一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置制造方法
【專利摘要】一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置應(yīng)用于機械領(lǐng)域的車床加工設(shè)備。采用單片機為核心的控制電路，產(chǎn)生功率超聲波，將超聲波通過換能器轉(zhuǎn)換為高頻振動方案。包括信號產(chǎn)生電路，整形電路，采樣信號電路,控制電路，驅(qū)動電路,輸出電路，電源產(chǎn)生電路,顯示電路，時鐘產(chǎn)生電路，存儲電路，鬧鈴電路，繼電器驅(qū)動電路，軟件控制電路，LCD顯示電路。能夠?qū)崟r觀察加工工件波形，確定加工件的精密度?？墒贡患庸すぜ砻娴拇植诙萊a值輕松達到0.2以下，同時控制電路發(fā)出信號驅(qū)動繼電器工作實現(xiàn)低壓控制高壓，保證設(shè)備正常運行。并結(jié)合時鐘芯片和存儲器，顯示日歷，時、分、秒。同時完成自動調(diào)整和掉電保護，全部信息用液晶顯示。
【專利說明】一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機械領(lǐng)域，特別是涉及一種車床加工設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學技術(shù)的發(fā)展，機械領(lǐng)域?qū)Σ牧系挠捕?、耐高溫性、耐腐蝕性等性能的要 求、對加工精度的要求也越來越高，機件的輪廓形狀也趨于復(fù)雜化，使得難加工材料的 復(fù)雜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，甚至無法實現(xiàn)加工要 求。采用功率超聲加工技術(shù)能很好地解決金屬表面粗糙度的加工問題。
[0003] 當前普通車削的加工精度大于lym，表面粗糙度為Ra 0. 16~1.25μπι;精密車 削技術(shù)是指被加工零件加工精度達到1~〇. 5 μ m，表面粗糙度為Ra 0. 04~0. 16 μ m的加工 技術(shù)。主要靠對砂輪的精細修整。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。使用金剛石或CBN砂輪。適合于合金鋼、陶瓷等硬脆材料的加工。并且 現(xiàn)在車床加工金屬表面加工時全憑操作工人的加工經(jīng)驗去加工工件，加工工件的精度難以 把握。加工時金屬表面處理的實時狀況不能準確判斷與測量。
[0004] 同時，絕大多數(shù)控制采用由AC220V線圈組成的繼電器控制設(shè)備的工作，當工作電 壓AC220V不穩(wěn)定時，會造成繼電器的工作時斷時續(xù)，進而造成機械加工設(shè)備的時工作時停 止，直接影響加工工件表面粗糙度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工 裝直。
[0006] -種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置對功率超聲波控制精度高，動態(tài)響應(yīng)快， 參數(shù)整定方便，溫度漂移非常小，提高了電路的處理信號的時效性和可靠性.智能單片機 構(gòu)成的控制磨床加工的裝置對功率超聲波控制精度高，動態(tài)響應(yīng)快，參數(shù)整定方便，溫度漂 移非常小，大大簡化了控制線路，提高了電路信號的時效性和可靠性并且配以實時顯示控 制器，能夠?qū)崟r觀察加工工件波形，確定加工出來的工件的精密度。并且可使被加工工件鏡 面光潔度提高3級以上(粗糙度Ra值輕松達到0. 2以下);且工件的鏡面顯微硬度提高20% 以上；并大大提高了工件的鏡面耐磨性和耐腐蝕性。同時配以AT89S52單片機為核心，構(gòu) 成單片機控制電路，有效控制電路發(fā)出相應(yīng)的信號驅(qū)動繼電器是否工作。并結(jié)合DS1302時 鐘芯片和24C02 FLASH存儲器，顯示年、月、日、星期、時、分、秒。同時完成對它們的自動調(diào) 整和掉電保護，全部信息用液晶顯示出來，保證設(shè)備正常有效的運行。
[0007] 與傳統(tǒng)的砂紙拋光、壓光、磨削相比，一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置有如 下優(yōu)點： 1.作用力大幅度降低在靜壓力等于傳統(tǒng)壓光靜壓力四分之一的情況下，其顯微硬度 相對提1?。
[0008] 2.加工區(qū)溫度大幅度降低由于改變了加工方式，滾輪與工件的接觸為斷續(xù)捶擊， 大大減小了相互間的摩擦，溫度也相應(yīng)的降低，杜絕了因溫度過高造成的表面缺陷。
[0009] 3.大幅度降低表面粗糙度Ra值表面粗糙度可以提高三級以上，最高可達RaO. 02 以下。
[0010] 4.不產(chǎn)生切屑。
[0011] 5.提高已加工表面的耐磨性、耐腐蝕性以及抗疲勞強度由于超聲波表面光整加 工是壓縮型塑性變形，工件表面產(chǎn)生一定的殘余壓應(yīng)力，同時表面硬度提高50%以上，疲勞 強度可提高近5倍。
[0012] 6.節(jié)約設(shè)備成本超聲波表面光整加工可直接代替砂光和磨削，在普通車床上即 可進行光整加工，因此大大節(jié)約了購置設(shè)備的費用，尤其對大型和超大型工件，效果更為明 顯。
[0013] 7.生產(chǎn)效率高例如在普通車床上加工外圓表面，工件線速度70m/S，走刀量為 0· 05-0. 15mm/r，其效率相當于精車。
