智能内圆磨床测量控制仪

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磨削加工是工件加工过程中的重要工序,对工件的最终精度有直接影响,因此,在磨削加工过程中,能否精确地测量出工件的尺寸变化对确保工件的质量起到至关重要的作用。本文以实际应用为背景,主要研究了光栅传感器在内圆磨床测量控制系统中的应用,并重点对光栅传感器输出信号的细分方法进行了研究。本文全面分析了国内外内圆磨床的研制现状及发展趋势,针对内圆磨床的工作机理,对内圆磨床测量控制系统进行了深入的研究。设计了基于单片机控制的智能内圆磨床测量控制系统的整个硬件装置,主要包括输入信号差动放大模块,相位调制模块,滤波模块,细分模块,键盘及显示模块。文中详细论述了各模块的硬件设计原理、基本构成以及实现功能,给出了各功能模块的电路原理图,介绍了整个测量控制系统的主程序及各功能子程序的设计流程。通过学习数字锁相技术理论,比较各种莫尔条纹细分方法,提出了一种基于FPGA的锁相倍频方法,通过检测光栅传感器输出信号的边缘计算出频率值,找到相应的指针位置,再根据产生的分频因子来控制数控振荡器的输出信号,从而完成对被采集信号的锁相倍频,该方法具有锁相速度快,精度高等特点。同时在FPGA中完成计数,滤波及其他一些数字电路。经过对设计电路进行的实验、仿真及调试,验证了该系统设计方案的可行性,基本上达到了设计指标的要求,具有一定的实际应用价值。数字集成化的设计简化了硬件电路设计,提高信号的跟踪能力、细分精度及系统的可靠性。该设计方案解决了内圆磨床测控精度受环境温湿度影响严重的问题,同时还能降低成本。
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