[實(shí)用新型]工件尺寸自動(dòng)測(cè)量數(shù)顯系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920033064.6
• 申請(qǐng)日: 2009-05-12
• 公開（公告）號(hào): CN201449250U
• 公開（公告）日: 2010-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧博友;王東;王靜鴿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北農(nóng)林科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00;G01B11/24
• 代理公司: 西安新思維專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 61114
• 代理人: 韓翎

一、技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型涉及一種普通車床工件測(cè)量系統(tǒng)，尤其是涉及一種工件尺寸自動(dòng)測(cè)量數(shù)顯系統(tǒng)。

二、背景技術(shù)：

背景技術(shù)中，目前在我國(guó)制造業(yè)中普通車床在機(jī)械加工方面應(yīng)用非常廣泛，大部分的機(jī)械產(chǎn)品加工過程都要通過普通車床來完成。普通車床在工件加工過程中，對(duì)工件加工余量的測(cè)量采用靜態(tài)手工測(cè)量，每次測(cè)量時(shí)需要停車，大大增加了勞動(dòng)量，占用車床有效工作時(shí)間，耗能多且降低了生產(chǎn)率。此外手工測(cè)量容易引入較大的測(cè)量誤差，從而使產(chǎn)品的廢品率增加，并且精度也較低。

三、實(shí)用新型內(nèi)容：

本實(shí)用新型為了解決上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種工件尺寸自動(dòng)測(cè)量數(shù)顯系統(tǒng)，其提高了普通車床的生產(chǎn)率及產(chǎn)品精度，可降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，穩(wěn)定性好，自動(dòng)化程度高。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種工件尺寸自動(dòng)測(cè)量數(shù)顯系統(tǒng)，其特征在于：包括與CCD傳感器連接的CCD驅(qū)動(dòng)電路，CCD傳感器與調(diào)理電路連接，調(diào)理電路與二值化處理電路連接，二值化處理電路與單片機(jī)連接，單片機(jī)與LED顯示裝置連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和效果如下：

本實(shí)用新型為一種以CCD傳感器與單片機(jī)為基礎(chǔ)的自動(dòng)測(cè)量數(shù)顯設(shè)備，在機(jī)床連續(xù)工作中自動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，并在不改變?cè)衅胀ㄜ嚧步Y(jié)構(gòu)的前提下，將其應(yīng)用在工件剩余加工余量的測(cè)量中，用動(dòng)態(tài)非接觸式測(cè)量取代了靜態(tài)手工測(cè)量方法，在車床運(yùn)行過程中測(cè)量，不占用車床周轉(zhuǎn)時(shí)間。其穩(wěn)定性好，自動(dòng)化程度高，不僅提高了普通車床的生產(chǎn)率及產(chǎn)品精度，也在一定程度上可降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，真正地實(shí)現(xiàn)了光、機(jī)、電的一體化。

四、附圖說明：

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的工作原理圖；

圖3為CCD驅(qū)動(dòng)電路的電路圖；

圖4為調(diào)理電路的電路圖；

圖5為二值化處理電路的電路圖。

圖中，1-驅(qū)動(dòng)電路，2-光源，3-被測(cè)工件，4-CCD傳感器，5-調(diào)理電路，6-二值化處理電路，7-二值化信號(hào)，8-標(biāo)準(zhǔn)脈沖，9-車床進(jìn)給系統(tǒng)，10-計(jì)數(shù)，11-單片機(jī)，12-A/D轉(zhuǎn)化，13-軟件程序處理，14-LED顯示裝置。

五、具體實(shí)施方式：

本實(shí)用新型主要由兩大系統(tǒng)組成。一是以CCD傳感器為基礎(chǔ)的自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)；二是以單片機(jī)為基礎(chǔ)的數(shù)字信號(hào)處理及輸出顯示系統(tǒng)。主要分為六大模塊：CCD驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)、CCD視頻信號(hào)的調(diào)理、二值化電路的設(shè)計(jì)、以單片機(jī)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及LED顯示系統(tǒng)。其中以單片機(jī)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及LED顯示系統(tǒng)采用現(xiàn)有的單片機(jī)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、LED顯示系統(tǒng)。

參見圖1，本實(shí)用新型包括與CCD傳感器4連接的CCD驅(qū)動(dòng)電路1，CCD傳感器4與調(diào)理電路5連接，調(diào)理電路5與二值化處理電路6連接，二值化處理電路6與單片機(jī)11(AT89C51)連接，單片機(jī)11與LED顯示裝置14連接。

參見圖2，CCD以電荷為信號(hào)，當(dāng)光入射到CCD的光敏面上時(shí)，CCD首先完成光電轉(zhuǎn)化，根據(jù)光的強(qiáng)弱積聚相應(yīng)的電荷，產(chǎn)生與光電荷量成正比的弱電壓信號(hào)。本項(xiàng)目中，光學(xué)系統(tǒng)射出的平行光把被測(cè)對(duì)象成像在CCD光敏面上，由于被測(cè)物體的遮擋，形成了工件與背景在光強(qiáng)上的強(qiáng)弱變化，反映在CCD視頻信號(hào)上所對(duì)應(yīng)的圖像邊界尺寸部分處會(huì)有急劇的電平，這樣就捕捉到了工件輪廓真實(shí)尺寸相對(duì)應(yīng)的光電信號(hào)。如圖2所示，a、b部分的寬度與工件尺寸相對(duì)應(yīng)。

參見圖3，圖3所示為CCD的驅(qū)動(dòng)電路。

參見圖4，實(shí)際工作中，由于測(cè)量過程中的振動(dòng)、光強(qiáng)度的變化等原因，得到的信號(hào)中還有許多干擾和噪聲信號(hào)，所以需要對(duì)該信號(hào)進(jìn)行調(diào)試，以便能更好的反映工件尺寸信號(hào)。CCD視頻信號(hào)中的有效信號(hào)OS是含有經(jīng)過光積分效應(yīng)的有效光電信號(hào)，而補(bǔ)償信號(hào)DOS則反映了CCD傳感器的暗電流特性，也反映了CCD在復(fù)位脈沖的作用下信號(hào)傳輸溝道產(chǎn)生的容性干擾OS和DOS的理想波形，兩信號(hào)被RS容性干擾的相位是相同的，可以用差分放大器完成信號(hào)的放大與抑制共模干擾作用。