一种电动螺旋压力机智能测控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测控系统，尤其是涉及一种电动螺旋压力机智能测控系统。
【背景技术】
[0002]螺旋压力机是用螺杆、螺母作为传动机构，并靠螺旋传动将飞轮的正反向回转运动转变为滑块的上下往复运动的锻压机械。常用螺旋压力机驱动方式有3种:摩擦式、液压式和电动式。液压式因液压压力振动大，主要应用在连续多次打击的场合。摩擦式由于电机带动两个摩擦盘始终高速旋转，而飞轮在一次打击循环中需改变旋转方向，换向时飞轮和摩擦盘严重打滑，不但降低传动效率，也加剧摩擦带的磨损。电动式由电机直接驱动飞轮旋转，具有最短的传动链和较高的效率，结构简单、机械部分制造容易以及打击能量易于调节等优点。
[0003]电动螺旋压力机控制系统一般采用PLC为主控制器，三相交流异步电动机或大功率交流伺服电机作为飞轮驱动动力，数据显示和参数设定由触摸屏完成。采用限位开关确定滑块回程位置和上限位停止位置。打击开始时，机械制动器松开，电机正转，以最大扭矩加速飞轮，当滑块碰到下限位开关时，使电机惯性停车，滑块下行打击毛坯。而后电机迅速反转，滑块加速回程，到上限位开关后电动机进行能耗制动，接近上死点时，机械制动器刹车，使滑块静止在上死点。
[0004]现有电动螺旋压力机控制系统存在有如下不足:
[0005](I)控制系统功能简单，滑块不具有多档减速功能，在较快速度下机械制动器刹车，机械磨损较严重。
[0006](2)当多个电机带动飞轮时，易发生各电机之间的功率不平衡，易导致单台电机负载过重烧毁。
[0007](3)滑块的位置信息不能实时获取，不具有速度控制功能。
[0008](4)没有对速度、打击力的检测与显示。不能分析滑块在工件整个成形过程中的位移、速度、打击力等参数对工件成形性能的影响。
[0009]中国专利CN103008518A公开了一种电动螺旋压力机控制系统及控制方法，所述电动螺旋压力机控制系统包括驱动电动螺旋压力机滑块上下直线运动的未安装轴端位置传感器的主电动机，控制所述主电动机运转的PLC控制器及电机驱动器，与所述PLC控制器连接的用于设定与采集数据的上位机;还包括用于检测所述滑块的当前坐标位置的滑块位置检测装置;所述滑块位置检测装置经所述模拟量模块连接所述PLC控制器;所述电机驱动器经数据总线和开关量信号连接所述PLC控制器。该专利单个主电动机工作负担大，容易负载过重烧毁，且控制系统功能简单。
【发明内容】
[0010]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电动螺旋压力机智能测控系统，具有实时测量滑块位移与速度、多电机同步驱动、多档减速、多功能测控等优点。
[0011]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0012]一种电动螺旋压力机智能测控系统包括电动螺旋压力机、PLC控制器和工控机，所述电动螺旋压力机包括飞轮、滑块、驱动电机、制动装置、上模具安装座和下模具安装座，所述飞轮通过螺杆、螺母连接滑块，所述驱动电机输出轴连接飞轮，所述制动装置连接飞轮，所述上模具安装座连接滑块，所述下模具安装座设于上模具安装座下方，所述PLC控制器分别连接驱动电机和制动装置，所述工控机连接PLC控制器，该系统还包括磁头、磁尺、压力传感器和触摸屏，所述磁头设于滑块上，所述磁尺竖直设于滑块的一侧，所述压力传感器设于制动装置上，磁头和压力传感器分别连接PLC控制器，所述触摸屏连接工控机。
[0013]所述驱动电机采用两台，两台驱动电机对称设置在飞轮两侧，并通过传送带连接飞轮。
[0014]所述工控机连接有用于存储零件工艺方案的工艺数据存储器，所述零件工艺方案包括生产不同零件的驱动电机速度和打击次数。
[0015]所述PLC控制器连接有操作面板，所述操作面板设有复位按钮、紧急停止按钮、电源两位按钮和自动/手动工作旋钮。
[0016]所述下模具安装座上设有顶料装置，所述顶料装置连接PLC控制器。
[0017]所述驱动电机采用磁阻电动机。
[0018]所述制动装置为液压制动装置。
[0019]所述工控机包括:
[0020]信号采集处理模块，所述信号采集处理模块连接PLC控制器，PLC控制器向信号采集处理模块传输磁头采集的AB相脉冲信号、压力传感器采集制动装置的制动压力，信号采集处理模块根据AB相脉冲信号得到滑块的实时位移和实时速度，并根据滑块的实时速度得到打击力；
[0021 ]显示输入模块，所述显示输入模块分别连接信号采集处理模块和触摸屏，显示输入模块接收并显示信号采集处理模块传输的滑块的实时位移和实时速度、打击力和制动装置的制动压力，显示输入模块还接收输入的控制参数；
[0022]控制命令生成模块，所述控制命令生成模块分别连接显示输入模块和PLC控制器，控制命令生成模块接收显示输入模块传输的控制参数，根据控制参数生成控制命令后将控制命令传输给PLC控制器。
[0023]所述显示输入模块包括:
[0024]主界面单元，用于显示驱动电机转速、制动压力、打击力和打击次数；
[0025]参数设置单元，用于设置驱动电机转速和制动压力，以及用于选择打击模式，所述打击模式包括连续打击模式、零件工艺打击模式和寸动打击模式；
[0026]打击测试单元，用于测试信号通讯状态、打击力状态和滑块运动状态；
[0027]1测试单元，用于显示报警状态、控制命令输出状态和电源供电状态。
[0028]所述滑块采用多档减速控制方式在完成打击工作后以速度状态回到原位点，所述多档减速控制方式为:
[0029]I)设计驱动电机速度与滑块位置的速度控制曲线，所述速度控制曲线将原位点到打击点的滑块位置划分为多段，每段滑块位置设置一驱动电机速度，驱动电机速度随着滑块位置靠近原位点递减至零；
[0030]2)通过磁头实时获取滑块位置，根据速度控制曲线控制驱动电机速度。
[0031 ]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0032]1、利用磁头和磁尺测量滑块实时位移与速度，与传统将旋转编码器安装于电机输出轴上相比，减少了测量误差，利用PLC控制器检测磁头的AB相脉冲信号，即可得到滑块的实时位移和实时速度，从而提高滑块速度控制的精准度。
[0033]2、工控机的多功能测控，下位机PLC和工控机之间信息传输，工控机接收PLC控制器传输的数据后，在触摸屏上显示设备参数信息和速度、液压压力、打击力等实时参数，人机界面好。
[0034]3、系统可以利用工艺数据存储器存储零件的工艺方案，将锻打工序次数和打击磁阻电动机的设置速度存储，当要进行该种零件的加工时，可以从系统中调出锻打工艺进行打击，避免反复设置磁阻电动机的速度，减少工人操作复杂度。
[0035]4、多电机同步驱动，系统采用两台电机带动电动螺旋压力机上的飞轮，为了克服各电机之间的功率不平衡，导致单台电机负载过重烧毁。
[0036]5、本发明系统采用了两台相同功率的磁阻电动机，由两台磁阻电动机驱动器SRDlO驱动，有效克服传统电机起动转矩小、电流大、发热量大的缺点，两台控制器之间要达到功率平衡所需的信息，通过控制器自身的通讯功能实现。
[0037]6、本发明系统还设置了操作面板，配合工控机提供多种功能的操作按钮，同时设置顶料装置，便于加工好零件后将零件取出。
[0038]7、工控机设置信号采集处理模块、显示输入模块和控制命令生成模块，其中显示输入模块包括主界面单元、参数设置单元、打击测试单元、1测试单元，从工作状态显示、参数设置、测试设置等方面出发，向操作人员提供强大的测控功能，相比市面上功能简单的压力机，本发明系统更适合分析滑块在工件整个成形过程中的位移、速度、打击力等参数对工件成形性能的影响。
[0039]8、配合磁栅尺测量的实时位移，螺旋压力机的滑块具有多档减速功能，在接近上限位开关时，滑块速度已处于低速状态，有效减少机械制动器刹车时的机械磨损，机械液压制动器刹车片寿命得到延长。
【附图说明】
[0040]图1为本发明中电动螺旋压力机的结构示意图；
[0041 ]图2为本发明系统的控制框图；
[0042]图3为本发明系统电压分配示意图；
[0043]图4为本发明中PLC控制器与工控机的连接示意图；
[0044]图5为本发明中磁头与PLC控制的连接示意图；
[0045]图6为本发明中操作面板布置示意图；