[發(fā)明專利]一種切削力測試裝置的靜態(tài)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010033025.7
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111157150B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃學(xué)坤
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波高新區(qū)琪明機(jī)械設(shè)備有限公司
• 主分類號: G01L1/16
• 分類號: G01L1/16;H03F3/16
• 代理公司: 北京沁優(yōu)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11684
• 代理人: 方仕杰

本發(fā)明提供一種切削力測試裝置的靜態(tài)系統(tǒng)，包括信號處理模塊、電荷模塊和電源模塊，信號處理模塊和電荷模塊電性連接，電荷模塊和電源模塊電性連接，信號處理模塊通過外部接口外電性連接有切削力傳感器，切削力傳感器用于采集切削力信號并將該切削力信號傳輸給信號處理模塊，經(jīng)由信號處理模塊進(jìn)行信號隔離放大并轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)可拾取的模擬信號，電荷模塊用于實(shí)現(xiàn)對信號的降噪與放大過程，電源模塊用于為整個系統(tǒng)提供穩(wěn)定電壓。本發(fā)明能夠通過信號處理模塊中的電荷放大器將信號的電容漏電漂移的電壓信號傳輸至低噪放大器中完成信號的補(bǔ)償，避免由于電流漂移造成的信號失真，提高切削力傳感器采集信號的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及切削測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種切削力測試裝置的靜態(tài)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

壓電式切削力測試系統(tǒng)在切削過程中，會產(chǎn)生一系列物理現(xiàn)象，如切削變形、切削力、切削熱與切削溫度、刀具磨損等，對切削加工過程中的切削力、切削溫度進(jìn)行實(shí)時測量。

傳統(tǒng)用于精密加工的力反饋控制只能通過應(yīng)變片或者帶位移傳感器的懸臂梁結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。然而這些傳感器剛度低，不利于保持實(shí)際加工中的剛度要求。傳統(tǒng)壓電力傳感器具有高剛度和高靈敏度等特性，但是受限于電荷放大器中不存在無限阻值的電阻和沒有漏電流的運(yùn)算放大器，壓電傳感器不能測量長時間的靜態(tài)力，測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明要解決的問題是提供一種切削力測試裝置的靜態(tài)系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種切削力測試裝置的靜態(tài)系統(tǒng)，包括信號處理模塊、電荷模塊和電源模塊，所述信號處理模塊和所述電荷模塊電性連接，所述電荷模塊和所述電源模塊電性連接，所述信號處理模塊通過外部接口外電性連接有切削力傳感器，所述切削力傳感器用于采集切削力信號并將該切削力信號傳輸給所述信號處理模塊，經(jīng)由所述信號處理模塊進(jìn)行信號隔離放大并轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)可拾取的模擬信號，所述電荷模塊用于實(shí)現(xiàn)對信號的降噪與放大過程，所述電源模塊用于為整個系統(tǒng)提供穩(wěn)定電壓；

所述信號處理模塊包括電荷放大器和信號隔離放大器，所述電荷放大器的輸入端連有+OP_5V電壓和-OP_5V電壓，所述電荷放大器的G2端子連有撥碼開關(guān)，所述電荷放大器的輸出端子通過電阻R9與所述信號隔離放大器的輸入端子相連，所述信號隔離放大器的V1+端子和V1-端子分別連有+OP_5V電壓和-OP_5V電壓，所述+OP_5V電壓通過電阻R5和二極管D6接地，所述信號隔離放大器的V1+端子通過電容C6接地，所述信號隔離放大器的V1-端子通過電容C7接地，所述信號隔離放大器的V2+端子和V2-端子分別通過無極電容C8和無極電容C9接地，所述信號隔離放大器的輸出端通過電阻R13和二極管D2接地。

在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述電荷模塊包括偏置電流放大器、儀表放大器和低噪放大器，所述偏置電流放大器的輸出端和所述儀表放大器的正向輸入端相連，所述儀表放大器的反向輸入端接地，所述儀表放大器的輸出端連有電阻R2，所述儀表放大器的RG-端子和RG+端子之間連有電阻R1，所述儀表放大器的VREF端子和所述低噪放大器的輸出端相連，所述低噪放大器的正向輸入端通過電阻R19連有滑動變阻器R18，所述低噪放大器的反向輸入端和所述低噪放大器的輸出端相連。

在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述儀表放大器的-VS端子和+VS端子連有壓降電路和第一電壓反轉(zhuǎn)電路，所述壓降電路包括場效應(yīng)管Q1、三極管Q2和第一穩(wěn)壓管，所述場效應(yīng)管Q1的柵極和所述三極管Q2的集電極相連，所述場效應(yīng)管Q1的源極和所述第一穩(wěn)壓管的輸入端相連，所述場效應(yīng)管Q1的漏極通過電阻R21和所述場效應(yīng)管Q1的柵極相連，所述場效應(yīng)管Q1的漏極通過電容C6接地，且所述場效應(yīng)管Q1的漏極接有+12V電壓，所述三極管Q2的發(fā)射極接地，所述三極管Q2的基極通過電阻R22和電阻R23接地，且所述電阻R22通過電阻R20接有+8V電壓，所述第一穩(wěn)壓管的輸出端接有+8V電壓。