CN2071781U

CN2071781U - 多坐标光栅数显表

Info

Publication number: CN2071781U
Application number: CN90210092U
Authority: CN
Inventors: 金喜平; 杨怀国; 刘玉庆; 李书平; 邱燕霖
Original assignee: Shenyang University of Technology
Current assignee: Shenyang University of Technology
Priority date: 1990-01-22
Filing date: 1990-01-22
Publication date: 1991-02-20

Abstract

这是一种用于位移测量的仪器，它采用三个光栅位移传感器对加工工件进行X、Y、Z三方向的动态位移跟踪测量，当工件发生位移时，光栅位移传感器输出脉冲信号，送可编程计数器进行计数，可编程计数器的输出端接微处理器数据总线端及键盘/显示芯片，输出经译码器至数码管显示。该数显表由于采用了微处理器等大规模集成电路，使得电路简化。具有位移分辨率高，位移跟踪速度高，抗干扰能力强等优点。

Description

本实用新型属于机床加工中工件位移量的测量仪器。

现有的位移测量仪表，主要由位移传感器，电子细分器，位移方向控制器、计数器、译码器及显示器等电路组成，其全部电路均由分立元件组装的，这样就使得它元件数量多，结构复杂，抗干扰能力差，分辨率低，而且计数容量小，位移跟踪速度低，并且，位移跟踪速度随分辨率的提高而成倍下降，使用范围受到限制（用于一个方位的位移测量）。

本实用新型的目的是提供一种分辨率高，位移跟踪速度高，且位移跟踪速度不随分辨率而变，抗干扰能力强，结构简单的多方向位移测量仪器。

本实用新型采用三个光栅位移传感器对加工工件作进行X、Y、Z三方向的动态位移跟踪测量，当工件在X、Y、Z方向发生位移，光栅位移传感器输出三组相位相差为90°的两路脉冲信号，经电平转换及整形后送倍频器形成2或4倍频的脉冲信号，通过控制门电路分别形成左右两路位移的计数脉冲，这三组脉冲信号送两片可编程计数器的6个计数输入端，微处理器定时向计数器读取计数值，处理后的数值经驱动器送显示器，显示器的初始予置和功能选择均由4×5键盘经接口电路送微处理器给出。

X、Y、Z三方向光栅位移传感器分别输出的sin、cos两路脉冲信号，送电平转换器U₁输入端，U₁输出端接倍频器U₂、U₄、U₆形成倍频信号，倍频器U₂、U₄、U₆输出端输出的三路信号，经控制门电路U₃、U₅、U₇分别形成两路位移计数脉冲，送可编程计数器U₈、U₉输入端，可编程计数器U₈、U₉的输出端接微处理器U₁₀的数据总线端，微处理器U₁₀的数据总线端同时接键盘／显示专用芯片U₁₁，U₁₁的输出信号经四－十六译码器U₁₇给出，由驱动器U₂₀－U₂₃输出至数码管显示。

本实用新型由于采用了微处理器，可编程计数器等大规模集成电路，使得电路简化、元件大量减少。而且与现有技术相比，具有位移分辨率高，位移跟踪速度高，抗干扰能力强，功耗低等优点。能够对工件位移量进行三个方位的跟踪测量，其设计先进、合理，使用方便，便于推广应用。

附图说明：

图1为本实用新型的电路方框图。

图2为本实用新型的主机部分电路原理图。

图3为本实用新型的显示部分电路原理图。

图4为本实用新型的数据处理程序流程图。

图5为本实用新型的外形图。

实施例：

型号为CSC1的光栅位移传感器是由光栅尺体和读数头两部分组成，尺体上部有一轨道，读数头可以在此轨道上左右移动，当二者之间相对位移每经过一个光栅栅距时，读数头经光电转换即可输出与之对应的周期脉冲信号，在机床加工中，把光栅尺体及读数头分别安装在机床相对运动的两个部件上，这样加工零件时，光栅尺的相对位移即反映出加工位移量，输出脉冲数也就正比于加工位移量。

