《一种自动监察装配过盈量的技术》电路原理说明.doc

一种自动监察装配过盈量的技术电路原理说明一、图中LWH200为一位移传感器。该传感器本体安装于液压机侧板上，滑动端通过一连杆与液压机动力轴及压力传感器连接在一起，当液压机动力轴(及压力传感器)上下伸缩时，位移传感器滑动端也同时上下移动。位移传感器工作电压为5V，在其滑动端上下移动时，其输出端电压在05V之间变化。该信号电压送入IC2A作电压跟随以提高信号输入阻抗，减少电路对位移传感器线性影响。而后位移信号进入IC2B运算放大器同相输入端脚进行电压放大（根据实际位移量精度要求，电压放大倍数可适当调整也可将本机放大级省去）。放大后的位移传感器信号进入IC3B电压比较器的反相输入端脚，与同相端脚的参考电压进行比较。参考电压由参考电源IC7经电位器W3、W4（或W5、W6）分压后获得，装配不同的产品采用不同的分压比，具体数值要根据动力轴压装过程中需要测量的取样点的位移量来仔细调整，也可采用数字电位器调整。位移传感器信号与参考电压（即位移取样点信号电压）经IC3B电压比较器鉴别后，在其输出端获取一开关极性电压。即当位移传感器信号电压小于参考电压（位移取样点预置值）时，为高电平“1”，此状态表示位移传感器未到取样点，位移传感器信号电压大于参考电压时为低电平“0”，此状态表示位移传感器已到取样点。该极性电压经R2C2噪声抑制滤波后，分别送到显示仪、过压报警通道和欠压报警通道。二、BK-2Y为一压力传感器，12V电源供电，双端输出压力应变信号，该传感器垂直紧固于液压机动力轴与压装头之间，液压机进行装配工作时，动力轴与压力传感器和压装头为一体，将一个工件（例如：轴、光球、销钉、轴承等）压入另一工件（例如：轴套、光轴、轴端、钻孔等）。在此过程中，压力传感器受到力的作用，即产生一个双端输出的电压信号，该信号电压很小，经IC1A双端输入的运算放大器作前置放大，由IC1A脚单端输出一个信号电压，再加于IC1B运算放大器的同相输入端脚。两级放大器总的放大倍数K按适配的压力传感器的灵敏度和量程进行调节。以2.5吨（25千牛）BK-2Y的压力传感器为例，每公斤（10牛）压力所产生的应变电压信号经两极放大后，应在IC1B的输出端脚产生2mv的信号电压，极性为正（若为负，则对调IC1A的正、负输入端的连线或对调压力传感器的两信号输出线）。满量程时，IC1B脚输出的信号电压应达到5V。放大后的压力传感器信号电压分三路，分别进入显示仪、过压报警通道和欠压报警通道。进入显示仪的压力传感器电压信号，受位移传感器所产生的极性电压控制，经模数转换器和译码显示电路，以八段译码管形式显示出压力的数值（显示仪可外购，如TS-5A显示仪，也可自制，电路原理图略）。进入欠压报警通道的来自IC1B的压力传感器信号被送入IC3A电压比较器的反相输入端，而由IC7参考电源经电位器W1W2（也可用数字电位器）分压后（即为欠压报警电压值）被送入IC3A电压比较器的同相输入端，经电压比较器的鉴别也获得一极性电压，即当压力传感器信号电压大于欠压报警电压时，IC3A输出一个低电平“0”，反之，输出一个高电平“1”。该极性电压经R1C1噪声抑制滤波后，送入IC4A(四2输入与非门)的脚，而IC4A脚与IC4B脚及IC5C脚均受IC3B输出的极性电压控制。一是当IC3B输出为“1”时，即位移传感器未到取样点，IC4A、IC4B的信号通道是打开的。