專利名稱：壓鑄機(jī)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓鑄機(jī)測(cè)控系統(tǒng)及其控制方法，特別是一種基于Windows圖形界面的壓鑄機(jī)控制和測(cè)試系統(tǒng)，屬于數(shù)字化制造范疇。
背景技術(shù)：
壓鑄件的品質(zhì)與壓鑄過程中的諸多工藝參數(shù)直接有關(guān)，如壓鑄機(jī)的合型力、壓射力、壓射速度、增壓時(shí)間等。目前對(duì)壓鑄過程的動(dòng)作控制大都采用可編程序控制器(簡(jiǎn)稱PLC)做主控電腦。中國(guó)專利CN02250448.6“壓鑄機(jī)智能控制裝置”包括觸摸屏、可編程控制器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、比例放大板、操作開關(guān)，由觸摸屏進(jìn)行機(jī)器運(yùn)行情況及故障報(bào)警顯示?，F(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是，壓鑄生產(chǎn)過程中對(duì)產(chǎn)品和工藝的分析大多憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，無法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和輸出工藝曲線并記錄相關(guān)的記錄數(shù)據(jù)。
另外，以往壓鑄機(jī)測(cè)試壓鑄工藝流程時(shí)，在任意兩個(gè)動(dòng)作之間，高、低壓油泵始終處于工作狀態(tài)。這樣不僅浪費(fèi)能源，還使得泵體構(gòu)件長(zhǎng)時(shí)間受負(fù)載作用，降低了使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種具有延時(shí)卸荷功能、可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各種工藝參數(shù)，并輸出壓射過程中的壓力、位移和速度曲線的壓鑄機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。
所述的壓鑄機(jī)測(cè)控系統(tǒng)由壓鑄機(jī)1、壓力傳感器2、位移傳感器3和4、開關(guān)元件5、動(dòng)作執(zhí)行器6、多通道光隔離輸入板7、多通道繼電器輸出板8、數(shù)字量輸入/輸出板9、傳感器直流電源10、模擬量信號(hào)接入端子板11、模擬量/輸出板12和工控機(jī)13組成，其特征在于所述的測(cè)控系統(tǒng)在調(diào)試工藝流程時(shí)，通過工控機(jī)13檢測(cè)動(dòng)作執(zhí)行器6的動(dòng)作結(jié)束信號(hào)并在檢測(cè)到結(jié)束信號(hào)后開始計(jì)時(shí)，判斷當(dāng)計(jì)時(shí)超過預(yù)先設(shè)定的時(shí)間而動(dòng)作執(zhí)行器6沒有執(zhí)行新的動(dòng)作，則測(cè)控系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉壓鑄機(jī)1的高、低壓油泵A-A’。
本發(fā)明所述的位移傳感器3是用于測(cè)量大杠B變形的接觸式微位移傳感器；位移傳感器4是用于測(cè)量沖頭C位移的直線位移傳感器。
本發(fā)明所述的壓鑄機(jī)測(cè)控系統(tǒng)能提供調(diào)整、手動(dòng)和自動(dòng)三種工作方式。
1.在“調(diào)整”方式下，操作人員能對(duì)壓鑄機(jī)進(jìn)行調(diào)整這時(shí)可對(duì)壓鑄機(jī)的壓力、模具開合大小、快壓跟蹤和手動(dòng)潤(rùn)滑等進(jìn)行調(diào)整；2.在“手動(dòng)”方式下，主要用于工藝流程調(diào)試(1)設(shè)置模具參數(shù)和壓鑄參數(shù)通過“模具設(shè)定”命令進(jìn)入模具參數(shù)和壓鑄參數(shù)設(shè)置界面，可進(jìn)行模具參數(shù)、工作狀況、產(chǎn)品信息設(shè)定；壓鑄工藝流程選定；合型參數(shù)、工藝時(shí)間、壓射參數(shù)、輔機(jī)使用、潤(rùn)滑選擇等參數(shù)和功能設(shè)定。