[0014] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是采用單片機為核心，外圍電路為輔助電路的控制電 路?？刂齐娐夫?qū)動IGBT開關(guān)，產(chǎn)生功率超聲波，將產(chǎn)生的功率超聲波通過換能器轉(zhuǎn)換為高 頻振動方案。
[0015] 本發(fā)明技術(shù)方案包括信號產(chǎn)生電路，信號整形處理電路，采樣信號處理電路，信號 控制電路，信號驅(qū)動電路，信號輸出電路，電源產(chǎn)生電路，定時控制電路，顯示電路，DS1302 時鐘產(chǎn)生電路，AT24C02存儲電路，鬧鈴電路，繼電器驅(qū)動電路，軟件控制電路，LCD顯示電 路。
[0016] 集成芯片U26的型號是⑶4046(如圖1)。U26的1腳接電阻RJ后直接接地。2腳 接R01后分接到此芯片的9腳和C01的一端，C01的另一端接地。3腳和5腳分別與外圍電 路相連接。6腳同時接C02和C02.1-端，兩個電容的另一端同時接7腳。8腳和15腳同 時接地。11腳接R06和R07兩個串聯(lián)電阻后接地。12腳接串聯(lián)的R04和R04. 1和R05三 個電阻后接地。14引腳接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的負極和霍爾交流傳感起的輸出端M。霍爾 交流傳感的負電源"一"端(負15V電源）接D01的正極和U20的4腳。
[0017] CD4046的引腳排列，采用16腳雙列直插式，各引腳功能如下：1腳相位輸出端， 環(huán)路人鎖時為高電平，環(huán)路失鎖時為低電平，2腳相位比較器I的輸出端，3腳比較信號 輸入端，4腳壓控振蕩器輸出端，5腳禁止端，高電平時禁止，低電平時允許壓控振蕩器工 作，6、7腳外接振蕩電容，8、16腳電源的負端和正端，9腳壓控振蕩器的控制端，10腳解 調(diào)輸出端，用于FM解調(diào)，11、12腳外接振蕩電阻，13腳相位比較器II的輸出端，14腳信 號輸入端，15腳內(nèi)部獨立的齊納穩(wěn)壓管負極。
[0018] 集成芯片U20的型號是TL082 (如圖2)。U20的1腳接D02的正極，D02的負極接 U19的5腳。2腳接R08和R09的一端。R08的另一端接地。R09的另一端接霍爾交流傳感 器的" + "(15V電源)，同時接8腳和D03的負極。D03的正極接霍爾交流傳感器輸出端M。3 腳接R11和C06的的一端，C06的另一端接地。R11的另一端接霍爾交流傳感器的" + "（15V 電源)。4腳接D04的正極，D04的負極接U22的3腳。5腳接R10, R10的另一端接C05, C05 的另一端接地。6腳同時接R12和R13, R12的另一端接地。R13另一端接7腳，7腳接D5的 正極。D5的負極接R114, R14和C07串聯(lián)C07的另一端接地。
[0019] TL082的引腳排列，采用8腳雙列直插式，各引腳功能如下： 1腳運算放大器1的輸出端。2腳運算放大器1的反相輸入端。3腳運算放大器1的正 相輸入端，4腳運算放大器電源接地端。5腳運算放大器2的正相輸入端。6腳運算放大器 2的反相向輸入端，7腳運算放大器2的輸出端。8腳運算放大器電源正極端。
[0020] 集成芯片U19的型號是⑶4093 (如圖3)。1腳并接C08和R17, C08的另一端接 U22的8腳。R17的另一端接4腳。2腳連接到1腳。3腳并接R15和和R16. R15的另一端 接U26的5腳。R16的另一端接到5腳和D06的負極端。D06的正極接U20的1腳。6腳接 到5腳上。7腳同時連接R18和R19. R18的另一端接U22的3腳。R19的另一端接U26的 3腳和D07的負極，D07的正極接R20. R20的另一端接U22的1腳。
[0021] ⑶4093的引腳排列，采用8腳雙列直插式，各引腳功能如下： 1腳數(shù)據(jù)輸入端，2腳數(shù)據(jù)輸入端，3腳數(shù)據(jù)輸出端，4腳數(shù)據(jù)輸出端，5腳數(shù)據(jù)輸入端， 6腳數(shù)據(jù)輸入端，7腳電源地，8腳數(shù)據(jù)輸入端，9腳數(shù)據(jù)輸入端，10腳數(shù)據(jù)輸出端，11腳數(shù) 據(jù)輸出端，12腳數(shù)據(jù)輸入端，13腳數(shù)據(jù)輸入端，14腳電源的正極端。
[0022] 集成芯片U22的型號是TL082 (如圖4)。U22的1腳接U22-1。2腳接地。3腳并 接U22-3，D08的負極和C09。C09的另一端并接R21, R22和CIO。R22和C10的另一端同時 接地。R21的另一端接0UT+. 4腳并接J26-6, U20-4和D08的正極。8腳接U22-8。
[0023] 集成芯片U27的型號是⑶4093(如圖5)。1腳接C11和R23。C11的另一端接地。 R23的另一端接5腳，6腳和2腳再接U26-4。7腳接地。8腳接R24, R24的另一端接4腳和 9腳。9腳接C12。C12的另一端接地。10腳，12腳和13腳同時接R25，R25的另一端接11 腳。14 腳 U26-16。
[0024] 電源產(chǎn)生電路由變壓器由Tl，D25, D26, D27, U23，7915, 7815和7818為主的元件 構(gòu)成(如圖6)。T1的初級線圈接220V電源，T1有2個次級線圈，一個是產(chǎn)生AC16V的電壓， 一個是產(chǎn)生AC19V的電壓。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。E07正極接D26的3端和U24的1端。U24的2端接D14的 正極，D14和D15串聯(lián)，D15的負極接地。U24的三端接E06正極和C15的一端。C15的另一 端和E06的負極接地。D25的2端接地。D25的4端接E02的正極和U23的1端。U23的2 端接地。E02的負極接地。U23的3端接E01的正極，C13的一端和U26 -16。E01的負極 和C13的另一端接地。D27的4端接地，D27的2端接E03的負極和U29的2端。U29的1 端接地。U29的3端接E04的正極和C14的一端。E04的正極并接C14的另一端，U22-4和 地。