此时，若IC3A端为“1”（即欠压），则IC4A脚为“0”，IC4B脚为“1”，进而使IC5A脚为“0”，IC5B脚为“1”，也即由IC5A和IC5B构成的RS触发器置“0”；若IC3A端为“0”（即未欠压），则由IC5A和IC5B构成的RS触发器置“1”。但由于IC3B为“1”使IC5C为“0，封闭了集电极开路与非门IC6A、IC6B、IC6C的输入端使RS触发器状态无法输出。二是当IC3B输出为“0”时，即位移传感器已到取样点，则低电平“0”信号加于IC4A脚和IC4B脚，封闭了IC3A的通道，由IC5A和IC5B构成的RS触发器维持原先状态（即取样点瞬间前的置“0”或置“1”状态）不变，但此时，由于IC3B为“0”使IC5C为“1”，打开了集电极开路与非门IC6A、IC6B、IC6C的通道，在位移取样点前瞬间保存的RS触发器状态（也即压力传感器欠压或未欠压状态）得以通过IC6A、IC6B、IC6C输出。若RS触发器为“1”时，IC6A为低电平绿灯亮，IC6B为高电平红灯不亮，IC6C为高电平，蜂鸣器不发声，此状态表示无欠压报警。若RS触发器为“0”时，IC6A为高电平，绿灯不亮，IC6B为低电平，红灯亮，IC6C为低电平，蜂鸣器发声，此状态表示欠压报警。三是IC3B的输出还通过IC5C和IC5D二反相器，控制IC6D的输出。若IC3B输出为“1”，IC6D为低电平，黄灯亮，此状态表示位移传感器尚未到达取样点。若IC3B输出为“0”，则IC6D为高电平，黄灯不亮，此状态表示位移传感器已到达取样点，但此时，因为RS触发器的输出通道已打开，必有一盏红灯或绿灯会亮，若黄、绿、红三灯均不亮，说明电路有故障，应予以检修。若红、绿、黄三灯均亮或有两盏灯同时亮，则电路也不正常，也应予以检修。三、过压报警通道电路及其工作原理与欠压报警通道类同。主要差别点是：过压报警通道电压比较器同相输入端设定的参考电压，也即过压临界点报警电压，按照工装要求调整在一个较高的数值上，并且，只有压力传感器信号电压低于过压临界点报警电压，才能使RS触发器电路置“1”；反之，压力传感器信号电压高于过压临界点报警电压，就要使RS触发器电路置“0”，其余部分与欠压报警电路相同。过压报警电路正常工作状态下位移传感器未到取样点时，黄灯亮，其余红、绿两盏灯不亮，蜂鸣器也不发声，急停电路也无动作。位移传感器到达取样点时，黄灯熄灭，此时若绿灯亮，黄灯不亮，蜂鸣器不发声，也无急停，表示无过压；若绿灯不亮，而是红灯亮且蜂鸣器发声，急停有信号，表示过压报警。综合过压报警和欠压报警两通道功能，液压机正常工作时：1、两通道黄灯亮，其余灯均不亮，蜂鸣器也不发声，表示位移传感器尚未到达指定取样点；2、黄灯熄灭，两通道绿灯均亮，而红灯均不亮，蜂鸣器均不发声，表示在取样点前一瞬间压力传感器感受的工件装配的压力在合理范围内，该工件装配过盈量合适；3、黄灯熄灭，过压报警通道绿灯不亮，而红灯亮，蜂鸣器发声，表示有过压，该工件装配过盈量超差；4、黄灯熄灭，欠压报警通道绿灯均不亮，而红灯亮，蜂鸣器发声，表示有欠压，该工件装配过盈量偏小。如出现除上述几种状态之外的状态，则可能是电路有故障，也可能是参考点、取样点设置不当，应予以检修或调整。操作工根据上述四种状况，可随时判断工件装配面过盈量是否合格，并及时将次品剔除。四、本电路所用稳压电源，采用常规的控制变压器降压，即220VAC电压输入，7VAC、12VAC*2输出，经过整流后，再分别用三端稳压电源电路7805、7812、7912稳压，以获得5VDC、12VDC（电路图