[发明专利]一种高精度加工主轴的在线动平衡测控系统

摘要

本发明公开了一种高精度加工主轴的在线动平衡测控系统，包括信号调理电路、信号采集电路、DSP处理电路、人机交互终端、单片机控制电路、用于控制主轴动平衡的动平衡控制终端、用于检测主轴位移信号、加速度信号及用户所需位置的温度信号的信号检测电路；所述信号检测电路的输出端与信号调理电路的输入端相连接，信号调理电路的输出端与信号采集电路的输入端相连接，信号采集电路的控制端与人机交互终端相连接，DSP处理电路与信号采集电路相连接，人机交互终端与DSP处理电路及单片机控制电路相连接，单片机控制电路的输出端与动平衡控制终端的输入端相连接。本发明可以直观、准确、快速的完成对加工主轴的在线动平衡测控。

主权项

1.一种高精度加工主轴的在线动平衡测控系统，其特征在于，包括信号调理电路(3)、信号采集电路(4)、DSP处理电路(5)、人机交互终端(1)、单片机控制电路(6)、用于控制主轴动平衡的动平衡控制终端(9)、用于检测主轴位移信号、加速度信号及用户所需位置的温度信号的信号检测电路(2)；所述信号检测电路(2)的输出端与信号调理电路(3)的输入端相连接，信号调理电路(3)的输出端与信号采集电路(4)的输入端相连接，信号采集电路(4)的控制端与人机交互终端(1)相连接，DSP处理电路(5)与信号采集电路(4)相连接，人机交互终端(1)与DSP处理电路(5)及单片机控制电路(6)相连接，单片机控制电路(6)的输出端与动平衡控制终端(9)的输入端相连接；所述信号采集模块包括多路模拟开关电路(41)及A/D数模转换电路(42)，多路模拟开关电路(41)的控制端与人机交互终端(1)相连接，多路模拟开关电路(41)的输入端与信号调理电路(3)的输出端相连接，多路模拟开关电路(41)的输出端与A/D数模转换电路(42)的输入端相连接，A/D数模转换电路(42)与DSP处理电路(5)相连接；所述信号调理电路(3)包括前置放大电路(31)、后置放大电路(33)及滤波电路(32)，前置放大电路(31)的输入端与信号检测电路(2)的输出端相连接，前置放大电路(31)的输出端通过滤波电路(32)与后置放大电路(33)的输入端相连接，后置放大电路(33)的输出端与信号采集电路(4)的输入端相连接；所述信号检测电路(2)包括位移传感器、加速度传感器及温度传感器；所述人机交互终端(1)包括ARM芯片及TFT触摸屏，ARM芯片与DSP处理电路(5)、TFT触摸屏、信号采集电路(4)的控制端、单片机控制电路(6)及存储器(7)的输入端相连接；所述ARM芯片的型号为STM32F103ZET6，ARM芯片与TFT触摸屏通过RS232接口相连接；所述A/D数模转换电路(42)设有AD976芯片；所述DSP处理电路(5)设有DSP芯片，所述DSP芯片为TMS320F28335芯片；还包括储存器及通讯模块(8)，存储器(7)的输入端与人机交互终端(1)的输出端相连接，存储器(7)的输出端与外接设备(10)通过通讯模块(8)相连接；所述存储器(7)为CH376文件管理控制芯片；所述DSP处理电路(5)与人机交互终端(1)通过SPI总线相连接；本发明的工作过程包括原始信息的采集、数据的处理及主轴的控制；所述原始信息的采集包括以下步骤：信号检测电路(2)采集主轴的位移信号、加速度信号以及用户所需位置的温度信号，所述主轴的位移信号、加速度信号以及用户所需位置的温度信号均通过信号调理电路(3)依次进行前置放大、低通滤波及后置放大后输入到信号采集电路(4)中；所述数据的处理为获取位移振动频谱图、加速度振动频谱图、轴心轨迹图或温度轨迹图；所述获取位移振动频谱图的具体过程为：用户向人机交互终端(1)中输入获取位移振动频谱图指令，人机交互终端(1)根据所述获取位移振动频谱图指令生成第一控制信号，并将所述第一控制信号输入到信号采集电路(4)及DSP处理电路(5)中，信号采集电路(4)接收所述第一控制信号，然后根据所述第一控制信号选取主轴的位移信号，并将选取的主轴的位移信号输入到DSP处理电路(5)中，DSP处理电路(5)根据所述第一控制信号及主轴的位移信号生成位移振动频谱图，并通过人机交互终端(1)显示所述位移振动频谱图；所述获取加速度振动频谱图的具体过程为：用户向人机交互终端(1)中输入获取加速度振动频谱图指令，人机交互终端(1)根据所述获取加速度振动频谱图指令生成第二控制信号，并将所述第二控制信号输入到信号采集电路(4)及DSP处理电路(5)中，信号采集电路(4)根据所述第二控制信号选取主轴的加速度信号，并将选取的主轴的加速度信号转发至DSP处理电路(5)中，DSP处理电路(5)根据所述第二控制信号及主轴的加速度信号生成加速度振动频谱图，并通过人机交互终端(1)显示所述加速度振动频谱图；所述获取轴心轨迹图的具体过程为：用户向人机交互终端(1)中输入获取轴心轨迹图指令，人机交互终端(1)根据所述获取轴心轨迹图指令生成第三控制信号，并将所述第三控制信号输入到信号采集电路(4)及DSP处理模块中，信号采集电路(4)根据所述第三控制信号选取主轴的位移信号，并将选取的主轴的位移信号转发至DSP处理电路(5)中，DSP处理电路(5)根据所述主轴的位移信号及第三控制信号生成轴心轨迹图，并通过人机交互终端(1)显示所述轴心轨迹图；所述获取主轴的温度轨迹图的具体操作为：用户向人机交互终端(1)中输入获取温度轨迹图指令，人机交互终端(1)根据所述温度轨迹图指令生成第四控制信号，并将所述第四控制信号转发至DSP处理电路(5)及信号采集电路(4)中，信号采集电路(4)根据所述第四控制信号选取用户所需位置的温度信号，然后将选取的用户所需位置的温度信号转发至DSP处理电路(5)中，DSP处理电路(5)根据所述第四控制信号及用户所需位置的温度信号生成温度轨迹图，并通过人机交互终端(1)显示所述温度轨迹图；所述主轴的控制的具体过程为：用户向人机交互终端(1)中输入主轴动平衡指令，人机交互终端(1)根据所述主轴动平衡指令控制单片机控制模块通过动平衡控制终端(9)完成对主轴的动平衡。