一种应用于车床的可视化智能加工装置制造方法及图纸

一种应用于车床的可视化智能加工装置应用于机械领域的车床加工设备。采用单片机为核心的控制电路，产生功率超声波，将超声波通过换能器转换为高频振动方案。包括信号产生电路，整形电路，采样信号电路,控制电路，驱动电路,输出电路，电源产生电路,显示电路，时钟产生电路，存储电路，闹铃电路，继电器驱动电路，软件控制电路，LCD显示电路。能够实时观察加工工件波形，确定加工件的精密度。可使被加工工件表面的粗糙度Ra值轻松达到0.2以下，同时控制电路发出信号驱动继电器工作实现低压控制高压，保证设备正常运行。并结合时钟芯片和存储器，显示日历，时、分、秒。同时完成自动调整和掉电保护，全部信息用液晶显示。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于车床的可视化智能加工装置
本专利技术涉及机械领域，特别是涉及一种车床加工设备。
技术介绍
随着科学技术的发展，机械领域对材料的硬度、耐高温性、耐腐蚀性等性能的要 求、对加工精度的要求也越来越高，机件的轮廓形状也趋于复杂化，使得难加工材料的 复杂型面加工逐步提上日程。采用普通加工方法其效果都不理想，甚至无法实现加工要 求。采用功率超声加工技术能很好地解决金属表面粗糙度的加工问题。 当前普通车削的加工精度大于lym，表面粗糙度为Ra 0. 16~1.25μπι;精密车 削技术是指被加工零件加工精度达到1~〇. 5 μ m，表面粗糙度为Ra 0. 04~0. 16 μ m的加工 技术。主要靠对砂轮的精细修整。超精密磨削的加工精度小于〇.5~0.1 μ m，表面粗糙度 Ra0.01~0.04ym。使用金刚石或CBN砂轮。适合于合金钢、陶瓷等硬脆材料的加工。并且 现在车床加工金属表面加工时全凭操作工人的加工经验去加工工件，加工工件的精度难以 把握。加工时金属表面处理的实时状况不能准确判断与测量。 同时，绝大多数控制采用由AC220V线圈组成的继电器控制设备的工作，当工作电 压AC220V不稳定时，会造成继电器的工作时断时续，进而造成机械加工设备的时工作时停 止，直接影响加工工件表面粗糙度。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种应用于车床的可视化智能加工 装直。 -种应用于车床的可视化智能加工装置对功率超声波控制精度高，动态响应快， 参数整定方便，温度漂移非常小，提高了电路的处理信号的时效性和可靠性.智能单片机 构成的控制磨床加工的装置对功率超声波控制精度高，动态响应快，参数整定方便，温度漂 移非常小，大大简化了控制线路，提高了电路信号的时效性和可靠性并且配以实时显示控 制器，能够实时观察加工工件波形，确定加工出来的工件的精密度。并且可使被加工工件镜 面光洁度提高3级以上(粗糙度Ra值轻松达到0. 2以下);且工件的镜面显微硬度提高20% 以上；并大大提高了工件的镜面耐磨性和耐腐蚀性。同时配以AT89S52单片机为核心，构 成单片机控制电路，有效控制电路发出相应的信号驱动继电器是否工作。并结合DS1302时 钟芯片和24C02 FLASH存储器，显示年、月、日、星期、时、分、秒。同时完成对它们的自动调 整和掉电保护，全部信息用液晶显示出来，保证设备正常有效的运行。 与传统的砂纸抛光、压光、磨削相比，一种应用于车床的可视化智能加工装置有如 下优点： 1.作用力大幅度降低在静压力等于传统压光静压力四分之一的情况下，其显微硬度 相对提1?。 2.加工区温度大幅度降低由于改变了加工方式，滚轮与工件的接触为断续捶击， 大大减小了相互间的摩擦，温度也相应的降低，杜绝了因温度过高造成的表面缺陷。 3.大幅度降低表面粗糙度Ra值表面粗糙度可以提高三级以上，最高可达RaO. 02 以下。 4.不产生切屑。 5.