多座標光柵數顯表制造技術

這是一種用于位移測量的儀器，它采用三個光柵位移傳感器對加工工件進行Ｘ、Ｙ、Ｚ三方向的動態位移跟蹤測量，當工件發生位移時，光柵位移傳感器輸出脈沖信號，送可編程計數器進行計數，可編程計數器的輸出端接微處理器數據總線端及鍵盤／顯示芯片，輸出經譯碼器至數碼管顯示。該數顯表由于采用了微處理器等大規模集成電路，使得電路簡化。具有位移分辨率高，位移跟蹤速度高，抗干擾能力強等優點。（*該技術在2000年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
?本技術屬于機床加工中工件位移量的測量儀器。現有的位移測量儀表，主要由位移傳感器，電子細分器，位移方向控制器、計數器、譯碼器及顯示器等電路組成，其全部電路均由分立元件組裝的，這樣就使得它元件數量多，結構復雜，抗干擾能力差，分辨率低，而且計數容量小，位移跟蹤速度低，并且，位移跟蹤速度隨分辨率的提高而成倍下降，使用范圍受到限制（用于一個方位的位移測量）。本技術的目的是提供一種分辨率高，位移跟蹤速度高，且位移跟蹤速度不隨分辨率而變，抗干擾能力強，結構簡單的多方向位移測量儀器。本技術采用三個光柵位移傳感器對加工工件作進行X、Y、Z三方向的動態位移跟蹤測量，當工件在X、Y、Z方向發生位移，光柵位移傳感器輸出三組相位相差為90°的兩路脈沖信號，經電平轉換及整形后送倍頻器形成2或4倍頻的脈沖信號，通過控制門電路分別形成左右兩路位移的計數脈沖，這三組脈沖信號送兩片可編程計數器的6個計數輸入端，微處理器定時向計數器讀取計數值，處理后的數值經驅動器送顯示器，顯示器的初始予置和功能選擇均由4×5鍵盤經接口電路送微處理器給出。X、Y、Z三方向光柵位移傳感器分別輸出的sin、cos兩路脈沖信號，送電平轉換器U1輸入端，U1輸出端接倍頻器U2、U4、U6形成倍頻信號，倍頻器U2、U4、U6輸出端輸出的三路信號，經控制門電-->路U3、U5、U7分別形成兩路位移計數脈沖，送可編程計數器U8、U9輸入端，可編程計數器U8、U9的輸出端接微處理器U10的數據總線端，微處理器U10的數據總線端同時接鍵盤／顯示專用芯片U11，U11的輸出信號經四－十六譯碼器U17給出，由驅動器U20－U23輸出至數碼管顯示。本技術由于采用了微處理器，可編程計數器等大規模集成電路，使得電路簡化、元件大量減少。而且與現有技術相比，具有位移分辨率高，位移跟蹤速度高，抗干擾能力強，功耗低等優點。能夠對工件位移量進行三個方位的跟蹤測量，其設計先進、合理，使用方便，便于推廣應用。附圖說明：圖1為本技術的電路方框圖。圖2為本技術的主機部分電路原理圖。圖3為本技術的顯示部分電路原理圖。圖4為本技術的數據處理程序流程圖。圖5為本技術的外形圖。實施例：型號為CSC1的光柵位移傳感器是由光柵尺體和讀數頭兩部分組成，尺體上部有一軌道，讀數頭可以在此軌道上左右移動，當二者之間相對位移每經過一個光柵柵距時，讀數頭經光電轉換即可輸出與之對應的周期脈沖信號，在機床加工中，把光柵尺體及讀數頭分別安裝在機床相對運動的兩個部件上，這樣加工零件時，光柵尺的-->相對位移即反映出加工位移量，輸出脈沖數也就正比于加工位移量。X、Y、Z三個方向的位移信號經光柵傳感器CSC1分別輸出Sin、COS，兩路12V或5V的脈沖信號，送電平轉換器U1（MC14049）進行電平轉換及整形處理，整形后的脈沖信號接倍頻器U2、U4、U6（C5194）形成2或4倍頻及正向、反向位移脈沖信號，其2或4倍頻輸出控制通過開關S1、S2、S3（接高或低電平），分別對倍頻器U2、U4、U6（C5194）的9腳進行控制實現。倍頻器輸出的這三路信號經控制門電路U3、U5、U7（74LS00）形成正向、反兩路計數脈沖，分別送兩個可編程計數器U8、U9（D8253）的輸入端，X通道送U8的15腳和18腳，即T1和T2，Y通道送U8的9腳（T0）、U9的9腳（T0）Z通道送U9的15腳和18腳（T1、T2）。