一种伺服绳式热锻件轴向尺寸检测装置制造方法
【专利摘要】一种伺服绳式热锻件轴向尺寸检测装置，包括移动小车，移动小车配置在直线导轨上，直线导轨固定在工业铝型材支架上，驱动移动小车运动及检测热锻件轴向尺寸均通过交流伺服主电机实现，交流伺服主电机由主电机伺服驱动器驱动，并带动槽轮转动，槽轮带动钢丝绳运动，从而驱动移动小车沿直线导轨往复运动，钢丝绳通过索具螺旋扣拉紧且采用闭环，通过交流伺服主电机自带的编码器获得主电机旋转圈数信息从而计算得到在锻压机上锻造的热锻件的轴向尺寸并形成闭环控制，利用转盘驱动机构调整绿光线状激光器发射的线状激光方位来对热锻件进行标记定位，本发明可有效地实现热锻件轴向尺寸非接触实时在线检测和定位，精度高，响应快，可靠性高。
【专利说明】一种伺服绳式热锻件轴向尺寸检测装置
【技术领域】
[0001]本发明属于热锻件尺寸检测领域，具体涉及一种伺服绳式热锻件轴向尺寸检测装置。
【背景技术】
[0002]大锻件是制造重型机械和重大装备的关键件和基础件。随着我国工业化进程的加快和大型锻件的制造环境以及它加工后在重型装备中的作用决定了保证制造质量的难度和重要性。为了确保锻件的制造精度，除了掌握温度信息外还需实时地知道锻件的尺寸参数，以合理决定锻压的压力和判断何时停止锻压。我国目前用锻造水压机生产的最长轴类锻件的长度己达21m，在自由锻造过程中，锻造温度通常高达1100-1250°C，并时刻伴随着强震动。热态大锻件轴向尺寸大、温度高，采用人工的接触式检测方法速度慢、精度低且工作环境差。采用激光测距传感器来检测热锻件轴向尺寸结构复杂，造价高，安装调试难度大；目前采用带传动来进行驱动的轴向尺寸检测装置结构复杂，且会由于检测装置运行过程中的振动和检测装置的惯性而造成误差累积，影响检测精度。因此实有必要采用新型的检测装置对大型锻件的尺寸进行精确可靠的检测。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提出一种伺服绳式热锻件轴向尺寸检测装置，可有效地实现热锻件轴向尺寸非接触实时在线检测和定位，检测定位精度高，响应快，结构简单，可靠性高。
[0004]为实现上述目的，本发明采用下述技术方案:
[0005]一种伺服绳式热锻件轴向尺寸检测装置，包括移动小车2，移动小车2配置在直线导轨10上，直线导轨10固定在工业铝型材支架I上，并与锻压机4轴向平行，移动小车2通过移动小车驱动系统进行驱动；
[0006]所述移动小车驱动系统包括第一控制电路板5，第一控制电路板5的输入/输出端与总控制模块26无线连接，第一控制电路板5的输出端与主电机伺服驱动器6输入端连接，主电机伺服驱动器6的输出端与交流伺服主电机7的控制端连接，交流伺服主电机7的输出轴与槽轮8连接，钢丝绳9绕在槽轮8和带座滑轮25上，钢丝绳9的一端与工业铝型材框架16中的工业铝型材角件27直接连接，另一端与KOUD型索具螺旋扣的O形螺杆连接，索具螺旋扣U形螺杆与工业铝型材框架16中的型材角件28连接，第一控制电路板5、主电机伺服驱动器6、交流伺服主电机7均固定在工业铝型材支架I的一端，带座滑轮25固定连接在工业招型材支架I的另一端；
[0007]所述移动小车2包括第二控制电路板18，第二控制电路版18的输入/输出端与总控制模块26无线连接，第二控制电路板18的输出端与转盘伺服驱动器19的输入端和线状激光器电源22的输入端连接，转盘伺服驱动器19输出端与转盘伺服电机20的控制端连接，转盘伺服电机20输出轴与转盘驱动机构21连接，转盘驱动机构21固定连接工业铝型材连接件23，工业铝型材连接件23上固定安装有绿光线状激光器24 ;线状激光器电源22输出端与绿光线状激光器24的电源接口连接，第二控制电路板18、转盘伺服驱动器19、线状激光器电源22、转盘伺服驱动机构21均固定连接在工业铝型材框架16上，工业铝型材框架16通过连接板15和滑块14连接，滑块14与直线导轨10配合构成滚动直线导轨副。
[0008]所述移动小车2内电源控制电路通过导线13与220V交流电源连接，电源控制电路设有继电器17，继电器17安置在工业铝型材框架16上，导线13布置在工业铝型材支架I内侧，且每隔一段距离就固定联接一个导线挂环12，导线挂环12在金属丝导轨11上滑动，金属丝导轨11两端通过铝型材角件固定。