提高已加工表面的耐磨性、耐腐蚀性以及抗疲劳强度由于超声波表面光整加 工是压缩型塑性变形，工件表面产生一定的残余压应力，同时表面硬度提高50%以上，疲劳 强度可提高近5倍。 6.节约设备成本超声波表面光整加工可直接代替砂光和磨削，在普通车床上即 可进行光整加工，因此大大节约了购置设备的费用，尤其对大型和超大型工件，效果更为明 显。 7.生产效率高例如在普通车床上加工外圆表面，工件线速度70m/S，走刀量为 0· 05-0. 15mm/r，其效率相当于精车。 本专利技术所采用的技术方案是采用单片机为核心，外围电路为辅助电路的控制电 路。控制电路驱动IGBT开关，产生功率超声波，将产生的功率超声波通过换能器转换为高 频振动方案。 本专利技术技术方案包括信号产生电路，信号整形处理电路，采样信号处理电路，信号 控制电路，信号驱动电路，信号输出电路，电源产生电路，定时控制电路，显示电路，DS1302 时钟产生电路，AT24C02存储电路，闹铃电路，继电器驱动电路，软件控制电路，LCD显示电 路。 集成芯片U26的型号是⑶4046(如图1)。U26的1脚接电阻RJ后直接接地。2脚 接R01后分接到此芯片的9脚和C01的一端，C01的另一端接地。3脚和5脚分别与外围电 路相连接。6脚同时接C02和C02.1-端，两个电容的另一端同时接7脚。8脚和15脚同 时接地。11脚接R06和R07两个串联电阻后接地。12脚接串联的R04和R04. 1和R05三 个电阻后接地。14引脚接C03 -端，C03另一端接R02, R02的另一端分接C04和R03的一 端。C04D的另一端接地。R03的另一端接D01的负极和霍尔交流传感起的输出端M。霍尔 交流传感的负电源一端(负15V电源）接D01的正极和U20的4脚。 CD4046的引脚排列，采用16脚双列直插式，各引脚功能如下：1脚相位输出端， 环路人锁时为高电平，环路失锁时为低电平，2脚相位比较器I的输出端，3脚比较信号 输入端，4脚压控振荡器输出端，5脚禁止端，高电平时禁止，低电平时允许压控振荡器工 作，6、7脚外接振荡电容，8、16脚电源的负端和正端，9脚压控振荡器的控制端，10脚解 调输出端，用于FM解调，11、12脚外接振荡电阻，13脚相位比较器II的输出端，14脚信 号输入端，15脚内部独立的齐纳稳压管负极。 集成芯片U20的型号是TL082 (如图2)。U20的1脚接D02的正极，D02的负极接 U19的5脚。2脚接R08和R09的一端。R08的另一端接地。R09的另一端接霍尔交流传感 器的 + (15V电源)，同时接8脚和D03的负极。D03的正极接霍尔交流传感器输出端M。3 脚接R11和C06的的一端，C06的另一端接地。R11的另一端接霍尔交流传感器的 + （15V 电源)。4脚接D04的正极，D04的负极接U22的3脚。5脚接R10, R10的另一端接C05, C05 的另一端接地。6脚同时接R12和R13, R12的另一端接地。R13另一端接7脚，7脚接D5的 正极。D5的负极接R114, R14和C07串联C07的另一端接地。 TL082的引脚排列，采用8脚双列直插式，各引脚功能如下： 1脚运算放大器1的输出端。2脚运算放大器1的反相输入端。3脚运算放大器1的正 相输入端，4脚运算放大器电源接地端。5脚运算放大器2的正相输入端。6脚运算放大器 2的反相向输入端，7脚运算放大器2的输出端。8脚运算放大器电源正极端。 集成芯片U19的型号是⑶4093 (如图3)。1脚并接C08和R17, C08的另一端接 U22的8脚。R17的另一端接4脚。2脚连接到1脚。3脚并接R15和和R16. R15的另一端 接U26的5脚。R16的另一端接到5脚和D06的负极端。D06的正极接U20的1脚。6脚接 到5脚上。7脚同时连接R18和R19. R18的另一端接U22的3脚。