[0025] 電源產(chǎn)生電路由變壓器由T1，D25和U23為主的元件構(gòu)成。T1的初級線圈接220V 電源，T1的次級線圈產(chǎn)生AC16V的電壓。AC16V的一端接D25的1端，AC16V的另一端接 D25的3端。D25的2端接地。D25的4端接E02的正極和U23的1端。U23的2端接地。 E02的負極接地。U23的3端接E01的正極，C13的一端和U05的3端。E01的負極和C13 的另一端接地。U05的2端接地，3端接E06的正極和C03, C03的另一端和E06的負極接 地。R78接在U05的1端和3端之間（如圖6)。
[0026] D25, D26, D27是整流橋。U23, U24, U29是三端穩(wěn)壓器。
[0027] 集成芯片U33的型號是VLA517 (如圖7)。VLA517的1腳D13的正極和E05的 負極。3腳接R34。R34的另一端接J3-6。9腳接E05的正極。13腳接R26后接U27-11。 12腳接地。6腳接D16的正極。R27和R28并連接D16的負極。C16，C17并聯(lián)接R27，R28 的另一端。C16, C17并聯(lián)的另一端接Q1的集電極。C18, C19, R29并接后一端接Q1的集電 極，C18, C19, R29并接后另一段接R30。R30的另一端接Q2的射極。D16的負極接并聯(lián)的 C20, C21，C20和C21的另一端接并聯(lián)的R32, R31。R32, R31接Q2的射極。R00接Q1的集 電極，R00的另一端接T2的A1端和C001的負極。T2的A2端Q1的射極。T2的A4端接接 OUT+端和高頻電感的一端，高頻電感的另一端接換能器的正極。換能器的負極接HCGQ器 的一端。另一端接地。A3的另一端接地。U10的1接交流霍爾傳感器的Μ端，2端接OUT+ 端，3端接地。4端通過USB數(shù)據(jù)線接工業(yè)電腦。
[0028] VL517是IGBT的集成驅(qū)動模塊。
[0029] 以AT89S52單片機為核心構(gòu)成的單片機控制電路。2腳接R06, R06的另一端接驅(qū)動 電路的光電耦合器件二極管的負極。二極管的正極接5V電源。4腳接按鍵開關(guān)的Sl，S2, S3 的一端。S1的另一端接8腳，S2的另一端接7腳，S3的另一端接6腳。9腳是上電復(fù)位端。 9腳接R30,按鍵S4和C3。R30的另一端接接地。C3的另一端接5V電源。S4的另一端接 R31，R31的另一端接5V電源。10腳接AT24C02的5腳，11腳接AT24C02的6腳。12腳接 接DS1302的7腳，13腳接DS1302的6腳，14腳接DS1302的5腳。15腳接驅(qū)動鬧鈴的信號 T1. 16腳接寫信號WR，17腳接讀信號RD。18腳接C1和晶振Y2的1端。19腳接晶振Y2的2 端和C2，C1和C2的另一端接地。20腳接地。21腳接HY-12864的4腳。22腳接HY-12864 的5腳。23腳，24腳接HY-12864的15腳和16腳。32腳到39腳分別接HY-12864的14腳 至IJ 7腳。40腳接電源5V (如圖10)。
[0030] 存儲電路AT24C02的1腳，2腳，3腳，4腳同時接地。5腳接AT89S52的10腳和 R2。R2的另一端接5V。6腳接AT89S52的10腳和R1，R1的另一端接接5V電源。8腳接電 源(如圖10)。
[0031] 時鐘產(chǎn)生電路的1腳接電源5V. 2腳接晶振Y1的1腳。3腳接晶振Y2的2腳。4 腳接地。5腳接AT89S52的14腳。6腳接AT89S52的13腳。7腳接AT89S52的12腳。8 腳接3V電源的正極。3V電源的負極接地(如圖10)。
[0032] 鬧鐘電路的驅(qū)動信號來自AT89S52的15腳。15腳接R00, R00的另一端接Q1的 基極。Q1的發(fā)射極接地。Q1的集電極接喇叭的一端，喇叭的另一端接5V電源。
[0033] AT89S52的16腳接寫信號WR接U5(74ALS00)的輸入端的一端。AT89S52的17腳 接讀信號WR接U5 (74ALS00)的輸入端的一端。74ALS00的輸出端接HY-12864的6端(如 圖 10)。
[0034] 顯示電路由U2(HY-12864)為主的電路組成。HY-12864的1腳接地。2腳接5V電 源。3腳接電位器R4的調(diào)節(jié)端。電位器R4的一端接地，另一端接5V電源。4腳接AT89S52 的21腳。5腳接AT89S52的22腳.6腳接74ALS00的輸出端。7腳到14腳分別接AT89S52 的39腳到32腳。15腳和16腳分別接AT89S52的23腳和24腳。17腳和20接5V電源。 18腳和19腳接地(如圖10)。
[0035] 繼電器驅(qū)動電路光電耦合器件的集電極接15V。發(fā)射極接R300, R300的另一端接 Q1的基極，Q1的發(fā)射極接地。15V電源接R002的一端，D02的負極和繼電器K1和K2控制 線圈的一端。繼電器K1和K2控制線圈的另一端，D01的負極和D02的正極接Q1的集電極 (如圖10)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036] 圖1是本發(fā)明方案一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置的信號產(chǎn)生電路。