兩個可編程計數器的數據線接微處理器U10（D8749H）的數據總線。微處理器定時讀取各組計數器的正反向位移脈沖，然后計算出差值及符號，得到位移增量及方向，再累計形成實際位移量。微處理器U10（D8749H）的數據線同時還與可編程鍵盤／顯示器專用接口芯片U11（8279）相連，實現對21位顯示器及20個功能鍵的管理。為使U11（8279）能對21位顯示器進行管理，采用把顯示RAM的16×8個單元存放BCD碼的方式，每個單元可存放2個BCD碼，16個單元可存放32個BCD碼，每兩BCD碼分別對應A0－A3，B0－B3，這樣A0－A3、B0－B3分別外接兩個七段譯碼器U18、U19（74LS138），控制兩路數碼管，SL0－SL3（8279的32－35腳）接四－十六譯碼器U17（74LS154），共有十六根線，用其中十一條線來作為二十一位顯示器的位選線，每一條同時控制兩位數碼管，經驅動器U20－U23（74LS007）實現對-->21位顯示器的管理。數碼顯示、鍵盤予置的讀操作均采用動態掃描方式，U11（8279）芯片工作在編碼掃描方式，由于只有20個鍵，自然要采用譯碼掃描方式，每當有鍵按下時，8279芯片檢測編碼器U16（4511），根據約定的方式對被按下的鍵進行自動編碼，并送入先進先出堆棧（FIFO），同時產生中斷請求信號IRQ，微處理器響應中斷后，從8279芯片的FIFO中讀走該鍵值代碼，再進行鍵值譯碼，最后確定該鍵的功能，實現對鍵盤的管理。功能選擇由鍵盤輸入到微處理器U10，根據該功能的要求轉相應的處理程序，并送出工作狀態指示。對于各種功能及工作狀態的指示，采用可編程接口擴展芯片U13（8243）及驅動器U14、U15（74LS007），帶動蜂嗚器FZ、發光二極管D1－D11。光柵位移傳感器在固定點準確輸出一個絕對零點信號，經電平轉換器U12（MC140049）送至微處理器U10，在絕對功能狀態下，使顯示器在該點產生絕對點指示。控制及處理程序段為：清零、初始化，功能判斷（直徑、絕對、置數、自校、英制），讀計數值，鍵盤中斷，數據處理，顯示子程序。圖2、3中的R為電阻，C為電容，X1－X7、Y1－Y7、Z1－Z7為數碼管，RL1－RL3為電阻排，JZ為6M晶振。圖5中所給出的標號1為數碼管組成的顯示器，2－9為功能指示的發光管，10為電源發光指示，11為鍵盤。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多座標光柵數顯表，其特征在于Ｘ、Ｙ、Ｚ三方向光柵位移傳感器分別輸出的ｓｉｎ、ｃｏｓ兩路脈沖信號，送電平轉換路Ｕ↓［１］輸入端，Ｕ↓［１］輸出端接倍頻器Ｕ↓［２］、Ｕ↓［４］、Ｕ↓［６］形成倍頻信號，倍頻器Ｕ↓［２］、Ｕ↓［４］、Ｕ↓［６］輸出端輸出的三路信號，經控制門電路Ｕ↓［３］、Ｕ↓［５］、Ｕ↓［７］分別形成兩路位移計數脈沖，送可編程計數器Ｕ↓［８］、Ｕ↓［９］輸入端，可編程計數器Ｕ↓［８］、Ｕ↓［９］的輸出端接微處理器Ｕ↓［１０］的數據總線端，微處理器Ｕ↓［１０］的數據總線端同時接鍵盤／顯示專用芯片Ｕ↓［１１］，Ｕ↓［１１］的輸出信號經四一十六譯碼器Ｕ↓［１７］給出，由驅動器Ｕ↓［２０］－Ｕ↓［２３］輸出至數碼管顯示。

【技術特征摘要】
1、一種多座標光柵數顯表，其特征在于X、Y、Z三方向光柵位移傳感器分別輸出的sin、cos兩路脈沖信號，送電平轉換器U1輸入端，U1輸出端接倍頻器U2、U4、U6形成倍頻信號，倍頻器U2、U4、U6輸出端輸出的三路信號，經控制門電路U3、U5、U7分別形成兩路位移計數脈沖，送可編程計數器U8、U9輸入端，可編程計數器U8、U9的輸出端接...

【專利技術屬性】
技術研發人員：金喜平，楊懷國，劉玉慶，李書平，邱燕霖，
申請(專利權)人：沈陽工業大學，
類型：實用新型
國別省市：89[中國|沈陽]