X、Y、Z三个方向的位移信号经光栅传感器CSC1分别输出Sin、COS，两路12V或5V的脉冲信号，送电平转换器U₁（MC14049）进行电平转换及整形处理，整形后的脉冲信号接倍频器U₂、U₄、U₆（C5194）形成2或4倍频及正向、反向位移脉冲信号，其2或4倍频输出控制通过开关S1、S2、S3（接高或低电平），分别对倍频器U₂、U₄、U₆（C5194）的9脚进行控制实现。倍频器输出的这三路信号经控制门电路U₃、U₅、U₇（74LS00）形成正向、反两路计数脉冲，分别送两个可编程计数器U₈、U₉（D8253）的输入端，X通道送U₈的15脚和18脚，即T₁和T₂，Y通道送U₈的9脚（T₀）、U₉的9脚（T₀）Z通道送U₉的15脚和18脚（T₁、T₂）。两个可编程计数器的数据线接微处理器U₁₀（D8749H）的数据总线。微处理器定时读取各组计数器的正反向位移脉冲，然后计算出差值及符号，得到位移增量及方向，再累计形成实际位移量。微处理器U₁₀（D8749H）的数据线同时还与可编程键盘／显示器专用接口芯片U₁₁（8279）相连，实现对21位显示器及20个功能键的管理。

为使U₁₁（8279）能对21位显示器进行管理，采用把显示RAM的16×8个单元存放BCD码的方式，每个单元可存放2个BCD码，16个单元可存放32个BCD码，每两BCD码分别对应A₀－A₃，B₀－B₃，这样A₀－A₃、B₀－B₃分别外接两个七段译码器U₁₈、U₁₉（74LS138），控制两路数码管，SL₀－SL₃（8279的32－35脚）接四－十六译码器U₁₇（74LS154），共有十六根线，用其中十一条线来作为二十一位显示器的位选线，每一条同时控制两位数码管，经驱动器U₂₀－U₂₃（74LS007）实现对21位显示器的管理。

数码显示、键盘予置的读操作均采用动态扫描方式，U₁₁（8279）芯片工作在编码扫描方式，由于只有20个键，自然要采用译码扫描方式，每当有键按下时，8279芯片检测编码器U₁₆（4511），根据约定的方式对被按下的键进行自动编码，并送入先进先出堆栈（FIFO），同时产生中断请求信号IRQ，微处理器响应中断后，从8279芯片的FIFO中读走该键值代码，再进行键值译码，最后确定该键的功能，实现对键盘的管理。

功能选择由键盘输入到微处理器U₁₀，根据该功能的要求转相应的处理程序，并送出工作状态指示。对于各种功能及工作状态的指示，采用可编程接口扩展芯片U₁₃（8243）及驱动器U₁₄、U₁₅（74LS007），带动蜂呜器FZ、发光二极管D₁－D₁₁。光栅位移传感器在固定点准确输出一个绝对零点信号，经电平转换器U₁₂（MC140049）送至微处理器U₁₀，在绝对功能状态下，使显示器在该点产生绝对点指示。控制及处理程序段为：清零、初始化，功能判断（直径、绝对、置数、自校、英制），读计数值，键盘中断，数据处理，显示子程序。

图2、3中的R为电阻，C为电容，X₁－X₇、Y1－Y₇、Z₁－Z₇为数码管，RL₁－RL₃为电阻排，JZ为6M晶振。图5中所给出的标号1为数码管组成的显示器，2－9为功能指示的发光管，10为电源发光指示，11为键盘。

Claims

1、一种多座标光栅数显表，其特征在于X、Y、Z三方向光栅位移传感器分别输出的sin、cos两路脉冲信号，送电平转换器U₁输入端，U₁输出端接倍频器U₂、U₄、U₆形成倍频信号，倍频器U₂、U₄、U₆输出端输出的三路信号，经控制门电路U₃、U₅、U₇分别形成两路位移计数脉冲，送可编程计数器U₈、U₉输入端，可编程计数器U₈、U₉的输出端接微处理器U₁₀的数据总线端，微处理器U₁₀的数据总线端同时接键盘/显示专用芯片U₁₁，U₁₁的输出信号经四一十六译码器U₁₇给出，由驱动器U₂₀-U₂₃输出至数码管显示。

2、按照权利要求1所述的数显表，其特征在于控制门电路U₃、U₅、U₇（74LS00）形成的正向、反向两路计数脉冲，分别送两可编程计数器U₈、U₉（D8253）的输入端。