CN102814836B - 基于虚拟仪器的气液增压模切机压力测控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于虚拟仪器的气液增压模切机压力测控装置，其包括：气液增压模切机；安装在气液增压模切机上的检测机构；与检测机构相连的数据采集系统；与数据采集系统相连的虚拟仪器控制平台，其可接收并处理数据采集系统所传送的压力和位移的信息，并发出相关控制指令；与虚拟仪器控制平台相连的伺服控制装置，其根据虚拟仪器控制平台所发出的控制指令控制气液增压模切机中的执行元件进行相应的动作。本发明的基于虚拟仪器的气液增压模切机压力测控装置可以调整模切速度，自动调节模切压力，实现模切压力调节过程的数字化、自动化和可视化。
Description
技术领域
本发明涉及一种模切机的压力测控装置，尤其涉及一种基于虚拟仪器的模切机压力测控装置。
背景技术
模切压力是模切机工作性能的重要参数，传统的模切机构零件品种多，模切压力的调整不准确，不能进行智能控制。如中国专利公开号为CN202062702U、名称为“一种带模切压力测试装置的模切机构”的实用新型，其公开了一种带模切压力测试装置的模切机构，包括支撑机构；固定在所述支撑机构上端的上平台；位于所述上平台之下并在所述支撑机构上滑动的动平台；以及由所述支撑机构支撑并连接所述动平台底部的气液增压驱动装置；在所述气液增压驱动装置的液压输入端安装有压力传感器；压力传感器外连接压力计算显示器，压力计算显示器可以实时测试气液增压驱动装置的驱动力，并通过显示单元实时显示模切机构的模切压力，进而可以精确控制施压机构施力。该带模切压力测试装置的模切机构的驱动机构的核心是气液增压系统，通过气动系统的控制回路来完成执行机构的往复运动，能够实现系统空行程和增压行程的压力与速度的人工调节，解决了现有的模切机构不便于测试模切压力、导致模切机构的模切精度不高、不适于对模切机构精确控制的问题，但是，它还不能实现调压过程的数字化和自动化，也不能实时记录和处理实验数据。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术中存在的不足，提供一种基于虚拟仪器的气液增压模切机压力测控装置，其可以调整模切速度，自动调节模切压力，实现模切压力调节过程的数字化、自动化和可视化。
为实现本发明的上述目的，本发明的基于虚拟仪器的气液增压模切机压力测控装置包括：气液增压模切机；安装在气液增压模切机上的检测机构；与检测机构相连的数据采集系统；与数据采集系统相连的虚拟仪器控制平台，其可接收并处理数据采集系统所传送的压力和位移的信息，并发出相关控制指令；与虚拟仪器控制平台相连的伺服控制装置，其根据虚拟仪器控制平台所发出的控制指令控制气液增压模切机中的执行元件进行相应的动作。
其中，所述气液增压模切机包括：支撑结构；固定在支撑结构上端的上平台；在支撑结构上滑动并位于上平台下面的下平台；由支撑结构支撑的气液增压机构，该气液增压机构包括：工作缸和由工作缸顶部穿出并与所述下平台底部连接的驱动杆，其中工作缸通过管道分别与预压缸和增压缸相连。
其中，所述检测机构包括：安装在上平台下端的位移传感器，用于检测上平台与下平台的位置以便进行模切速度的调整；安装在上平台下端的压力传感器，用于检测气液增压模切机中模切刀和压痕钢线的模切压力。
其中，所述虚拟仪器控制平台包括：对检测机构所传送的信息进行数据分析、处理与存储的计算机；用于进行信号分析与反馈的控制单元；用于进行数据显示与输出的显示输出单元；用于进行操作控制的界面操作单元。
其中，所述伺服控制装置包括：设于所述预压缸和增压缸的进气口的压力控制阀，其与所述控制单元相连并可根据控制单元的相关指令自动调节所述预压缸和增压缸的进气压力；依次设于连接所述预压缸和工作缸管道中的第一电磁阀和第一节流阀，分别用于进行进/排气转换的控制和调节气体流量的大小；依次设于连接所述增压缸和工作缸管道中的第二电磁阀和第二节流阀，分别用于进行进/排气的转换控制和调节气体流量的大小；安装在工作缸的液压输入端的压力伺服阀，其内装有压力传感器，用于检测并控制液压管道中的压力。
进一步的，所述伺服控制装置还包括用于自动调节保压时间的时间继电器。
特别是，所述压力传感器与数据采集系统之间设有放大滤波器。
