存贮器组成的单片微机测量及数据处理电路；由键盘显示器，可编程接口芯片组成的显示及键盘输入电路；由可编程接口芯片和微打印机组成的打印输出电路。
本实用新型与现有技术相比其优点是 1.由于利用单片微机技术处理标准热电偶输出特性非线性及冷端温度补偿，提高测量精度，且不受环境温度、元器件离散性影响。
2.本处理装置不仅能对切削刀具温度数据实时显示、处理、自动打印，而且还能与不同的传感器相兼容，从而用于其他领域中某些物理量的数据读取，数据处理并打印有关结果。将人们从冗长的数据读取、处理中解脱出来。
以下结合附图对本实用新型作详细描述。
图1、本实用新型的热电偶测温部件机械结构图； 图2、本实用新型的电路结构框图； 图3、数据处理部件的电路结构图。
整个切削温度实验数据处理装置是在应用程序的控制下进行的，应用程序主要由监控程序模块、数据采集模块、数据处理模块和打印输出模块所组成。
1.监控程序模块它负责监督管理数据处理装置的全部操作，单片微机上电或复位后即进入本监控程序，它首先对系统初始化，然后调用显示及键扫描子程序以等待键盘输入，若无键按下，则继续调用显示及键扫描子程序。从键盘输入的值有热电偶冷端温度T0，工件直径d，车床转速n，切削速度v，走刀量f，切削深度ap。命令键有采样键s，数据处理键Cs，打印键p，认可键E。单片微机根据按键进行不同的处理。
2.数据采集模块如图1所示，热电偶测温部件中的K型热电偶3与切削过程中的刀具连为一体，方便地夹固在机床刀架上，调节纵向移动丝杆1和横向移动丝杆2，可使热电偶3的触头移至被测刀具主剖面所需测量部位。如图3、图4所示，热电偶感应被测刀具主部面上待测部位的温度，将其输出的电势送至高精度OP07放大器4，放大到合适的电平，放大后的电压经3 1/2 位双积分式5G14433A／D转换器5，转换成BCD码数字量。由8031单片微机6、74LS373地址锁存器7、2764程序存贮器8组成的数据采集系统，以中断的方式把转换后BCD码存入内部数据缓冲区。然后按K型热电偶非线性校正方程T℃＝－0.007X4＋0.149X3－0.973x2＋26.543X－0.694计算出被测温度值(式中X为被测温度校正电势)，改变不同的切削条件，可得到相对应的温度值，并存入RAM6116数据存贮器9中。
3.数据处理模块主要功能是对采集来的温度信号进行适当处理，根据切削温度经验公式的数学模型T＝CT*VZ*fy*axp确定有关系数，现在阐述有关系数的计算方法，我们选用单因素法，即固定两个因素求另一因素对温度的影响。如固定切削速度v、走刀量f，则切削深度ap与切削温度T之间有
同理有 综合后有
式中x、y、z是与切削深度、走刀量、切削速度有关的系数(曲线的斜率)。
分别为切削深度、切削速度、走刀量变化而引起曲线截距变化的一个常数。
下面阐述以平均选点法求取T＝
的系数
及指数x。设有n个试验点，分成两组，前半部n1个试验点，后半部n2个试验点。如n为偶数，则n1＝n2＝ (n)/2 ；如为奇数，则n1＝n2＝ (n＋1)/2 。前半部n1个试验点的点系中心坐标
后半部n2个试验点的点系中心坐标，如n为偶数
如n为奇数
则
或
同理有
根据上述有关计算经验公式的数学模型，我们把数据处理模块分若干个子程序模块进行编程，把有关中间处理结果存入数据存贮器，最后综合成切削温度数据处理经验公式，供打印机打印。
4.打印输出模块本装置温度检测结果除经8255A可编程接口芯片12，在键盘显示器11上予以实时显示外，还可以由操作者通过键盘输入打印命令p，由PP40微型四色绘图打印机打印出有关切削条件，切削温度及切削温度实验处理经验公式，打印结果如下表所示 CUTTING TEMPERATURE DATA PROCESSING The cold end temperature is000020 The diameter of workpiece is00050 Date **************************************** fo〔mm／r〕 No〔r／min〕 Apo〔mm〕 Vo〔m／min〕 0000.1 063. 000001 000010 **************************************** N〔r／min〕 V〔m／min〕 T〔C〕 031. 000005 0184.3 063. 000010 0229.0 0095. 000015 0255.8 00127 000020 0270.5 **************************************** f〔mm／r〕 T〔C〕 Ap〔mm〕 T〔C〕 0000.1 0237.7 0000.5 0222.3 000.22 0271.1 000001 0234.8 000.25 0276.7 0001.5 0242.3 0000.3 0286.1 000002 0250.7 **************************************** The experiment formula is T＝177.96*〔f**0.1677〕*〔Ap**0.0845〕*〔V*0.2841〕
权利要求一种切削温度实验数据处理装置，包括能作纵向移动的丝杆[1]，装有热电偶[3]并能作横向移动的丝杆[2]，热电偶[3]的触头能与被测刀具主剖面相接触，本实用新型的特征是
a.由热电偶[3]，与热电偶[3]连接的放大器[4]，与放大器[4]输出端连接的A/D转换器[5]组成的输入放大和模数转换电路；
b.由单片微机[6]，地址锁存器[7]，程序存贮器[8]，数据存贮器[9]组成的单片微机测量及数据处理电路；
c.由键盘显示器[11]，可编程接口芯片[12]组成的显示及键盘输入电路；
d.由可编程接口芯片[12]和微打印机[10]组成的打印输出电路。
专利摘要一种切削温度实验数据处理装置。包括热电偶测温部件和由放大器、A/D转换器、单片微机、锁存器、程序存贮器、数据存贮器、可编程接口芯片、键盘、打印机等组成的数据采集部件。它根据不同的切削条件进行温度测量，并连续显示，然后对数据存贮器中存放的有关切削条件和切削温度进行数据处理，打印出有关处理数据和经验公式，将人们从冗长的数据读取、处理中解脱出来。
文档编号G01K7/04GK2135775SQ9222889
公开日1993年6月9日 申请日期1992年7月22日 优先权日1992年7月22日
发明者戴振松, 张维纪 申请人:浙江大学