[发明专利]一种超声切割声主轴状态监测系统及方法

权利要求书

1. 一种超声切割声主轴状态监测系统，包括主控MCU、人机交互界面装置、数据采集系统和数据存储系统；主控MCU采用ARM Cortex-M3，所述的数据采集系统包括多个调理电路和多个传感器；其中调理电路分为衰减模块的调理电路和放大模块的调理电路；

其特征在于：传感器输出接口通过杜邦线与调理电路输入接口连接，调理电路输出接口通过杜邦线与主控MCU内置ADC的GPIO口连接，人机交互界面装置与主控MCU通过16位8080总线相连，数据存储系统通过SPI总线与主控MCU连接；主控MCU上设有USB转串口用来供电，设有2MSPI-FLASH用于保存字库，设有JTAG/SW口来下载数据采集程序；

衰减模块的调理电路包括第一电压反馈型放大器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一二极管D1、第二二极管D2、第二运算放大器U2和第三运算放大器U3;

第一电阻R1的Vin端与传感器的输出端连接，另一端与第一二极管D1正极、第二二极管D2负极、第二电阻R2的一端、第一电压反馈型放大器U1正向输入端连接，第二电阻R2的另一端接地，第一二极管D1负极与第二二极管D2正极、第一电压反馈型放大器U1反向输入端、第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端连接，第一电压反馈型放大器U1的电压输出端与第三电阻R3的另一端连接主控MCU内置ADC的GPIO输入口，第一电压反馈型放大器U1正负电源端接±5v电压；第四电阻R4的另一端与第二运算放大器U2的输出口、第五电阻R5的一端连接，第二运算放大器U2反向输入端与第五电阻R5的另一端、第六电阻R6的一端，第二运算放大器U2正向输入端接地，第三运算放大器U3的输出端和反向输入端与第六电阻R6的另一端连接，第三运算放大器U3的正向输入端接5V偏置电压，第三运算放大器U3的正负电源端接±5v电压；

放大模块的调理电路包括第四运算放大器U4、第七电阻R7和滑动电阻r；

所述的滑动电阻r代表10KNTC热电阻温度传感器，其一端接+3.3V电压，另一端与第四运算放大器U4的正向输入端、第七电阻R7的一端连接，第四运算放大器U4的反向输入端与输出端连接主控MCU内置ADC的GPIO输入口。

2.一种超声切割声主轴状态监测方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

步骤一：开启系统时钟初始化、延时初始化、LED初始化、LCD初始化、ADC初始化、DMA初始化、触摸屏初始化、内存池初始化；

步骤二：更新字库和界面图片；

步骤三：初始化画图；

步骤四：设置多页面缓存的当前操作层和显示层为1；

步骤五：加载主界面；

步骤六：进入触摸点扫描程序；

步骤七：判断是否是触摸点1，如果不是触摸点1，则继续执行步骤六，如果触摸点是1，则首先设置当前操作层和显示层为2，其次加载主轴监测界面，进入ADC数据采集、处理、分析程序，将采集到的数据与报警阀值对比，如果超过则报警，并保存，如果没有超过，则将数据在液晶屏上显示，显示之后进入触摸点扫描程序，并判断是否为触摸点5，如果不是，则继续在液晶屏上显示数据，如果为触摸点5，则返回执行步骤四；

步骤八：判断是否是触摸点2，如果不是触摸点2，则继续执行步骤六，如果触摸点为2，则首先设置当前操作层和显示层为3，其次进入动态曲线显示界面，调用ADC数据采集、处理、分析程序，并将AD采集的数据以曲线形式在液晶屏上显示，显示之后进入触摸点扫描程序，并判断是否为触摸点5，如果不是，则继续在液晶屏上显示数据，如果为触摸点5，则返回执行步骤四；

步骤九：判断是否是触摸点3，如果不是触摸点3，则继续执行步骤六，如果触摸点为3，则首先设置当前操作层和显示层为4，其次进入设置界面，通过触摸按键设置报警阀值，并将报警阀值大小在液晶屏上显示，显示之后进入触摸点扫描程序，并判断是否为触摸点5，如果不是，则继续在液晶屏上显示数据，如果为触摸点5，则返回执行步骤四；

步骤十：判断是否是触摸点4，如果不是触摸点4，则继续执行步骤六，如果触摸点为4，则首先设置当前操作层和显示层为5，其次加载文件管理界面，并将故障数据在液晶屏上显示，显示之后进入触摸点扫描程序，并判断是否为触摸点5，如果不是，则继续在液晶屏上显示数据，如果为触摸点5，则返回执行步骤四。