(2)壓鑄工藝流程測(cè)試根據(jù)壓鑄產(chǎn)品的壓鑄工藝需要，本系統(tǒng)對(duì)壓鑄機(jī)的12個(gè)執(zhí)行動(dòng)作組合提供了六種工藝流程。在“自動(dòng)”運(yùn)行之前，根據(jù)選擇的壓鑄工藝流程進(jìn)行測(cè)試，可通過壓鑄機(jī)面板上的按鈕單步進(jìn)行操作，觀察壓鑄動(dòng)作的準(zhǔn)確性。
(3)輸入、輸出口參數(shù)觀察執(zhí)行“輸入狀態(tài)”或“輸出狀態(tài)”命令可對(duì)各輸入、輸出口參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控。
(4)系統(tǒng)標(biāo)定系統(tǒng)標(biāo)定能消除系統(tǒng)的常值誤差，建立模擬量信號(hào)與計(jì)算機(jī)采樣數(shù)據(jù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
(5)大杠調(diào)整在“手動(dòng)”方式下還可以通過系統(tǒng)的“靜態(tài)測(cè)試”功能對(duì)壓鑄機(jī)四根大杠的受力進(jìn)行調(diào)整。
(6)延時(shí)卸荷可以直接通過計(jì)算機(jī)設(shè)置延時(shí)卸荷時(shí)間，當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)停止高、低壓泵的工作，從而達(dá)到節(jié)約能源的目的3.在“自動(dòng)”方式下，用于批量加工鑄件此時(shí)壓鑄機(jī)根據(jù)所設(shè)置的壓鑄工藝流程開始?jí)鸿T動(dòng)作，與此同時(shí)計(jì)算機(jī)對(duì)各路傳感器模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，通過A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，在計(jì)算機(jī)屏幕上實(shí)時(shí)顯示壓射行程、壓射速度和壓射壓力的采樣數(shù)據(jù)曲線，并記錄和計(jì)算出當(dāng)前工況的各種技術(shù)參數(shù)，如合模力、最大壓力、建壓時(shí)間等；當(dāng)一個(gè)產(chǎn)品壓鑄結(jié)束，計(jì)算機(jī)會(huì)以產(chǎn)品的壓鑄生產(chǎn)時(shí)間為文件名將測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)存盤保存。接著下一個(gè)產(chǎn)品的壓鑄又開始，如此周而復(fù)始。
基于Windows圖形操作系統(tǒng)的軟件開發(fā)平臺(tái)編寫了本發(fā)明所述的測(cè)控系統(tǒng)的測(cè)控程序。壓鑄機(jī)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)由五個(gè)模塊組成，它們分別是參數(shù)設(shè)定模塊、測(cè)控模塊，分析模塊，監(jiān)控模塊以及幫助模塊。
(1)設(shè)定模塊的主要功能設(shè)定模塊就是在使用系統(tǒng)前，對(duì)壓鑄工況、產(chǎn)品信息、模具參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，除此之外，還要選擇壓鑄工藝流程和確定工藝參數(shù)，工藝參數(shù)包括合型參數(shù)、工藝時(shí)間、壓射參數(shù)、輔機(jī)使用選擇、潤(rùn)滑選擇等。
(2)測(cè)試模塊的主要功能測(cè)試模塊分自動(dòng)測(cè)控和手動(dòng)測(cè)控。自動(dòng)測(cè)控用于批量生產(chǎn)，手動(dòng)測(cè)控由動(dòng)態(tài)測(cè)試、靜態(tài)測(cè)試兩部分組成。動(dòng)態(tài)測(cè)試可對(duì)系統(tǒng)在目前設(shè)置狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)試，并將結(jié)果以曲線方式顯示在屏幕上，以供調(diào)試人員測(cè)定壓射力和壓射速度，以調(diào)試壓鑄曲線。靜態(tài)測(cè)試可對(duì)壓鑄機(jī)的四根大杠進(jìn)行測(cè)試，供調(diào)試人員測(cè)定大杠的變形，從而求出合模力。
(3)分析模塊的主要功能分析模塊由歷史曲線、數(shù)據(jù)匯總兩部分組成。
歷史曲線功能可打開保存在硬盤上的壓鑄機(jī)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)文件，以圖形方式顯示壓鑄機(jī)壓射過程中的壓力、位移和速度曲線。通過時(shí)間標(biāo)尺線，拖曳鼠標(biāo)可放大或縮小圖形進(jìn)行分析。
