[发明专利]一种基于DSP航空薄壁盘类件表面形貌测量与夹具加工系统

摘要

一种基于DSP航空薄壁盘类件表面形貌测量与夹具加工系统，它由TMS320C6747芯片以及基于该芯片的DSP开发板、DSP开发板5V供电电源、快速伺服刀架、压电陶瓷位移驱动器、压电陶瓷功率放大器、电容传感器测量头、电容传感器信号放大器、电容传感器电源、绝对式编码器、直线光栅尺、激光位移传感器测量头、激光位移传感器测量头保持架、激光位移传感器控制器、激光位移传感器电源、绝对式编码器支架、弹性联轴器、单晶金刚石车刀、薄壁件工件、夹具安装平台和实验平台组成；本发明具有快速高精度表面形貌测量与制造功能，能够解决薄壁零件变形量大，每一加工工序都有新的变形产生，精度很难保证，而夹具无法满足每一工步装夹的需要；它在机械加工领域里有实用价值。

主权项

一种基于DSP航空薄壁盘类件表面形貌测量与夹具加工系统，其特征在于：它是由TMS320C6747芯片，以及基于该芯片的DSP开发板、DSP开发板5V供电电源、快速伺服刀架、压电陶瓷位移驱动器、压电陶瓷功率放大器、电容传感器测量头、电容传感器信号放大器、电容传感器电源、绝对式编码器、直线光栅尺、激光位移传感器测量头、激光位移传感器测量头保持架、激光位移传感器控制器、激光位移传感器电源、绝对式编码器支架、弹性联轴器、单晶金刚石车刀、薄壁件工件、夹具安装平台和实验平台组成；快速伺服刀架固定在实验平台溜板上；直线光栅尺的标尺光栅固定在实验平台溜板上，直线光栅尺的读数头固定在实验平台上，测量工件径向位移；绝对式编码器由绝对式编码器支架支撑，并通过弹性联轴器与实验平台主轴相连；激光位移传感器测量头安装在激光位移传感器测量头保持架上，激光位移传感器测量头保持架安装在实验平台溜板上；DSP开发板的DA输出口通过信号线接压电陶瓷功率放大器；压电陶瓷功率放大器信号线接压电陶瓷位移驱动器，驱动实验平台的刀架产生微位移，去加工薄壁件的夹具；而电容传感器信号接在DSP开发板的AD口，激光位移传感器输出模拟量信号接DSP开发板的AD口，由DSP开发板采集激光位移传感器信号；14位绝对式编码器为SSI接口，由DSP开发板的GPIO通用输入输出口产生两路CLOCK信号，而绝对式编码器产生的DATA信号由DSP开发板的GPIO通用输入输出口接收，绝对式编码器供电由板载电源提供5V电源；直线光栅尺两路方波信号接DSP开发板的GPIO通用输入输出口，供电电源为5V由DSP开发板提供；所测量薄壁件工件由实验平台夹头安装在实验平台主轴上；单晶金刚石车刀安装在快速伺服刀架上；所述DSP开发板是一块长200mm，宽150mm，厚20mm的一块PCB开发板，是基于TMS320C6747芯片的双核低功耗应用处理器，主频达300MHZ，便于实现数据处理，工业控制，电机控制场合；所述压电陶瓷位移驱动器是P‑844.10型，长度为47mm，直径为20mm；输入电压范围0‑100V，最大伸长量为15um，空载频响为16KHZ；所述压电陶瓷功率放大器为压电陶瓷驱动电源E‑503型，它长度30cm，宽20cm，高15cm，是一种直流放大电源，输出电压范围为‑20~+120V，输入模拟信号控制电压为‑2~+12V的电压范围；所述电容传感器测量头是CS02探测头，量程为0.2mm；所述电容传感器信号放大器为DT6100信号放大器，输入电源为24V直流电源；所述电容传感器电源是输入220V交流电，输出为24V直流电的线性电源；所述绝对式编码器为14位精度，串行信号输出的SSI接口，采用3.3V电压供电，所需的CLK‑、CLK+信号为3.3V的差分信号，产生的DATA‑、DATA+信号为电平信号为0‑3.3V的电压信号，直接连接在DSP开发板的GPIO通用输入输出口上；所述直线光栅尺为供电电压为5V，分辨率为1um的，信号为AB型的TTL型输出的直线光栅尺；所述快速伺服刀架是一长25cm、宽15cm、厚10cm的长方体结构，具有弹性铰链，刀柄安装在弹性铰链的一端，为压电陶瓷位移驱动器产生微位移的执行机构；所述激光位移传感器测量头为LK‑H020测量头，参考距离为20mm，测量范围为+‑3mm；所述激光位移传感器测量头保持架是一T型夹具，起到固定激光位移传感器测量头的作用；所述激光位移传感器控制器型号为LK‑G5001V，输入电源为24V直流电源；所述激光位移传感器电源型号为MS2‑H50，输入电源为220V交流电，输出为24V直流电；所述绝对式编码器支架是一内径40mm，外径60mm，槽深20mm的圆柱结构，起到固定绝对式编码器的作用；所述单晶金刚石车刀是一刀尖角为60度，刀具前角为零，后角为7度的单晶金刚石刀片，中间有直径为3mm的定位孔；所述弹性联轴器是一端为直径6mm，连接绝对式编码器轴端；令一端为直径10mm连接机床主轴端的弹性联轴器；所述夹具安装平台是一长宽各为200mm、厚为30mm的45钢平台，安装在实验平台的溜板上，具有安装支撑激光位移传感器测量头保持架以及快速伺服刀架的作用；所述实验平台是一HARDING高精度车床；所述DSP开发板5V供电电源是一接入220V交流电，输出为5V直流电的变压器电源；所述薄壁件工件为一直径在200mm以内的回转圆柱薄壁件的表面。