在研究的在線測量系統(tǒng)中，所用測頭為接觸式觸發(fā)式測頭。觸發(fā)式測頭是由一套高精度敏感元件組成，它是由萬向電子開關(guān)感應(yīng)測頭的觸發(fā)力，并將感應(yīng)信號輸送到CNC系統(tǒng)和采集卡。觸發(fā)式測頭相當(dāng)于一個機械開關(guān)，通常情況下測頭的狀態(tài)處于零位開關(guān)閉合，在測量時，當(dāng)測頭探針接觸被測工件時，測頭被向任一方向偏轉(zhuǎn)或頂起開關(guān)斷開，這就使得和測頭相連的處理電路立即斷開并隨即發(fā)出測量信號：當(dāng)測頭脫離被測件后，測頭又回到原始零位，機械開關(guān)又閉合：
所用到的是公司生產(chǎn)的_1 C2432型接觸式觸發(fā)測頭，探針重復(fù)定位精度2um,任意方向最大擺角15:_ :
I G2432型接觸式觸發(fā)測頭沒有自帶測頭電路，所以主要是對IC2432型接觸式觸發(fā)測頭電路進行設(shè)計，以實現(xiàn)測針接觸到被測工件表面時，測頭電路產(chǎn)生3種信號：（I)脈沖計數(shù)信號：輸出寬度很窄的單穩(wěn)態(tài)信號，給采集卡提供測點采集中斷信號。（2)聲音信號：脈沖計數(shù)信號輸出的同時，發(fā)出短暫的一聲警報，表示已接觸到工件表面。（3)閃光信號：與聲音信號類似的報警功能。
1消抖電路設(shè)計
當(dāng)探針與被測件表面接觸時，測頭內(nèi)部機械開關(guān)斷開，機械信號轉(zhuǎn)換為高電平脈沖輸出。在開關(guān)斷開或閉合的瞬間，將會產(chǎn)生不規(guī)則的電平尖刺和抖動,，這些抖動可能會影響信號的電平識別，帶來難以預(yù)計到的誤差，因此對輸出信號進行濾波，得到平滑的脈沖是很必要的。這里選擇集成電壓比較器Livmi來消除脈沖信號中的毛刺和抖動，如圖2所示。
當(dāng)測頭產(chǎn)生觸發(fā)信號后，由于每次產(chǎn)生的觸發(fā)信號的高低電平周期都不一致，而且每次產(chǎn)生的觸發(fā)信號時間會比較長，這樣就會影響CNC系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的采集，并且還會影響測量程序的速度，一般情況下CNC加工中心對數(shù)據(jù)的采集是由_定寬度的單穩(wěn)態(tài)信號觸發(fā)的，所以這里就是要把測頭的觸發(fā)信號轉(zhuǎn)變成單穩(wěn)態(tài)信號，圖3所示，本文采用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74HC221芯片來產(chǎn)生單穩(wěn)態(tài)信號,741丨< :221工作在-0.5V ~ +7. UV單電源條件下，輸入電壓在1.5V之間。74IIC22I單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有兩種輸入，A為低電平有效，B為高電平有效，有兩種輸出，正好相反，用外接的電阻電容作定時元件。
3聲光報警電路的設(shè)計
此處設(shè)計了一種常規(guī)的聲光報警電路，聲音報警采用小功率蜂鳴器，光學(xué)報警采用一個發(fā)光二極管.如圖3所示，I.VI311消抖輸出信號通過74LS74雙U觸發(fā)器對單穩(wěn)態(tài)脈沖進行展寬，然后進入另一個74HC221單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)芯片，輸出單穩(wěn)態(tài)信號帶動小功率蜂鳴器,，QI311消抖輸出信號通h 75452芯片提高信號的驅(qū)動能力，然后點亮LED作為發(fā)光提示信號.，
4CNC系統(tǒng)測頭接口
對工件測量時，為了保護測頭不被工件撞壞，測頭探測到工件后CNC系統(tǒng)要控制測頭立即停下來，并按事先的路徑安全返回進行下一點的測量。所以當(dāng)測頭碰到工件后產(chǎn)生的脈沖信號可作為數(shù)控系統(tǒng)的Skip跳步信號輸入到CNC系統(tǒng)控制器中，從而保護測頭被撞壞并進行下一點的測量._ _般測頭電路輸出的脈沖信號和CNC系統(tǒng)Slup跳步信號電平不匹配，所以要通過電路來實現(xiàn)電平的轉(zhuǎn)換。
5 Fanuc18i/21i CNC系統(tǒng)
在Fam.ir系統(tǒng)中，CNC系統(tǒng)面板上接口的Xn +4. 7鍵和G3 I指令一起被用于加工中心的測量.，圖4為_Faiim,2 nCNC系統(tǒng)面板矩陣鍵盤結(jié)構(gòu)圖，在測量過程中，測頭產(chǎn)生觸發(fā)使x„ +4. 7開關(guān)閉合（也就是把* KC 和* K Y D7兩接口短路），則CNC系統(tǒng)就自動產(chǎn)生Skip跳步信號輸入到CNC系統(tǒng)的控制器端配合（;31指令進行在線測量：
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