R19的另一端接U26的 3脚和D07的负极，D07的正极接R20. R20的另一端接U22的1脚。 ⑶4093的引脚排列，采用8脚双列直插式，各引脚功能如下： 1脚数据输入端，2脚数据输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于车床的可视化智能加工装置所采用的技术方案是采用单片机为核心，外围电路为辅助电路的控制电路,控制电路驱动IGBT开关，产生功率超声波，将产生的功率超声波通过换能器转换为高频振动方案其特征是：本专利技术技术方案包括信号产生电路，信号整形处理电路，采样信号处理电路，信号控制电路，信号驱动电路,信号输出电路，电源产生电路,定时控制电路，显示电路，DS1302时钟产生电路，AT24C02存储电路，闹铃电路，继电器驱动电路，软件控制电路，LCD显示电路。

【技术特征摘要】
1. 一种应用于车床的可视化智能加工装置所采用的技术方案是采用单片机为核心，夕卜 围电路为辅助电路的控制电路，控制电路驱动IGBT开关，产生功率超声波，将产生的功率 超声波通过换能器转换为高频振动方案其特征是：本发明技术方案包括信号产生电路，信 号整形处理电路，采样信号处理电路，信号控制电路，信号驱动电路，信号输出电路，电源 产生电路，定时控制电路，显示电路，DS1302时钟产生电路，AT24C02存储电路，闹铃电路， 继电器驱动电路，软件控制电路，IXD显示电路。2. 如权利要求1所述的一种应用于车床的可视化智能加工装置包括信号产生电路， 信号整形处理电路，采样信号处理电路，信号控制电路，信号驱动电路和信号输出电路，电 路电源产生电路，定时控制电路，显示电路，DS1302时钟产生电路，AT24C02存储电路，闹 铃电路，继电器驱动电路，软件控制电路，LCD显示电路；其特征：集成芯片U26的型号是 ⑶4046, U26的1脚接电阻RJ后直接接地，2脚接R01后分接到此芯片的9脚和C01的一 端，C01的另一端接地，3脚和5脚分别与外围电路相连接，6脚同时接C02和C02, 1 一端， 两个电容的另一端同时接7脚，8脚和15脚同时接地，11脚接R06和R07两个串联电阻后 接地，12脚接串联的R04和R04, 1和R05三个电阻后接地，14引脚接C03 -端，C03另一 端接R02, R02的另一端分接C04和R03的一端，C04D的另一端接地，R03的另一端接D01 的负极和霍尔交流传感起的输出端M，霍尔交流传感的负电源一端(负15V电源）接D01 的正极和U20的4脚，集成芯片U20的型号是TL082, U20的1脚接D02的正极，D02的负 极接U19的5脚，2脚接R08和R09的一端，R08的另一端接地，R09的另一端接霍尔交流 传感器的 + （15V电源)，同时接8脚和D03的负极，D03的正极接霍尔交流传感器输出 端M，3脚接R11和C06的的一端，C06的另一端接地，R11的另一端接霍尔交流传感器的 + （ 15V电源），4脚接D04的正极，D04的负极接U22的3脚，5脚接R10, R10的另一端 接C05, C05的另一端接地，6脚同时接R12和R13, R12的另一端接地，R13另一端接7脚， 7脚接D5的正极，D5的负极接R114, R14和C07串联C07的另一端接地，集成芯片U19的 型号是⑶4093, 1脚并接C08和R17, C08的另一端接U22的8脚，R17的另一端接4脚，2 脚连接到1脚，3脚并接R15和和R16, R15的另一端接U26的5脚，R16的另一端接到5脚 和D06的负极端，D06的正极接U20的1脚，6脚接到5脚上，7脚同时连接R18和R19, R18 的另一端接U22的3脚，R19的另一端接U26的3脚和D07的负极，D07的正极接R20, R20 