进一步的，所述位移传感器与数据采集系统之间设有A/D转换器。
优选的，所述执行元件包括预压缸、增压缸和工作缸。
优选的，所述支撑结构包括：下支撑架；固设在下支撑架两侧的一对墙板，其中，所述上平台固设于一对墙板的上部；固设于一对墙板间且靠近下支撑架的上支撑架，且所述工作缸固设于上支撑架上。
与现有技术相比，本发明的基于虚拟仪器的气液增压模切机压力测控装置具有如下有益效果：
1)本发明的气液增压模切机的上平台上安装有位移传感器，其检测上平台与下平台的相对位置，从而控制气动系统的压力，达到调整模切速度的目的；
2)本发明的气液增压模切机的上平台上安装有压力传感器，其可以实时检测气液增压模切机中模切刀和压痕钢线的模切压力；
3)本发明的气液增压模切机的管口处安装有伺服阀，伺服阀内安装有压力传感器，可以实时检测和控制油管中的压力；
4)本发明的数据采集系统与位移传感器和压力传感器相连，能够实时地采集位移、压力信号并对信号进行传递；
5)本发明的虚拟仪器控制平台具有计算机和控制单元，可以接收并处理经数据采集系统所传送的压力和位移的信息，同时将信号分析并反馈；
6)本发明的伺服控制装置根据虚拟仪器控制平台所反馈的信号控制气液增压系统的执行元件进行动作，从而实现对模切压力的调节；
7)本发明的虚拟仪器控制平台还具有显示输出单元和界面操作单元，可以分别用于进行数据显示、输出和操作的控制，从而实现了对模切压力的实时记录和处理，并实现了调压过程的数字化和自动化。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明的基于虚拟仪器的气液增压模切机压力测控装置的结构示意图；
图2是本发明的基于虚拟仪器的气液增压模切机压力测控装置的控制原理图。
附图标记：1、墙板；2、上平台；3、下平台；4、导向块；5、驱动杆；6、上支撑架；7、工作缸；8、下支撑架；9、压力伺服阀；10、12、节流阀15、18、压力控制阀；13、第一电磁阀；14、第二电磁阀；16、压缸；17、预压缸；19油管；20、位移传感器；21、虚拟仪器控制平台；22、时间继电器；23、压力传感器。
具体实施方式
如图1所示，本发明的基于虚拟仪器的气液增压模切机压力测控装置，其包括：气液增压模切机；安装在气液增压模切机上的检测机构；与检测机构相连的数据采集系统；与数据采集系统相连的虚拟仪器控制平台21，其可接收并处理数据采集系统所传送的压力和位移的信息，并发出相关控制指令；与虚拟仪器控制平台21相连的伺服控制装置，其根据虚拟仪器控制平台21所发出的控制指令控制气液增压模切机中的执行元件进行相应的动作。
具体的，如图1所示，气液增压模切机包括：支撑结构，其由下支撑架8、固设在下支撑架8两侧的一对墙板1、固设于一对墙板1间且靠近下支撑架8的上支撑架6组成，其中，上平台2固设于一对墙板1的上部，而工作缸7固设于上支撑架6上；固定在支撑结构上端的上平台2；在支撑结构上滑动并位于上平台2下面的下平台3；由支撑结构支撑的气液增压机构，该气液增压机构包括：工作缸7和由工作缸7顶部穿出并与下平台3底部连接的驱动杆5，其中工作缸7通过管道分别与预压缸17和增压缸16相连。
在气液增压模切机上安装有检测机构，其包括：安装在上平台2下端的位移传感器20，用于检测上平台与下平台的相对位置以便进行模切速度的调整；安装在上平台下端的压力传感器，用于检测气液增压模切机中模切刀和压痕钢线的模切压力；并且，在压力传感器与数据采集系统之间设有放大滤波器，在位移传感器与数据采集系统之间设有A/D转换器，从而将位移传感器和压力传感器所传递的信息经数据采集系统传递给虚拟仪器控制平台21，该虚拟仪器控制平台21发出相关控制指令给与其相连的伺服控制装置，伺服控制装置控制气液增压模切机中的预压缸17、增压缸16和工作缸7这三个执行元件进行相应的动作。
如图2所示，本发明的虚拟仪器控制平台21包括：对检测机构所传送的信息进行数据分析、处理与存储的计算机；用于进行信号分析与反馈的控制单元；用于进行数据显示与输出的显示输出单元；用于进行操作控制的界面操作单元。该虚拟仪器控制平台21通过LabVIEW界面快速整定控制参数，得出系统响应曲线，完成压力控制系统静态和动态特性标定，通过建立气液增压系统压力与实际模切工作压力函数映射关系的数学模型，确定模切压力控制算法，从而实现对模切工艺施压过程的压力检测和压力控制、显示、保存，控制参数设置等功能。
