[发明专利]一种精密加工中的低功耗精度在线监测系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及精密加工的技术领域，特别是精密加工精度监测系统的技术领域。

【背景技术】

精密加工对精度的要求极高，现代化高精度加工一般要采取在线监测，通过各种传感器对加工的尺寸参数进行实施监测，并将数据通过主控器进行整合，从而与理论尺寸进行对比，加工过程中即能及时纠正加工问题。然而过多的传感器一方面带来的是设备空间的压力，在加工复杂零件过程中，狭小的空间往往会对传感器造成空间干涉，同时，过多的传感器造成了控制器多路电能输出的压力，需要更高级的多路稳压电源进行供电才能满足需求，这无疑是精密加工精度进一步提高的制约因素。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有精密加工过程中需要多种传感器进行组合使用从而造成空间干涉、供电成本高的问题，提出一种精密加工中的低功耗精度在线监测系统，能够简化精密加工过程中的检测设备，降低供电需求，增强检测系统的适用性。

为实现上述目的，本发明提出了一种精密加工中的低功耗精度在线监测系统，包括刀柄，在所述刀柄上相互垂直的三个方向上分别设置有X轴超磁致伸缩棒、Y轴超磁致伸缩棒和Z轴超磁致伸缩棒，所述X轴超磁致伸缩棒上套着一个X轴拾磁线圈，所述Y轴超磁致伸缩棒上套着一个Y轴拾磁线圈，所述Z轴超磁致伸缩棒上套着一个Z轴拾磁线圈，所述X轴拾磁线圈、Y轴拾磁线圈和Z轴拾磁线圈分别连接到一个具有至少三路输入口的电流放大器上，所述X轴超磁致伸缩棒、Y轴超磁致伸缩棒和Z轴超磁致伸缩棒上还分别设置有X轴应变片、Y轴应变片和Z轴应变片，所述X轴应变片、Y轴应变片和Z轴应变片的粘贴方向分别与所述X轴超磁致伸缩棒、Y轴超磁致伸缩棒和Z轴超磁致伸缩棒平行，所述X轴应变片、Y轴应变片和Z轴应变片分别通过导线连接着一个具有至少三路输入口的应变仪，所述应变仪和所述电流放大器分别通过导线连接到一个数据采集卡上，所述数据采集卡上还通过导线连接着一个中央控制器，所述中央控制器通过导线连接着一个私服进给机构，所述刀柄固定在所述私服进给机构上。

作为优选，所述X轴超磁致伸缩棒、Y轴超磁致伸缩棒和Z轴超磁致伸缩棒均设置在所述刀柄的内部。

作为优选，所述私服进给机构为伺服电机驱动的滚珠丝杠进给机构。

作为优选，所述电流放大器的分辨率大于10nA。

本发明的有益效果：本发明通过超磁致伸缩棒的逆磁致伸缩效应对特定方向上的振动信号和应变信号进行检测，可以将物理信号的变化转化为磁场变化，并通过设置在超磁致伸缩棒上的拾磁线圈检测电磁感应生成的电流，从而对刀柄的振动信号进行在线监测；通过设置在超磁致伸缩棒上的应变片，对超磁致伸缩棒的应变进行检测，由于超磁致伸缩棒的应变来自于刀柄在加工过程中的振动和受力变形，所以应变片的信号具有与拾磁线圈信号证明同种物理信号的功能，二者相互对比，能够大大提高监测精度，从而使私服环节给予刀柄以准确的反馈信号，控制加工精度，实现超精密加工，因为超磁致伸缩棒体积小，并设置于刀柄内部，不会占用加工空间，且超磁致伸缩棒本身无需外部电源提供电能，降低能耗。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本发明的整体结构框图。

【具体实施方式】

参阅图1，本发明精密加工中的低功耗精度在线监测系统，包括刀柄，在所述刀柄上相互垂直的三个方向上分别设置有X轴超磁致伸缩棒、Y轴超磁致伸缩棒和Z轴超磁致伸缩棒，所述X轴超磁致伸缩棒上套着一个X轴拾磁线圈，所述Y轴超磁致伸缩棒上套着一个Y轴拾磁线圈，所述Z轴超磁致伸缩棒上套着一个Z轴拾磁线圈，所述X轴拾磁线圈、Y轴拾磁线圈和Z轴拾磁线圈分别连接到一个具有至少三路输入口的电流放大器上，所述X轴超磁致伸缩棒、Y轴超磁致伸缩棒和Z轴超磁致伸缩棒上还分别设置有X轴应变片、Y轴应变片和Z轴应变片，所述X轴应变片、Y轴应变片和Z轴应变片的粘贴方向分别与所述X轴超磁致伸缩棒、Y轴超磁致伸缩棒和Z轴超磁致伸缩棒平行，所述X轴应变片、Y轴应变片和Z轴应变片分别通过导线连接着一个具有至少三路输入口的应变仪，所述应变仪和所述电流放大器分别通过导线连接到一个数据采集卡上，所述数据采集卡上还通过导线连接着一个中央控制器，所述中央控制器通过导线连接着一个私服进给机构，所述刀柄固定在所述私服进给机构上。

所述X轴超磁致伸缩棒、Y轴超磁致伸缩棒和Z轴超磁致伸缩棒均设置在所述刀柄的内部，这样能够更加精确的对刀柄的振动和变形进行监测，而且节省加工空间，使刀柄在结构复杂的零件加工中不会造成传感器的空间干涉。