[0037] 圖2是本發(fā)明方案一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置的換能器采樣信號處 理電路。
[0038] 圖3是本發(fā)明方案一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置的信號控制電路。
[0039] 圖4是本發(fā)明方案一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置的高頻信號輸出處理 電路。
[0040] 圖5是本發(fā)明方案一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置的整形處理電路。
[0041] 圖6是本發(fā)明方案一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置的電源產(chǎn)生電路。
[0042] 圖7是本發(fā)明方案一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置的信號驅(qū)動和信號反 饋電路。
[0043] 圖8是本發(fā)明方案一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置的顯示電路。
[0044] 圖9是本發(fā)明方案一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置的整體電路原理電路 (1)。
[0045] 圖10是本發(fā)明方案一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置的整體電路原理電路 (2)。
[0046] 圖11是本發(fā)明方案一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置的時鐘產(chǎn)生電路 DS1302引腳功能表。
[0047] 圖12是本發(fā)明方案一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置的時鐘產(chǎn)生電路 DS1302的日歷、時鐘寄存器及其控制字表。
[0048] 圖13是本發(fā)明方案一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置的顯示電路HD61202 的引腳功能表。
[0049] 圖14是本發(fā)明方案一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置的計算天數(shù)程序流程 圖。
[0050] 圖15是本發(fā)明方案一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置的時間調(diào)整程序流程 圖。
[0051] 圖16是本發(fā)明方案一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置的計算主程序流程 圖。
[0052] 圖17是本發(fā)明方案一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置的系統(tǒng)框圖。

【具體實施方式】
[0053] 1.電源產(chǎn)生電路。交流AC220V經(jīng)過一系列電壓變換產(chǎn)生相應(yīng)的電路需要的電壓 (如圖6)。
[0054] 交流AC220V電源經(jīng)過變壓器T1產(chǎn)生交流AC16V和AC19V兩種電源。AC16V電源 輸入D25整流橋（2W10)的輸入端。D25整流橋輸出端4端接U23 (7815)的輸入端1端。 D25的2端接地。E02為U23的輸入穩(wěn)定電壓起穩(wěn)壓濾波的作用。U23的2端接地。U23的 3端為輸出端，輸出15V電源。E01和C13器穩(wěn)定15V電源和濾除15V電源諧波已達到穩(wěn)定 15V電源的作用。15V電源經(jīng)過U05轉(zhuǎn)換為5V電壓。E06，C03起穩(wěn)定5V電源的作用。R78 起反饋作用，穩(wěn)定輸出。
[0055] 交流AC220V電源經(jīng)過變壓器T1產(chǎn)生交流AC16V和AC19V兩種電源。AC16V電源 輸入D27整流橋（2W10)的輸入端。D27整流橋輸出端2端接U29 (7915)的輸入端2端。 D27的4端接地。E03為U29的輸入穩(wěn)定電壓起穩(wěn)壓濾波的作用。U29的1端接地。U29的 3端為輸出端，輸出負15V電源。E04和C14器穩(wěn)定負15V電源和濾除負15V電源諧波已達 到穩(wěn)定負15V電源的作用。
[0056] 交流AC220V電源經(jīng)過變壓器T1產(chǎn)生交流AC16V和AC19V兩種電源。AC19V電源 輸入D26整流橋（2W10)的輸入端。D26整流橋輸出端3端接U24 (7818)的輸入端1端。 D26的1端接地。E07為U24的輸入穩(wěn)定電壓起穩(wěn)壓濾波的作用。U24的2端經(jīng)過D14, D15 電平移位后接地。U24的3端為輸出端，輸出18V電源。E06和C15起穩(wěn)定18V電源和濾除 18V電源諧波已達到穩(wěn)定18V電源的作用。