的另一端接U22的1脚，集成芯片U22的型号是TL082, U22的1脚接U22-1，2脚接地，3 脚并接U22-3, D08的负极和C09, C09的另一端并接R21，R22和CIO, R22和C10的另一端 同时接地，R21的另一端接0UT+，4脚并接J26-6, U20-4和D08的正极，8脚接U22-8，集 成芯片U27的型号是⑶4093,1脚接C11和R23, C11的另一端接地，R23的另一端接5脚， 6脚和2脚再接U26-4, 7脚接地，8脚接R24, R24的另一端接4脚和9脚，9脚接C12, C12 的另一端接地，10脚，12脚和13脚同时接R25, R25的另一端接11脚，14脚U26-16，：集 成芯片U33的型号是VLA517, VLA517的1脚D13的正极和E05的负极，3脚接R34, R34的 另一端接J3-6, 9脚接E05的正极，13脚接R26后接U27-11，12脚接地，6脚接D16的正 极，R27和R28并连接D16的负极，C16, C17并联接R27, R28的另一端，C16, C17并联的另 一端接Q1的集电极，C18, C19, R29并接后一端接Q1的集电极，C18, C19, R29并接后另一段 接R30, R30的另一端接Q2的射极，D16的负极接并联的C20, C21，C20和C21的另一端接 并联的R32, R31，R32, R31接Q2的射极，R00接Q1的集电极，R00的另一端接T2的A1端和 C001的负极，T2的A2端Q1的射极，T2的A4端接接OUT+端和高频电感的一端，高频电感 的另一端接换能器的正极，换能器的负极接HCGQ器的一端，另一端接地，A3的另一端接 地，U10的1接交流霍尔传感器的Μ端，2端接0UT+端，3端接地，4端通过USB数据线接工 业电脑。3. 如权利要求2所述的一种应用于车床的可视化智能加工装置包括信号产生电路，信 号整形处理电路，采样信号处理电路，信号控制电路，信号驱动电路和信号输出电路，电路 电源产生电路，定时控制电路，显示电路，DS1302时钟产生电路，AT24C02存储电路，闹铃电 路，继电器驱动电路，软件控制电路，IXD显示电路；其特征：U26的型号是⑶4046,是一片 产生频率，自动锁定相位的集成芯片，是信号产生电路的核心元件，集成芯片U20的型号是 TL082，用于采样换能器输出信号，运算放大和处理采样信号的电路的核心集成电路，集成 芯片U19的型号是⑶4093,是信号整形处理电路的核心元件，集成芯片U22型号是TL082， 是高频信号输出采样处理电路的核心元件，集成芯片U27的型号是CD4093,用于对高频信 号波形进行整形电路的核心元件，集成芯片U33的型号是VLA517，VL517是IGBT的集成驱 动模块。4. 如权利要求1所述的一种应用于车床的可视化智能加工装置包括信号产生电路，信 号整形处理电路，采样信号处理电路，信号控制电路，信号驱动电路和信号输出电路，电路 电源产生电路，定时控制电路，显示电路，DS1302时钟产生电路，AT24C02存储电路，闹铃电 路，继电器驱动电路，软件控制电路，IXD显示电路；其特征：电源产生电路由变压器由T1， D25, D26, D27, U23，7915, 7815和7818为主的元件构成，T1的初级线圈接220V电源，T1有 2个次级线圈，一个是产生AC16V的电压，一个是产生AC19V的电压，AC16V的同名端接D25 和D27的1端，AC16V的另一端接D25和D27的3端，AC19V的同名端接D26的2端，AC19V 的另一端接D26的4端，D26的3端接U24的1端，D26的1端接地...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：王培涛，
类型：发明
国别省市：山东;37