虚拟仪器控制平台21中的控制单元将分析后的信号反馈到伺服控制装置，其根据所接收的控制指令控制气液增压模切机中的执行元件进行相应的动作。该伺服控制装置包括：设于预压缸17和增压缸16的进气口的压力控制阀18、15，其与控制单元相连并可根据控制单元的相关指令自动调节预压缸17和增压缸16的进气压力；依次设于连接预压缸17和工作缸7管道中的第一电磁阀13和第一节流阀10，分别用于进行进/排气转换的控制和调节气体流量的大小；依次设于连接增压缸16和工作缸7管道中的第二电磁阀14和第二节流阀12，分别用于进行进/排气的转换控制和调节气体流量的大小；安装在工作缸7的液压输入端的压力伺服阀9，其内装有压力传感器，用于检测和控制液压管道中的压力。
此外，伺服控制装置还包括用于自动调节保压时间的时间继电器。
尽管上文对本发明作了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于虚拟仪器的气液增压模切机压力测控装置，包括：
气液增压模切机，包括：
支撑结构；
固定在支撑结构上端的上平台；
在支撑结构上滑动并位于上平台下面的下平台；；
由支撑结构支撑的气液增压机构，该气液增压机构包括：工作缸和由工作缸顶部穿出并与所述下平台底部连接的驱动杆，其中工作缸通过管道分别与预压缸和增压缸相连；
安装在气液增压模切机上的检测机构；
与检测机构相连的数据采集系统；
其特征在于，还包括：
与数据采集系统相连的虚拟仪器控制平台，其可接收并处理数据采集系统所传送的来自所述检测机构的模切压力信息和位移信息，并发出相关控制指令；
与虚拟仪器控制平台相连的伺服控制装置，其根据虚拟仪器控制平台所发出的控制指令控制气液增压模切机中的执行元件进行相应的动作，实现对模切压力的调节；
其中，所述检测机构包括：
安装在所述上平台下端的位移传感器，用于检测所述上平台与所述下平台的相对位置，得到所述位移信息，以便进行模切速度的调整；
安装在所述上平台下端的压力传感器，用于检测气液增压模切机中模切刀和压痕钢线的模切压力，得到所述模切压力信息。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟仪器的气液增压模切机压力测控装置，其特征在于，所述虚拟仪器控制平台包括：
对检测机构所传送的信息进行数据分析、处理与存储的计算机；
用于进行信号分析与反馈的控制单元；
用于进行数据显示与输出的显示输出单元；
用于进行操作控制的界面操作单元。
3.根据权利要求1所述的基于虚拟仪器的气液增压模切机压力测控装置，其特征在于，所述伺服控制装置包括：
设于所述预压缸和增压缸的进气口的压力控制阀，其与所述控制单元相连并可根据控制单元的相关指令自动调节所述预压缸和增压缸的进气压力；
依次设于连接所述预压缸和工作缸管道中的第一电磁阀和第一节流阀，分别用于进行进/排气转换的控制和调节气体流量的大小；
依次设于连接所述增压缸和工作缸管道中的第二电磁阀和第二节流阀，分别用于进行进/排气的转换控制和调节气体流量的大小；
安装在工作缸的液压输入端的压力伺服阀，其内装有压力传感器，用于检测并控制液压管道中的压力。
4.根据权利要求3所述的基于虚拟仪器的气液增压模切机压力测控装置，其特征在于，所述伺服控制装置还包括用于自动调节保压时间的时间继电器。
5.根据权利要求2所述的基于虚拟仪器的气液增压模切机压力测控装置，其特征在于，所述压力传感器与数据采集系统之间设有放大滤波器。
6.根据权利要求2所述的基于虚拟仪器的气液增压模切机压力测控装置，其特征在于，所述位移传感器与数据采集系统之间设有A/D转换器。
7.根据权利要求1所述的基于虚拟仪器的气液增压模切机压力测控装置，其特征在于，所述执行元件包括预压缸、增压缸和工作缸。
8.根据权利要求1所述的基于虚拟仪器的气液增压模切机压力测控装置，其特征在于，所述支撑结构包括：
下支撑架；
固设在下支撑架两侧的一对墙板，其中，所述上平台固设于一对墙板的上部；
固设于一对墙板间且靠近下支撑架的上支撑架，且所述工作缸固设于上支撑架上。
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