[0057] 2.頻率調(diào)整。頻率調(diào)整的目的是與換能器的頻率一致，使換能器能夠產(chǎn)生高頻振 動。⑶4046是產(chǎn)生高頻振動的核心電路。U26供電后，在4腳會產(chǎn)生高頻方波。電阻RJ起 限流作用。輸入信號Μ從14腳輸入后，經(jīng)其內(nèi)部放大器A1進行放大、整形后加到相位比較 器輸入端，內(nèi)部開關(guān)撥至2腳，則比較器將從3腳輸入的比較信號Uo與輸入信號Μ作相位 比較，從相位比較器輸出的誤差電壓υΨ則反映出兩者的相位差。υΨ經(jīng)R10UC01濾波后 得到一控制電壓Ud加至壓控振蕩器VC0的輸入端9腳，調(diào)整內(nèi)部VC0的振蕩頻率f2,使f2 迅速逼近信號頻率fl。VC0的輸出又經(jīng)除法器再進入相位比較器I，繼續(xù)與Ui進行相位比 較，最后使得f2 = fl，兩者的相位差為一定值，實現(xiàn)了相位鎖定。R01起限流的作用。C02 和C20. 1是起振蕩作用的振蕩電容。R04, R04. 1，R05, R06, R07是起振蕩作用的振蕩電阻，調(diào) 節(jié)振蕩頻率的。R03，R02起限流作用，C03起耦合連接作用。C04起穩(wěn)壓濾波作用。D01起 防止小于負15V脈沖輸入。將示波器的一通道的探針接U26的4腳，接地夾接地，觀察示波 器，示波器呈現(xiàn)不規(guī)則的矩形波，頻率大小。若頻率不匹配，調(diào)整R04. 1的大小，使頻率匹配 (如圖1)。
[0058] 3.頻率調(diào)整好以后，將電路按照電路圖接好通電。交流霍爾傳感器從Μ端輸出交 流正弦波輸入到U20 (TL082)的3腳（運算放大器的正向輸入端）與U20的運算放大器 的反相輸入端（2腳）電壓進行運算放大后從U20的1腳輸出經(jīng)D02后輸入到U19 (4093) 5 腳。D02進行電平移位，R08, R09對15V進行分壓給U20的2腳提供電壓。U20的8腳接 15V電源，4腳接負15V電源。R10，C05構(gòu)成運算放大器的正向輸入端，6腳R12構(gòu)成運算放 大器的反相輸入端。7腳是運算放大器的輸出端。R13構(gòu)成正反饋產(chǎn)生自激振蕩。D5進行 電平移位，R14進行限流，C07進行穩(wěn)壓濾波。R12是限流電阻。R11進行限流，C06進行穩(wěn) 壓濾波。將示波器的另一通道的探針接交流霍爾傳感器的Μ端，接地夾不用接地，觀察示波 器，示波器呈現(xiàn)不規(guī)則的正弦波(如圖2)。
[0059] 4.從U20的1腳輸出信號輸入到U19的5腳，經(jīng)過施密特觸發(fā)器后，4腳輸出，經(jīng) R17限流后，輸入到1腳和2腳，再經(jīng)過施密特觸發(fā)器整形后從3端輸出經(jīng)R15限流后輸入 至IJ U26的5端控制壓控振蕩器工作，低電平工作，高電平停止工作。進而控制U26的4腳波 形的輸出。15V電源經(jīng)過C08偶合連接到U19的1端(如圖3)。
[0060] 5.從U26 (4046)輸出的信號接到U27的2腳。U27是4093集成芯片，CD4093由 四個2輸入端施密特觸發(fā)器電路組成。每個電路均為在兩輸入端具有斯密特觸發(fā)功能的2 輸入與非門。通過用施密特觸發(fā)器對U26(4046)輸出的信號的波形進行整形而得到理想的 矩形脈沖波形。U27的1腳和2腳見接入的R23用于決定高低電平轉(zhuǎn)換的分壓電阻。1腳 和2腳作用于施密特觸發(fā)器輸入端，從3端輸出。5腳和6腳作用于施密特觸發(fā)器輸入端， 從4輸出后接入9腳，8腳和9腳同時作用于施密特觸發(fā)器輸入端，從10腳輸出再接入12 和13腳從11腳輸出，經(jīng)過3次波形整形，整形成理想矩形波。C11和C12是用來穩(wěn)壓的。 R24和R25用來決定高低電平轉(zhuǎn)換的分壓電阻。7腳是電源地。14腳是15V電源的正極。 將示波器的一通道的探針接U27的11腳，接地夾接地，觀察示波器，示波器呈現(xiàn)矩形波，頻 率。若頻率不匹配，調(diào)整R04. 1的大小，使頻率匹配(如圖5)。
[0061] 6.從U27 (4093)的11腳輸出的矩形波傳到U33(VLA517)的信號輸入端13端。 VLA517是IGBT的驅(qū)動模塊。VLA517D具有開關(guān)和短路功能。當U277的11腳輸出高電平， 觸發(fā)VLA517動作，3腳輸出驅(qū)動IGBT高電平信號驅(qū)動IGBT導(dǎo)通，給高頻變壓初級線圈輸送 能量。當3腳輸出驅(qū)動IGBT低電平信號時驅(qū)關(guān)斷IGBT，高頻變壓初級線圈輸送能量到次級 線圈，產(chǎn)生高頻能量信號。產(chǎn)生的高頻能量信號直接輸送到TL082的輸入端和經(jīng)過D0高頻 電感后輸送到換能器的正極，從換能器的負極輸出后接交流霍爾傳感器（HCGQ)。高頻電感 D0用于儲存高頻電能量。換能器將高頻能量轉(zhuǎn)換為機械動能，產(chǎn)生高頻振動。交流霍爾傳 感器（HCGQ)采集換能器的輸出信號，反饋到U20 (TL082)的3端進行信號的運算放大處理 (如圖7)。
[0062] VLA517的1腳是反相電源供電段。6端是過流檢測段端，如果過流輸出低電平，對 IGBT進行關(guān)斷，保護IGBT.否則輸出高電平，IGBT導(dǎo)通。D13起電平移位的作用，使IGBT的 驅(qū)動信號射極能夠徹底輸出負脈沖。9腳電源供電端。2腳是電路工作的18V電源。12腳 接地。E05起穩(wěn)壓作用。R34和R26起限流作用。D16起防止負脈沖接入6腳，使電路誤判 導(dǎo)致IGBT關(guān)斷。R27和R28起限流作用。C16和C17起耦合連接作用，R29, C18, C19, R30 組成IGBT的關(guān)斷時間的電流吸收回路。C001起穩(wěn)壓濾波作用。C21和C22起耦合連接作 用，R32和R31起限流作用。R00起限流作用（如圖7)。
