[发明专利]多路实时在线光纤位移测控仪

说明书

技术领域：

本发明涉及一种智能化位移监测控制仪器，具体说是涉及一种应用光纤导光对大型精密复杂机械部件在使用多轴多刀数控机床同时进行多工序加工作业时，实现对直径、内孔、平行度、同心度、垂直度等多种位移变化进行实时在线测量及监控的监测控制仪器。

背景技术：

随着我国数控技术的迅速发展，数控机床在机械加工的应用越来越普遍，对于大型精密复杂的机械部件，使用数控机床进行生产加工也越来越成为首选。而对大型精密复杂机械部件的加工往往要对直径、内孔、平面、平行度、垂直度、平面度、同心度、精糙度等尺寸、形位质量精度有明确的严格要求。就现有的数控机床来看，特别是多轴多刀数控机床的加工能力和技术水平，同时进行多工序加工，并满足上述各项尺寸、形位的质量精度要求已有较大的把握。但按照质量管理制度规定，无论选择怎样精密的加工设备，都不能凭加工设备的工作结果来认定产品质量标准，而必须要通过适当的检测仪器作出判断。目前国外已相继开发出适用于数控机床的自动检测仪器，但由于仪器系统复杂，价格昂贵，对检测环境要求较高，不适应我国国情。而国内尚有该检测仪器对以上所述大型精密复杂机械部件的加工进行实时在线检测监控。为此，生产加工企业都是在机械部件加工后，用专项或通用量检具分别进行单项检查或比对换算，然后再对机械部件的加工质量作出独立判断。这种现状既费时费力，还易造成质量误差，对于出现的质量问题只能听之任之，毫无办法。因此，该检测方法根本不能适应大规模自动化生产流水线及现代化生产现场在线控制系统的需求。固而成为该领域长期渴望解决而尚未解决的难题。

发明内容：

本发明主要是解决目前国外仪器系统复杂，价格昂贵，对检测环境要求较高，国内尚有适当的检测仪器对大型精密复杂机械部件的加工进行实时在线检测监控，不能适应大规模自动化生产流水线及现代化生产现场在线控制系统的需求的问题

本发明的多路实时在线光纤位移测控仪，包括：

用于将模拟信号调节器输出的连续变化的模拟电信号，经过采样、量化、编码、转换运算处理后，转化成阶跃变化的数字信号。并实时传输给先入先出缓存器和环形缓存器的模/数转换器；

用于同时接收由模/数转换器实时传入的数字信号，以同步速度接收储存数字信号，并陆续通过单片机及内部系统总线实时送入计算机处理，同时保持随时启动高速密集记录某传感通道设定事件触发前后瞬态变化，将其实时送入计算机优先处理，并对事件触发过程进行记录存储备查的先入先出缓存器和环形缓存器；

用于连接沟通系统内各种数控模块之间及外接计算机之间的所有联系与控制，并与被测对象的生产加工设备、生产现场在线调控系统进行联网通信的单片机及内部系统总线。

用于由编程软件指令进行开关，将阶跃变化的数字信号转换成连续变化的模拟电信号的数/模转换器，

还包括：

用于拾取由光源光纤照射被测对象后，传输光纤接收的连续变化的敏感光信号，并实时传输给光信号读出器的光纤测感器；

用于将光纤测感器传入的连续变化的敏感光信号转换成可读出的连续变化的电信号的光信号读出器；

用于将光信号读出器输出的连续变化的电信号经增益放大、低通滤波调节成系统内可采用的电量量程的模拟信号调节器；

用于模拟信号调节器与模/数转换器之间进行连接与切换的转换开关；

将所述各光纤测感器、光信号读出器、模拟信号调节器、模/数转换器及转换开关连接于单片机及内部系统总线，而将所述数/模转换器输入由编程软件控制，且输出的模拟电信号并行接入所述转换开关及各模拟信号调节器、光信号读出器、光纤测感器。

本发明具有的优点和积极效果：

1、本发明解决了大型精密复杂机械部件在使用多轴多刀数控机床同时进行多工序加工作业时，对加工的尺寸、形位等质量精度进行实时在线检测监控的该领域技术难题，满足了新型现代化生产现场在线控制系统的特殊需要。可靠实现了发明目的。

2、本发明采取了光纤测感器、光信号读出器、模拟信号调节器和转换开关四项创新技术，综合应用了光纤传导、光电反应、电子集成、自动控制、计算机处理等当代先进技术，融汇了信息采集、信号调节、模/数转换、数据处理等多项功能的优化组合，实现以非接触方式实时在线多路同时测量与调控数控机床生产加工质量，具有发明设计理念先进、产品构思新颖独特、结构布局紧凑合理、工作性能稳定可靠、价格低廉经济实用等特点，与现有技术相比具有突出的实质性特点与显著的进步。并能够为新型自动化仪表行业的新产品开发研制，提供启发和借鉴经验。