专利名称：卷筒多参数测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型与大直径工件加工参数测量装置有关。
背景技术：
水力发电站少不了通航的船闸系统，而随电站越建越大，对通航的船闸系统越来越复杂，势必要求生产厂家加工缆绳卷筒的精度越来越高。
在机械加工行业中，回转体轴盘类工件大直径(超过Φ500mm)尺寸，高精度测量技术，是当前尚未圆满解决的世界性技术难题。新技术，新工艺，新项目对大直径尺寸高精度测量技术提出了越来越高的要求。其现状是机械大直径尺寸测量技术(内/外径)依然停留在传统的机构测量方法的水平上(主要指游标卡尺法，外径千分尺法，卡规法，尺法，弓高弦长法等)。“大直径测量仪”是利用已获国家专利(专利号ZL92226317.5)的“标记法”测量原理，对大直径(内/外径均可)尺寸，进行高精度在线、无接触测量的通用量仪。重复性测量误差小于0.03mm/M，二次安装后测量误差小于0.06mm/M，工作方式是半自动。
大直径卷筒测量现有装置较分散，测量参数单一，要进行多参数测量手工参与测量过程繁琐，精度也不易保证。
实用新型的内容本实用新型的目的是提供一种结构简单，功能多，操作方便，精度高的卷筒多参数测量仪。
本实用新型是这样实现的本实用新型卷筒多参数测量仪，测量头10上装有同轴11的标准轮12和圆光栅编码器1，编码器1输出的编码脉冲送入计数器3，计数器3的输出与微控制器4的输入连接，测量头10上的周信号模块2的输出与微控制器4的输入连接，微控制器4的输出与显示模块6或/和打印模块7连接，上述器件与电源电路连接。
计数器3，微控制器4位于与测量头10连接的数显控制箱8内，测量头上装有水平仪9，与轴11垂直的转动轴13与测量头10动配合，其外端有测力弹簧14。
周信号模块2有红外发光管DS2，其发光射向与标准轮相切的工件表面，光电藕合管Q2的的入射光为来自工件表面的反射光，光电藕合管Q2的输出经比较器U4B接微控制器4的输入。
圆光栅编码器1有红外发光管DS1和光电藕合管Q1产生的光栅信号经放大器U4A接两个4位串联计数器U2和U3组成的计数器3，计数器3的输出经缓存器U1暂存，缓存器U1的输出接微控制器4的输入。
有键盘输入模块5与微控制器4连接。
轴11与工件轴线处于同一平面位置或与工件螺纹倾角位置一致。
7微控制器4为单片机P89052X2FN，缓存器U1为集成块LS541J，计数器U2、U3为集成块SN54193J，放大器U4A为OP290FZ，比较器U4B为LM393，光电耦合管Q1、Q2为Photo PNP。
本实用新型结构简单，成本低廉，集多功能于一体，能进行内径、外径、螺纹底径、道程、周长等多个参数的测量，精度高，操作方便，能很好适应生产车间现场监测和成品加工质量检测。
图1为测量头结构图。
图2为本实用新型电路框图。
图3为本实用新型电路原理图。
具体实施方式
标准轮12作为测量基圆，同轴圆光栅编码器1旋转一周输出脉冲数与基圆直径形成一对应关系。圆光栅编码器将角位移转换为脉冲输出，水平仪9用于测量头安装时倾角调整。测力弹簧14调整测量头对工件的压力。
被测工件在车床上转动，标准轮12跟随其线位移，同轴圆光栅编码器1转动输出编码脉冲，送入数显控制箱8进行计数。得到绝对线位移，结合周信号模块2产生的周信号和键盘输入参数进行各参数测量。
进行周长和底经测量时安装测量头使标准轮12中轴11保持水平，计数编码脉冲所测结果为底经或周长。
螺纹底经和道程测量的实现测量头10安装时使标准轮12中轴11在水平方向具有一夹角，该夹角保证标准轮倾角与工件螺纹一致，然后在数显控制箱8面板通过键盘5手工输入螺距，这样圆光栅编码器1输出编码脉冲，经计数器3计数送入微控制器4处理得到道程和螺纹底经。根据用户设定选择显示就送入显示模块6；选择打印就送入打印模块7。
周信号模块2红外发光管DS2发出红外光经被测工件返回由光电藕合管Q2接收，经U4B跟随得到周信号送单片机U5产生中断。
键盘输入模块5单片机U5定时扫描P1口，检测键盘5的状态，确定键值。接受用户输入。
圆光栅编码器1光电藕合管Q1输出脉冲经U4放大整型产生计数脉冲，计数脉冲送两个4位串联计数器U2和U3得到8位二进制数，由三态缓存器U1(LS541)暂存，供单片机U5读数，计数器进位脉冲CO直接送单片机T0计数。周信号到达后停止计数，单片机处理数据将结果送入LED显示单元显示。
权利要求1.卷筒多参数测量仪，其特征在于测量头(10)上装有同轴(11)的标准轮(12)和圆光栅编码器(1)，编码器(1)输出的编码脉冲送入计数器(3)，计数器(3)的输出与微控制器(4)的输入连接，测量头(10)上的周信号模块(2)的输出与微控制器(4)的输入连接，微控制器(4)的输出与显示模块(6)或/和打印模块(7)连接，上述器件与电源电路连接。
2.根据权利要求1所述的测量仪，其特征在于计数器(3)，微控制器(4)位于与测量头(10)连接的数显控制箱(8)内，测量头上装有水平仪(9)，与轴(11)垂直的转动轴(13)与测量头(10)动配合，其外端有测力弹簧(14)。
3.根据权利要求1所述的测量仪，其特征在于周信号模块(2)有红外发光管DS2，其发光射向工件表面，光电藕合管Q2的的入射光为来自工件表面的反射光，光电藕合管Q2的输出经比较器U4B接微控制器(4)的输入。
4.根据权利要求1所述的测量仪，其特征在于圆光栅编码器(1)有红外发光管DS1和光电藕合管Q1产生的光栅信号经放大器U4A接两个4位串联计数器U2和U3组成的计数器(3)，计算器(3)的输出经缓存器U1暂存，缓存器U1的输出接微控制器(4)的输入。
5.根据权利要求1所述的测量仪，其特征在于有键盘输入模块(5)与微控制器(4)连接。
6.根据权利要求1所述的测量仪，其特征在于轴(11)与工件轴线处于同一平面位置或与工件螺纹倾角位置一致。
7.根据权利要求1所述的测量仪，其特征在于微控制器(4)为单片机P89052X2FN，缓存器U1为集成块LS541J，计数器U2、U3为集成块SN54193J，放大器U4A为OP290FZ，比较器U4B为LM393，光电耦合管Q1、Q2为Photo PNP。
专利摘要本实用新型为卷筒多参数测量仪，测量头(10)上装有同轴(11)的标准轮(12)和圆光栅编码器(1)，编码器(1)输出的编码脉冲送入计数器(3)，计数器(3)的输出与微控制器(4)的输入连接，测量头(10)上的周信号模块(2)的输出与微控制器(4)的输入连接，微控制器(4)的输出与显示模块(6)或/和打印模块(7)连接，上述器件与电源电路连接。
文档编号G01D5/36GK2869775SQ20052003632
公开日2007年2月14日 申请日期2005年11月29日 优先权日2005年11月29日
发明者杨杰斌, 陈良 申请人:中国测试技术研究院机械测试研究所