[0063] 7.高頻變壓器次級線圈輸出信號經(jīng)R21限流，C09耦合后接到U22的3腳(運算 放大器的正向輸入端)。C10為旁路電容，R22為分壓電阻。U22的2腳接地(運算放大器的 反相輸入端)。從運算放大器1端輸出運算結(jié)果經(jīng)過R98限流，D12的電平移位后接到U26 (4093)的3端（比較信號的輸入端）與振蕩信號進行比較，自動進行相位鎖定，使頻率輸出 一致。即經(jīng)過驅(qū)動負載后輸出信號波形與U26 (4093)的4端輸出信號控制波形進行相位 比較，使頻率一致。D08起隔離負電源。U22的4端接負15V，8端接15V，給運算放大器進行 雙電源供電(如圖7)。
[0064] 8.加工金屬表面時，將示波器的1通道的探針接交流霍爾傳感器的Μ端，接地夾 不用接地，觀察示波器，工業(yè)電腦屏幕呈現(xiàn)不規(guī)則的正弦波。將示波器的2通道的探針接高 頻變壓器Τ2的Α4端的0UT+端，接地夾接地，觀察工業(yè)電腦，工業(yè)電腦屏幕呈現(xiàn)矩形波。用 萬用表測量Μ端的電流大小是1Α左右。說明控制電路工作電路正常，金屬表面加工工作良 好。若金屬表面加工工作不正常，查看U27的波形是否為矩形波，若是矩形波就換IGBT。若 不是矩形波，就換U26 (4046)，換后工作就正常。
[0065] 9. DS1302在任何數(shù)據(jù)傳送時必須先初始化，把RST腳置為高電平，然后把8位地 址和命令字裝入移位寄存器，數(shù)據(jù)在SCLK的上升沿被輸入。無論是讀周期還是寫周期，開 始8位指定40個寄存器中哪個被訪問到。在開始8個時鐘周期，把命令字節(jié)裝入移位寄存 器之后，另外的時鐘周期在讀操作時輸出數(shù)據(jù)，在寫操作時寫入數(shù)據(jù)。時鐘脈沖的個數(shù)在單 字節(jié)方式下為8加8,在多字節(jié)方式下為8加字節(jié)數(shù)，最大可達248字節(jié)數(shù)。
[0066] 如果在傳送過程中置RST為低電平，則會終止本次數(shù)據(jù)傳送，并且I/O引腳變?yōu)楦?阻態(tài)。上電運行時，在VCC大于等于2. 5V之前，RST腳必須保持低電平。只有在SCLK為低 電平時，才能將

【權(quán)利要求】
1. 一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置所采用的技術(shù)方案是采用單片機為核心，夕卜 圍電路為輔助電路的控制電路，控制電路驅(qū)動IGBT開關(guān)，產(chǎn)生功率超聲波，將產(chǎn)生的功率 超聲波通過換能器轉(zhuǎn)換為高頻振動方案其特征是：本發(fā)明技術(shù)方案包括信號產(chǎn)生電路，信 號整形處理電路，采樣信號處理電路，信號控制電路，信號驅(qū)動電路，信號輸出電路，電源 產(chǎn)生電路，定時控制電路，顯示電路，DS1302時鐘產(chǎn)生電路，AT24C02存儲電路，鬧鈴電路， 繼電器驅(qū)動電路，軟件控制電路，IXD顯示電路。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置包括信號產(chǎn)生電路， 信號整形處理電路，采樣信號處理電路，信號控制電路，信號驅(qū)動電路和信號輸出電路，電 路電源產(chǎn)生電路，定時控制電路，顯示電路，DS1302時鐘產(chǎn)生電路，AT24C02存儲電路，鬧 鈴電路，繼電器驅(qū)動電路，軟件控制電路，LCD顯示電路；其特征：集成芯片U26的型號是 ⑶4046, U26的1腳接電阻RJ后直接接地，2腳接R01后分接到此芯片的9腳和C01的一 端，C01的另一端接地，3腳和5腳分別與外圍電路相連接，6腳同時接C02和C02, 1 一端， 兩個電容的另一端同時接7腳，8腳和15腳同時接地，11腳接R06和R07兩個串聯(lián)電阻后 接地，12腳接串聯(lián)的R04和R04, 1和R05三個電阻后接地，14引腳接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 的負極和霍爾交流傳感起的輸出端M，霍爾交流傳感的負電源"一"端(負15V電源）接D01 的正極和U20的4腳，集成芯片U20的型號是TL082, U20的1腳接D02的正極，D02的負 極接U19的5腳，2腳接R08和R09的一端，R08的另一端接地，R09的另一端接霍爾交流 傳感器的" + "（15V電源)，同時接8腳和D03的負極，D03的正極接霍爾交流傳感器輸出 端M，3腳接R11和C06的的一端，C06的另一端接地，R11的另一端接霍爾交流傳感器的 " + "（ 15V電源），4腳接D04的正極，D04的負極接U22的3腳，5腳接R10, R10的另一端 接C05, C05的另一端接地，6腳同時接R12和R13, R12的另一端接地，R13另一端接7腳， 7腳接D5的正極，D5的負極接R114, R14和C07串聯(lián)C07的另一端接地，集成芯片U19的 型號是⑶4093, 1腳并接C08和R17, C08的另一端接U22的8腳，R17的另一端接4腳，2 腳連接到1腳，3腳并接R15和和R16, R15的另一端接U26的5腳，R16的另一端接到5腳 和D06的負極端，D06的正極接U20的1腳，6腳接到5腳上，7腳同時連接R18和R19, R18 的另一端接U22的3腳，R19的另一端接U26的3腳和D07的負極，D07的正極接R20, R20 的另一端接U22的1腳，集成芯片U22的型號是TL082, U22的1腳接U22-1，2腳接地，3 