數(shù)據(jù)匯總功能能將所有產(chǎn)品的重要數(shù)據(jù)以表格匯總，并分別用紅黃兩色顯示出高于設(shè)定值10％和低于設(shè)定值10％的產(chǎn)品數(shù)據(jù)供技術(shù)人員分析。
(4)監(jiān)控模塊的主要功能由輸入狀態(tài)、輸出狀態(tài)模塊組成?？梢员砀穹绞斤@示壓鑄機(jī)各輸入接口和輸出接口的實(shí)時(shí)狀態(tài)。
(5)幫助模塊的主要功能幫助模塊由系統(tǒng)簡(jiǎn)介、幫助說明、維修指南和參數(shù)瀏覽四部分組成。
本發(fā)明所述的壓鑄機(jī)測(cè)控系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1.采用基于Windows圖形界面的工控機(jī)完成對(duì)合型、壓射、壓回、開型、頂出、頂回等所有壓鑄動(dòng)作的控制，實(shí)時(shí)監(jiān)控各種工藝參數(shù)，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和輸出壓鑄機(jī)壓射過程中的壓力、位移和速度曲線，對(duì)每一個(gè)產(chǎn)品提供加工過程中工藝參數(shù)的記錄數(shù)據(jù)，為壓鑄產(chǎn)品的品質(zhì)提供依據(jù)。
2.壓鑄機(jī)“手動(dòng)”方式下測(cè)試壓鑄工藝流程，當(dāng)任意兩個(gè)執(zhí)行動(dòng)作之間的間隔時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉高、低壓油泵。這樣不僅節(jié)約能源，還減少泵體構(gòu)件的受負(fù)載時(shí)間，降低其使用壽命。


圖1是壓鑄機(jī)設(shè)備圖。
圖2是壓鑄機(jī)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)原理方框圖。
圖3是壓鑄機(jī)壓射過程的壓力、位移和速度曲線。
圖4是由七個(gè)動(dòng)作組成的某一壓鑄工藝流程的測(cè)試順序過程。
圖5是壓鑄機(jī)測(cè)控系統(tǒng)延時(shí)卸荷功能程序設(shè)計(jì)圖。
如圖2中所示，圖中1-壓鑄機(jī)；2-壓力傳感器；3-位移傳感器；4-位移傳感器；5-開關(guān)元件；6-動(dòng)作執(zhí)行器；7-多通道光隔離輸入板；8-多通道繼電器輸出板；9-數(shù)字量輸入/輸出板；10-傳感器直流電源；11-模擬量信號(hào)接入端子板；12-模擬量/輸出板；13-工控機(jī)。
圖3是典型的一次壓鑄實(shí)時(shí)采樣曲線，由圖可見壓鑄過程中的頂出位移量；速度有突變分別代表快壓射和慢壓射；以及壓鑄時(shí)壓力變化情況。從采用數(shù)據(jù)中可以分析出鎖模力、最大壓力、建壓時(shí)間等參數(shù)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)例1在“手動(dòng)”方式下調(diào)試工藝流程(延時(shí)卸荷功能)某一工藝流程調(diào)試時(shí)，這時(shí)任意兩個(gè)動(dòng)作之間的執(zhí)行過程如圖5所示。
實(shí)例2在“自動(dòng)”方式下批量加工鑄件壓鑄機(jī)根據(jù)所設(shè)置的壓鑄工藝流程開始?jí)鸿T動(dòng)作，同時(shí)計(jì)算機(jī)對(duì)各路傳感器模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，通過A/D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，在計(jì)算機(jī)屏幕上實(shí)時(shí)顯示壓射行程、壓射速度和壓射壓力的采樣數(shù)據(jù)曲線(圖3)，并記錄和計(jì)算出當(dāng)前工況的各種技術(shù)參數(shù)，如合模力、最大壓力、建壓時(shí)間等；當(dāng)一個(gè)產(chǎn)品壓鑄結(jié)束，計(jì)算機(jī)會(huì)以產(chǎn)品的壓鑄生產(chǎn)時(shí)間為文件名將測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)存盤保存。
權(quán)利要求
