[实用新型]工件尺寸自动测量数显系统

说明书

一、技术领域：

本实用新型涉及一种普通车床工件测量系统，尤其是涉及一种工件尺寸自动测量数显系统。

二、背景技术：

背景技术中，目前在我国制造业中普通车床在机械加工方面应用非常广泛，大部分的机械产品加工过程都要通过普通车床来完成。普通车床在工件加工过程中，对工件加工余量的测量采用静态手工测量，每次测量时需要停车，大大增加了劳动量，占用车床有效工作时间，耗能多且降低了生产率。此外手工测量容易引入较大的测量误差，从而使产品的废品率增加，并且精度也较低。

三、实用新型内容：

本实用新型为了解决上述背景技术中的不足之处，提供一种工件尺寸自动测量数显系统，其提高了普通车床的生产率及产品精度，可降低操作人员的劳动强度，稳定性好，自动化程度高。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种工件尺寸自动测量数显系统，其特征在于：包括与CCD传感器连接的CCD驱动电路，CCD传感器与调理电路连接，调理电路与二值化处理电路连接，二值化处理电路与单片机连接，单片机与LED显示装置连接。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和效果如下：

本实用新型为一种以CCD传感器与单片机为基础的自动测量数显设备，在机床连续工作中自动进行测量，并在不改变原有普通车床结构的前提下，将其应用在工件剩余加工余量的测量中，用动态非接触式测量取代了静态手工测量方法，在车床运行过程中测量，不占用车床周转时间。其稳定性好，自动化程度高，不仅提高了普通车床的生产率及产品精度，也在一定程度上可降低操作人员的劳动强度，真正地实现了光、机、电的一体化。

四、附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的工作原理图；

图3为CCD驱动电路的电路图；

图4为调理电路的电路图；

图5为二值化处理电路的电路图。

图中，1-驱动电路，2-光源，3-被测工件，4-CCD传感器，5-调理电路，6-二值化处理电路，7-二值化信号，8-标准脉冲，9-车床进给系统，10-计数，11-单片机，12-A/D转化，13-软件程序处理，14-LED显示装置。

五、具体实施方式：

本实用新型主要由两大系统组成。一是以CCD传感器为基础的自动测量系统；二是以单片机为基础的数字信号处理及输出显示系统。主要分为六大模块：CCD驱动电路的设计、CCD视频信号的调理、二值化电路的设计、以单片机为基础的数据处理系统及LED显示系统。其中以单片机为基础的数据处理系统及LED显示系统采用现有的单片机及数据处理系统、LED显示系统。

参见图1，本实用新型包括与CCD传感器4连接的CCD驱动电路1，CCD传感器4与调理电路5连接，调理电路5与二值化处理电路6连接，二值化处理电路6与单片机11(AT89C51)连接，单片机11与LED显示装置14连接。

参见图2，CCD以电荷为信号，当光入射到CCD的光敏面上时，CCD首先完成光电转化，根据光的强弱积聚相应的电荷，产生与光电荷量成正比的弱电压信号。本项目中，光学系统射出的平行光把被测对象成像在CCD光敏面上，由于被测物体的遮挡，形成了工件与背景在光强上的强弱变化，反映在CCD视频信号上所对应的图像边界尺寸部分处会有急剧的电平，这样就捕捉到了工件轮廓真实尺寸相对应的光电信号。如图2所示，a、b部分的宽度与工件尺寸相对应。

参见图3，图3所示为CCD的驱动电路。

参见图4，实际工作中，由于测量过程中的振动、光强度的变化等原因，得到的信号中还有许多干扰和噪声信号，所以需要对该信号进行调试，以便能更好的反映工件尺寸信号。CCD视频信号中的有效信号OS是含有经过光积分效应的有效光电信号，而补偿信号DOS则反映了CCD传感器的暗电流特性，也反映了CCD在复位脉冲的作用下信号传输沟道产生的容性干扰OS和DOS的理想波形，两信号被RS容性干扰的相位是相同的，可以用差分放大器完成信号的放大与抑制共模干扰作用。