腳并接U22-3, D08的負極和C09, C09的另一端并接R21，R22和CIO, R22和C10的另一端 同時接地，R21的另一端接0UT+，4腳并接J26-6, U20-4和D08的正極，8腳接U22-8，集 成芯片U27的型號是⑶4093,1腳接C11和R23, C11的另一端接地，R23的另一端接5腳， 6腳和2腳再接U26-4, 7腳接地，8腳接R24, R24的另一端接4腳和9腳，9腳接C12, C12 的另一端接地，10腳，12腳和13腳同時接R25, R25的另一端接11腳，14腳U26-16，：集 成芯片U33的型號是VLA517, VLA517的1腳D13的正極和E05的負極，3腳接R34, R34的 另一端接J3-6, 9腳接E05的正極，13腳接R26后接U27-11，12腳接地，6腳接D16的正 極，R27和R28并連接D16的負極，C16, C17并聯(lián)接R27, R28的另一端，C16, C17并聯(lián)的另 一端接Q1的集電極，C18, C19, R29并接后一端接Q1的集電極，C18, C19, R29并接后另一段 接R30, R30的另一端接Q2的射極，D16的負極接并聯(lián)的C20, C21，C20和C21的另一端接 并聯(lián)的R32, R31，R32, R31接Q2的射極，R00接Q1的集電極，R00的另一端接T2的A1端和 C001的負極，T2的A2端Q1的射極，T2的A4端接接OUT+端和高頻電感的一端，高頻電感 的另一端接換能器的正極，換能器的負極接HCGQ器的一端，另一端接地，A3的另一端接 地，U10的1接交流霍爾傳感器的Μ端，2端接0UT+端，3端接地，4端通過USB數(shù)據(jù)線接工 業(yè)電腦。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置包括信號產(chǎn)生電路，信 號整形處理電路，采樣信號處理電路，信號控制電路，信號驅(qū)動電路和信號輸出電路，電路 電源產(chǎn)生電路，定時控制電路，顯示電路，DS1302時鐘產(chǎn)生電路，AT24C02存儲電路，鬧鈴電 路，繼電器驅(qū)動電路，軟件控制電路，IXD顯示電路；其特征：U26的型號是⑶4046,是一片 產(chǎn)生頻率，自動鎖定相位的集成芯片，是信號產(chǎn)生電路的核心元件，集成芯片U20的型號是 TL082，用于采樣換能器輸出信號，運算放大和處理采樣信號的電路的核心集成電路，集成 芯片U19的型號是⑶4093,是信號整形處理電路的核心元件，集成芯片U22型號是TL082， 是高頻信號輸出采樣處理電路的核心元件，集成芯片U27的型號是CD4093,用于對高頻信 號波形進行整形電路的核心元件，集成芯片U33的型號是VLA517，VL517是IGBT的集成驅(qū) 動模塊。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置包括信號產(chǎn)生電路，信 號整形處理電路，采樣信號處理電路，信號控制電路，信號驅(qū)動電路和信號輸出電路，電路 電源產(chǎn)生電路，定時控制電路，顯示電路，DS1302時鐘產(chǎn)生電路，AT24C02存儲電路，鬧鈴電 路，繼電器驅(qū)動電路，軟件控制電路，IXD顯示電路；其特征：電源產(chǎn)生電路由變壓器由T1， D25, D26, D27, U23，7915, 7815和7818為主的元件構(gòu)成，T1的初級線圈接220V電源，T1有 2個次級線圈，一個是產(chǎn)生AC16V的電壓，一個是產(chǎn)生AC19V的電壓，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，E07正極接D26的3 端和U24的1端，U24的2端接D14的正極，D14和D15串聯(lián)，D15的負極接地，U24的三端 接E06正極和C15的一端，C15的另一端和E06的負極接地，D25的2端接地，D25的4端 接E02的正極和U23的1端，U23的2端接地，E02的負極接地，U23的3端接E01的正極， C13的一端和U26 -16, E01的負極和C13的另一端接地，D27的4端接地，D27的2端接E03 的負極和U29的2端，U29的1端接地，U29的3端接E04的正極和C14的一端，E04的正 極并接C14的另一端，U22-4和地。
5. 如權(quán)利要求4所述的一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置包括信號產(chǎn)生電路，信 號整形處理電路，采樣信號處理電路，信號控制電路，信號驅(qū)動電路和信號輸出電路，電路 電源產(chǎn)生電路，定時控制電路，顯示電路，DS1302時鐘產(chǎn)生電路，AT24C02存儲電路，鬧鈴電 路，繼電器驅(qū)動電路，軟件控制電路，IXD顯示電路；其特征：D25，D26，D27是整流橋，U23，， U24, U29是三端穩(wěn)壓器。