CN102001040A - 一种用于光学非球面加工的无线倾角测量装置 - Google Patents

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郭隐彪
姜晨
潘日
韩春光
林静
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Abstract

一种用于光学非球面加工的无线倾角测量装置，涉及一种倾角测量装置。设有数据采集与发送端装置和无线接收端装置。所述数据采集与发送端装置设有双轴加速度传感器、无线模块芯片和天线电路，无线模块芯片的输入端接双轴加速度传感器的倾角采集数据输出端，天线电路的输入端接无线模块芯片的输出端，天线电路的输出端通过无线方式发送至无线接收端装置。所述无线接收端装置设有天线电路、无线模块芯片和串口管理芯片，天线电路的输入端接收数据采集与发送端装置发送来的数据，无线模块芯片输入端接天线电路的输出端，无线模块芯片的输出端通过串口管理芯片发送给控制平台。

Description

一种用于光学非球面加工的无线倾角测量装置
技术领域
本发明涉及一种倾角测量装置，尤其是涉及一种用于光学非球面加工中测量旋转工作台倾斜度的无线倾角测量装置。
背景技术
对于光学非球面加工，尤其是离轴非球面磨削，通常使用可倾斜的工作台来装夹工件，通过调整工作台倾斜度，改变工件加工面的倾斜度，可以减少磨削总量，有效提高加工效率。为了保证加工精度，通常需要对工作台进行实时倾斜度测量，实现加工的闭环控制。一般的电子水平仪(如公开号为CN1414342的中国专利“电子水平仪”)不能实现数据传输，无法应用在闭环控制的***中。某些水平仪可以通过RS232串口等有线方式进行数据传输，但有线通讯方式对装置的安装带来了一定的限制，若安装不当，则可能会影响光学元件的超精密加工精度。
发明内容
本发明目的在于针对光学非球面加工中对旋转工作台进行闭环控制的需求，提供一种用于光学非球面加工的无线倾角测量装置。
本发明设有数据采集与发送端装置和无线接收端装置。
所述数据采集与发送端装置设有双轴加速度传感器、无线模块芯片和天线电路，无线模块芯片的输入端接双轴加速度传感器的倾角采集数据输出端，天线电路的输入端接无线模块芯片的输出端，天线电路的输出端通过无线方式发送至无线接收端装置。
所述无线接收端装置设有天线电路、无线模块芯片和串口管理芯片，天线电路的输入端接收数据采集与发送端装置发送来的数据，无线模块芯片输入端接天线电路的输出端，无线模块芯片的输出端通过串口管理芯片发送给控制平台。
所述控制平台可为PC机或相关数控装置等。
所述数据采集与发送端装置安装在旋转工作台上，数据采集与发送端装置用于采集并计算出旋转平台的当前倾角，然后通过无线方式发送往无线接收端装置，所述采集是通过双轴加速度传感器采集；无线模块芯片作为数据采集与发送端装置的中央控制单元，它读取双轴加速度传感器采集的数据，然后计算出传感器当前的倾斜角度，无线模块芯片的输出端接天线电路，通过无线方式发送给无线接收端装置。
无线接收端装置用于接收从数据采集与发送端装置发送过来的数据，并将数据通过串口管理芯片发送给PC机或相关的数控装置，使得控制***能够对旋转工作台实现闭环控制。
本发明具有以下突出优点：
1)体积小。数据采集与发送端装置采用了双轴加速度传感器和无线模块芯片，使得装置结构紧凑，体积小巧。
2)安装灵活。本发明采用无线通讯方式，克服了安装过程中布线带来的不便，安装方便、灵活。
3)无需布线，实现对旋转工作台的实时测量与无线数据传输。
附图说明
图1为本发明实施例的结构组成框图。
图2为本发明实施例的工作原理示意图。
图3为本发明实施例的数据采集与发送端装置的电路框图。
图4为本发明实施例中无线接收端装置的电路框图。
以下给出图1、2中的各主要配件的代号：
1数据采集与发送端装置，2双轴加速度传感器，3无线模块芯片，4天线电路，5无线接收端装置，6天线电路，7无线模块芯片，8串口管理芯片，9旋转工作台，10PC机，11数控装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
参见图1，整个无线倾角测量装置包括两部分：数据采集与发送端装置1和无线接收端装置5。其中，数据采集与发送端装置1设有双轴加速度传感器2、无线模块芯片3、天线电路4；无线接收端装置5设有无线模块芯片7、天线电路6及串口管理芯片8。
参见图2，数据采集与发送端装置1安装在旋转工作台9上，旋转工作台9可绕轴进行旋转，从而改变工作台面的倾斜角。通过双轴加速度传感器测量出两个轴向的加速度，计算出旋转工作台9的当前倾角，然后通过无线方式发送往无线接收端装置5。无线接收端装置5接收到数据后，通过RS232串口发送给PC机10或相关的数控装置11，使得控制***能够对旋转工作台9实现闭环控制。
1数据采集与发送端装置，2双轴加速度传感器，3无线模块芯片，4天线电路，5无线接收端装置，6天线电路，7无线模块芯片，8串口管理芯片，9旋转工作台，10PC机，11数控装置。
参见图3，主要结构包括双轴加速度传感器2、无线模块芯片3以及天线电路4。双轴加速度传感器2采用ADI公司的ADXL202芯片，ADXL202芯片的数字输出是脉宽占空比调制信号，占空比(高电平持续时间T1与周期T2之比)与被测加速度成正比。加速度可由式子：A＝(T1/T2-0.5)/0.125求得。然后根据几何关系可以求出传感器测量方向上的实际倾斜角度。无线模块芯片3采用MC13213，该芯片作为数据采集与发送端装置的中央处理单元，一方面，它负责定时读取ADXL202的XOUT和YOUT端口，获得加速度值，然后计算出倾斜度；另一方面，它基于IEEE802.15.4无线通讯协议，将采集的数据通过无线方式实时发送给无线接收端装置。
参见图4，其包括无线模块芯片(ADXL20型)7、串口管理芯片(MC13213型)8以及天线电路6。ADXL20基于IEEE802.15.4无线通讯协议接收数据采集与发送端装置发送的工作台倾斜角度数据，通过与之相连的串口管理芯片(MC13213型)8将数据发送的装有RS232串口的PC机或数控装置上，实现旋转工作台倾斜度数据的实时传输，最终使得控制平台对旋转工作台实现闭环控制。

Claims (3)

1.一种用于光学非球面加工的无线倾角测量装置，其特征在于设有数据采集与发送端装置和无线接收端装置；
所述数据采集与发送端装置设有双轴加速度传感器、无线模块芯片和天线电路，无线模块芯片的输入端接双轴加速度传感器的倾角采集数据输出端，天线电路的输入端接无线模块芯片的输出端，天线电路的输出端通过无线方式发送至无线接收端装置；
所述无线接收端装置设有天线电路、无线模块芯片和串口管理芯片，天线电路的输入端接收数据采集与发送端装置发送来的数据，无线模块芯片输入端接天线电路的输出端，无线模块芯片的输出端通过串口管理芯片发送给控制平台。
2.如权利要求1所述的一种用于光学非球面加工的无线倾角测量装置，其特征在于所述控制平台为PC机或相关数控装置。
3.如权利要求1所述的一种用于光学非球面加工的无线倾角测量装置，其特征在于所述数据采集与发送端装置安装在旋转工作台上。
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