内圆磨床主动测量控制仪的电路设计
２０１５年１月第４３卷第２期机床与液压ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＪａｎ ２０１５Ｖｏｌ ４３Ｎｏ ２ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１－３８８１ ２０１５ ０２ ０５６
收稿日期：２０１３－１１－２０
作者简介：俞建军（１９７１ ），男，学士，高级实验师二工程师，主要从事工业自动控制系统设计和电子技术应用设计的研
究三Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｕｊｉａｎｇｊｕｎ＠ａｌｉｙｕｎ ｃｏｍ三内圆磨床主动测量控制仪的电路设计
俞建军
（浙江机电职业技术学院，浙江杭州３１００５３）
摘要：主动测量控制仪应用在内圆磨床中，可提高轴承内径的磨削精度三采用电感传感器和线性运算放大器等元件设计出一种新颖的主动测量控制仪，振荡器电路将电感传感器所检测的工件尺寸变化量转变为电量，整流滤波电路将交流信号转化成直流信号；直流输出信号分四路，一路送到高低精度量程的电平比较转换电路，一路送到指示电路，一路送到发讯电路，还有一路作为线性补偿网络三所设计的主动测量控制仪电路在实际应用中性能可靠，可使轴承的磨削精度达到１μｍ三关键词：内圆磨床；主动测量控制仪；电感传感器；转换电路
中图分类号：ＴＰ２７４ ２一一文献标志码：Ｂ一一文章编号：１００１－３８８１（２０１５）２－１７１－５
ＣｉｒｃｕｉｔＤｅｓｉｇｎｏｆＩｎｔｅｒｎａｌＧｒｉｎｄｅｒＡｃｔｉｖｅＭｅａｓｕｒｉｎｇＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＹＵＪｉａｎｊｕｎ（ＺｈｅｊｉａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｎｇｚｈｏｕＺｈｅｊｉａｎｇ３１００５３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｉｓａｐｐｌｉｅｄｉｎｉｎｔｅｒｎａｌｇｒｉｎｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｇｒｉｎｄｉｎｇｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｂｅａｒｉｎｇｂｏｒｅｄｉａｍｅｔｅｒ．Ａｎｏｖｅｌａｃｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｗｉｔｈｌｉｎｅａｒｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌａｍｐｌｉｆｉｅｒａｎｄｔｒａｎｓｉｓｔｏｒａｓｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｃｉｒｃｕｉｔｃｏｎｖｅｒ?ｔｅｄｔｈｅｗｏｒｋｐｉｅｃｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎｖａｒｉａｔｉｏｎｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙｉｎｄｕｃｔｉｖｅｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｉｎｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｑｕａｎｔｉｔｙ．ＲｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｉｌｔｅｒｃｉｒｃｕｉｔｃｏｎｖｅｒｔｅｄｔｈｅＡＣｓｉｇｎａｌｉｎｔｏＤＣｓｉｇｎａｌ；ＤＣｏｕｔｐｕｔｓｉｇｎａｌｗａｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｆｏｕｒｃｉｒｃｕｉｔｓ．Ｏｎｅｗａｓｓｅｎｔｔｏｌｅｖｅｌｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓｗｉｔｃｈｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｗｉｔｈｈｉｇｈ?ｌｏｗｐｒｅｃｉｓｉｏｎｒａｎｇｅ；ｏｎｅｗａｓｓｅｎｔｔｏｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔ．Ｏｎｅｗａｓｓｅｎｔｔｏｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔ．Ａｎｄｏｎｅｗａｓｔａｋｅｎａｓｌｉｎｅａｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｎｅｔ?ｗｏｒｋ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄａｃｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｃｉｒｃｕｉｔｂｏａｓｔｓｒｅｌｉａｂｌｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｐｒａｃｔｉｃｅ．Ｔｈｅｇｒｉｎｄｉｎｇｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｂｅａｒｉｎｇｃａｎ
ｒｅａｃｈ１μｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｉｎｔｅｒｎａｌｇｒｉｎｄｅｒ；Ａｃｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ；Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔ一一由于轴承内径的精度要求较高，切实提高内外径磨削的质量和效率，对轴承生产有着重要意义，采用
主动测量控制仪可解决这一重要问题三主动测量控制
仪广泛应用于数控机床系统，磨加工设备也由原来的
手工操作和加工后测量转入在线自动测量控制［１］三在机械加工过程中，由主动测量装置始终测量着工件的
尺寸，并将其尺寸变化量随时传递给控制仪，再由控
制仪发出信号（如粗磨二精磨二光磨二到尺寸等信
号）控制机床的动作［２］三主动测量控制仪可与主动测量装置配合使用，广泛应用于全自动磨床，实现内
外径磨加工主动测量，以提高加工精度和生产效率，
为实现磨削加工自动化打下基础，是轴承二汽车行业
必备检测仪器三目前该产品主要与无锡机床厂生产的
各种内圆磨床配套使用，也与成都机床厂生产的内圆
磨床配套使用三目前所使用的磨加工主动测量控制仪
大多数仍为进口设备，以日本的东京精密和意大利的
马波斯仪器为主［３］，文中所设计的主动测量控制仪可代替部分马波斯仪器三１一主动测量控制仪的工作原理１ １一传感器如何将工件尺寸的变化量转变为电量采用电感传感器的主动测量控制仪是由线性运算
放大器和晶体管等组成的新颖电气控制仪，与之相配套的电感传感器，是电磁吸铁式的，两者需配套，应用在全自动磨床，实现内径磨加工的自动化［４］三要对被加工工件的尺寸进行磨削控制，首先就应
该将被加工工件的尺寸转为电量的变化，传感器就是用来完成这一转化的装置三传感器在实际磨加工时的工作状态简图如图１所示
三图１一传感器在磨加工时的工作状态