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置包括信號產(chǎn)生電路，信 號整形處理電路，采樣信號處理電路，信號控制電路，信號驅(qū)動電路和信號輸出電路，電路 電源產(chǎn)生電路，定時控制電路，顯示電路，DS1302時鐘產(chǎn)生電路，AT24C02存儲電路，鬧鈴電 路，繼電器驅(qū)動電路，軟件控制電路，IXD顯示電路；其特征在于：AT89S52的2腳接R06，R06 的另一端接驅(qū)動電路的光電耦合器件二極管的負極，二極管的正極接5V電源，4腳接按鍵 開關(guān)的Sl，S2, S3的一端，S1的另一端接8腳，S2的另一端接7腳，S3的另一端接6腳，9腳 是上電復(fù)位端，9腳接R30,按鍵S4和C3, R30的另一端接接地，C3的另一端接5V電源，S4 的另一端接R31，R31的另一端接5V電源，10腳接AT24C02的5腳，11腳接AT24C02的6 腳，12腳接接DS1302的7腳，13腳接DS1302的6腳，14腳接DS1302的5腳，15腳接驅(qū)動 鬧鈴的信號T1，16腳接寫信號WR，17腳接讀信號RD，18腳接C1和晶振Y2的1端，19腳接 晶振Y2的2端和C2, C1和C2的另一端接地，20腳接地，21腳接HY-12864的4腳，22腳接 HY-12864的5腳，23腳，24腳接HY-12864的15腳和16腳，32腳到39腳分別接HY-12864 的14腳到7腳，40腳接電源5V，存儲電路AT24C02的1腳，2腳，3腳，4腳同時接地，5腳 接AT89S52的10腳和R2, R2的另一端接5V，6腳接AT89S52的10腳和Rl，R1的另一端接 接5V電源，8腳接電源，時鐘產(chǎn)生電路DS1302的1腳接電源5V，2腳接晶振Y1的1腳，3 腳接晶振Y2的2腳，4腳接地，5腳接AT89S52的14腳，6腳接AT89S52的13腳，7腳接 AT89S52的12腳，8腳接3V電源的正極，3V電源的負極接地，鬧鐘電路的驅(qū)動信號來自 AT89S52的15腳，15腳接R00, R00的另一端接Q1的基極，Q1的發(fā)射極接地，Q1的集電 極接喇叭的一端，喇叭的另一端接5V電源，顯示電路由U2 (HY-12864)為主的電路組 成，HY-12864的1腳接地，2腳接5V電源，3腳接電位器R4的調(diào)節(jié)端，電位器R4的一端 接地，另一端接5V電源，4腳接AT89S52的21腳，5腳接AT89S52的22腳，6腳接74ALS00 的輸出端，7腳到14腳分別接AT89S52的39腳到32腳，15腳和16腳分別接AT89S52的 23腳和24腳，17腳和20接5V電源，18腳和19腳接地，AT89S52的16腳接寫信號WR接 U5 (74ALS00)的輸入端的一端，AT89S52的17腳接讀信號WR接U5 (74ALS00)的輸入端 的一端，74ALS00的輸出端接HY-12864的6端，繼電器驅(qū)動電路光電耦合器件的集電極接 15V，發(fā)射極接R300, R300的另一端接Q1的基極，Q1的發(fā)射極接地，15V電源接R002的一 端，D02的負極和繼電器K1和K2控制線圈的一端，繼電器K1和K2控制線圈的另一端，DO 1 的負極和D02的正極接Q1的集電極。
7. 如權(quán)利要求6所述的一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置包括信號產(chǎn)生電路， 信號整形處理電路，采樣信號處理電路，信號控制電路，信號驅(qū)動電路和信號輸出電路，電 路電源產(chǎn)生電路，定時控制電路，顯示電路，DS1302時鐘產(chǎn)生電路，AT24C02存儲電路，鬧 鈴電路，繼電器驅(qū)動電路，軟件控制電路，LCD顯示電路；其特征在于：AT89S52是一片單 片機，S1，S2，S3是按鍵，R30和R31是電阻C1，C2和C3是電容，Y2是晶振，AT24C02是 存儲集成芯片，Rl，R2是電阻，DS1302是時鐘芯片，Yl，Y2是晶振，R00是電阻，Q1是三極 管，HY-12864是液晶顯示電路，R4是電位器，74ALS00是與非門，Q1是三極管，R002是電 阻，K1，K2是繼電器。
8. 如權(quán)利要求1所述，一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置包括信號產(chǎn)生電路，信 號整形處理電路，采樣信號處理電路，信號控制電路，信號驅(qū)動電路和信號輸出電路，電路 電源產(chǎn)生電路，定時控制電路，顯示電路，DS1302時鐘產(chǎn)生電路，AT24C02存儲電路，鬧鈴電 路，繼電器驅(qū)動電路，軟件控制電路，LCD顯示電路；其特征在于：電源產(chǎn)生電路由變壓器由 Tl，D25和U23為主的元件構(gòu)成，T1的初級線圈接220V電源，T1的次級線圈產(chǎn)生AC16V的 電壓，AC16V的一端接D25的1端，AC16V的另一端接D25的3端，D25的2端接地，D25的 4端接E02的正極和U23的1端，U23的2端接地，E02的負極接地，U23的3端接E01的 正極，C13的一端和U05的3端，E01的負極和C13的另一端接地，U05的2端接地，3端接 E06的正極和C03, C03的另一端和E06的負極接地，R78接在U05的1端和3端之間。
9.如權(quán)利要求8所述，一種應(yīng)用于車床的可視化智能加工裝置包括信號產(chǎn)生電路，信 號整形處理電路，采樣信號處理電路，信號控制電路，信號驅(qū)動電路和信號輸出電路，電路 電源產(chǎn)生電路，定時控制電路，顯示電路，DS1302時鐘產(chǎn)生電路，AT24C02存儲電路，鬧鈴電 路，繼電器驅(qū)動電路，軟件控制電路，LCD顯示電路；其特征在于：T1是變壓器，D25是整流 橋，U23和U25是三端穩(wěn)壓器，E01，E02和E06是電解電容，C03和C13是電容，R78是電阻。
【文檔編號】G05B19/18GK104252151SQ201310259651
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月27日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:王培濤