1.一種壓鑄機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，由壓鑄機(jī)1、壓力傳感器2、位移傳感器3和4、開關(guān)元件5、動(dòng)作執(zhí)行器6、多通道光隔離輸入板7、多通道繼電器輸出板8、數(shù)字量輸入/輸出板9、傳感器直流電源10、模擬量信號(hào)接入端子板11、模擬量/輸出板12和工控機(jī)13組成，其特征在于所述的測(cè)控系統(tǒng)在調(diào)試工藝流程時(shí)，通過工控機(jī)13檢測(cè)動(dòng)作執(zhí)行器6的動(dòng)作結(jié)束信號(hào)并在檢測(cè)到結(jié)束信號(hào)后開始計(jì)時(shí)，判斷當(dāng)計(jì)時(shí)超過預(yù)先設(shè)定的時(shí)間而動(dòng)作執(zhí)行器6沒有執(zhí)行新的動(dòng)作，則測(cè)控系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉壓鑄機(jī)1的高、低壓油泵21。
2.如權(quán)利要求1所述的壓鑄機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于所述的位移傳感器3是用于測(cè)量大杠14變形的接觸式微位移傳感器。
3.如權(quán)利要求1所述的壓鑄機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于所述的位移傳感器4是用于測(cè)量沖頭17位移的直線位移傳感器。
4.一種壓鑄機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于測(cè)控系統(tǒng)具有調(diào)整狀態(tài)、手動(dòng)狀態(tài)和自動(dòng)狀態(tài)三種工作方式。
5.如權(quán)利要求4所述的壓鑄機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于調(diào)整狀態(tài)用于調(diào)整機(jī)器，即模具調(diào)整、壓型調(diào)大、壓型調(diào)小、壓射跟蹤和手動(dòng)潤(rùn)滑。
6.如權(quán)利要求4所述的壓鑄機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于手動(dòng)狀態(tài)用于單件加工和調(diào)試工藝流程。
7.如權(quán)利要求4所述的壓鑄機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于自動(dòng)狀態(tài)用于批量生產(chǎn)鑄件。
全文摘要
一種壓鑄機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，由壓鑄機(jī)1、壓力傳感器2、位移傳感器3和4、開關(guān)元件5、動(dòng)作執(zhí)行器6、多通道光隔離輸入板7、多通道繼電器輸出板8、數(shù)字量輸入/輸出板9、傳感器直流電源10、模擬量信號(hào)接入端子板11、模擬量/輸出板12和工控機(jī)13組成。在調(diào)試工藝流程時(shí)，工控機(jī)13檢測(cè)動(dòng)作執(zhí)行器6的動(dòng)作結(jié)束信號(hào)并在檢測(cè)到結(jié)束信號(hào)后開始計(jì)時(shí)，判斷當(dāng)計(jì)時(shí)超過預(yù)先設(shè)定的時(shí)間而動(dòng)作執(zhí)行器6沒有執(zhí)行新的動(dòng)作，則測(cè)控系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉壓鑄機(jī)1的高、低壓油泵21。本發(fā)明的測(cè)控系統(tǒng)具有調(diào)整、手動(dòng)和自動(dòng)三種工作方式，能實(shí)時(shí)監(jiān)控各種工藝參數(shù)，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和輸出壓鑄機(jī)壓射過程中的壓力、位移和速度曲線，還能節(jié)約能源，延長(zhǎng)泵體構(gòu)件的使用壽命。
文檔編號(hào)B22D17/32GK1727095SQ200510026280
公開日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2005年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月30日
發(fā)明者劉正國(guó), 李良能, 季紅發(fā), 劉唯, 鮑俊, 翁永平, 劉清華 申請(qǐng)人:上海壓鑄機(jī)廠, 上海第二工業(yè)大學(xué)