[0009]所述的驱动移动小车2运动及检测热锻件轴向尺寸均通过交流伺服主电机7实现，第一控制电路板5通过无线方式接收来自总控制模块26的指令信号，并输出主电机伺服驱动器6的控制信号，主电机伺服驱动器6驱动交流伺服主电机7，交流伺服主电机7带动槽轮8转动，槽轮8带动钢丝绳9运动，从而驱动移动小车2沿直线导轨10运动。通过交流伺服主电机7的正反转实现移动小车2沿直线导轨10的往复运动。
[0010]所述的交流伺服主电机7自带编码器，且通过编码器反馈信息实现闭环控制。
[0011]轴向尺寸具体计算过程为:通过交流伺服主电机7自带的编码器获得电机旋转圈数信息，继而计算出钢丝绳9绕进或绕出槽轮8的长度，从而计算得到移动小车2的运动位移，进而就得到了在锻压机4上锻造的热锻件3的轴向尺寸。
[0012]与现有技术相比，本发明具有如下显而易见的突出特点:
[0013]1、该检测装置主要框架的基本构件均采用轻质的工业铝型材，减少了加工量，实现了轻量化。
[0014]2、通过线状激光对自由锻件进行标记定位，能实现自由锻件轴向尺寸非接触在线检测与定位。
[0015]3、驱动移动小车2运动及检测热锻件轴向尺寸均通过交流伺服主电机7实现，通过伺服电机自带编码器反馈信息实现闭环控制，并且钢丝绳形成闭环，克服了由于移动小车2的惯性所产生的位移。这样就保证了移动小车2运动的精确控制，从而热锻件轴向尺寸检测与定位精度高，而且该检测装置响应快，结构简单，可靠性高，能实现热锻件轴向尺寸实时检测与定位。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的总体结构示意图。
[0017]图2是本发明的移动小车2结构示意图。
[0018]图3是本发明的工作状态示意图。
[0019]图4是本发明的控制电路原理框图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明作详细描述:
[0021]参照图1、图3，一种伺服绳式热锻件轴向尺寸检测装置，包括移动小车2，移动小车2配置在直线导轨10上，直线导轨10固定在工业铝型材支架I上，并与锻压机4轴向平行，移动小车2通过移动小车驱动系统进行驱动。
[0022]参照图1、图4,所述移动小车驱动系统包括第一控制电路板5，第一控制电路板5的输入/输出端与总控制模块26无线连接,第一控制电路板5的输出端与主电机伺服驱动器6输入端连接，主电机伺服驱动器6的输出端与交流伺服主电机7的控制端连接，交流伺服主电机7的输出轴与槽轮8采用键连接，钢丝绳9绕在槽轮8和带座滑轮25上，钢丝绳9的一端与工业铝型材框架16中的工业铝型材角件27直接连接，另一端与KOUD型索具螺旋扣的O形螺杆连接，索具螺旋扣U形螺杆与工业铝型材框架16中的型材角件28连接，第一控制电路板5、主电机伺服驱动器6、交流伺服主电机7均固定在工业招型材支架I的一端，带座滑轮25固定连接在工业铝型材支架I的另一端。
[0023]参照图1、图2、图4，所述移动小车2包括第二控制电路板18，第二控制电路板18的输入/输出端与总控制模块26无线连接,第二控制电路板18的输出端与转盘伺服驱动器19的输入端和线状激光器电源22的输入端连接，转盘伺服驱动器19输出端与转盘伺服电机20的控制端连接，转盘伺服电机20输出轴与转盘驱动机构21连接，转盘驱动机构21固定连接工业铝型材连接件23，工业铝型材连接件23上固定安装有绿光线状激光器24 ;线状激光器电源22输出端与绿光线状激光器24的电源接口连接，第二控制电路板18、转盘伺服驱动器19、线状激光器电源22、转盘伺服驱动机构21均固定连接在工业铝型材框架16上，工业铝型材框架16通过连接板15和滑块14连接，滑块14与直线导轨10配合构成滚动直线导轨副。
[0024]参照图1，所述移动小车2内电源控制电路通过导线13与220V交流电源连接，电源控制电路设有继电器17，继电器17安置在工业铝型材框架16上，导线13布置在工业铝型材支架I内侧，且每隔一段距离就固定连接一个导线挂环12，导线挂环12在金属丝导轨11上滑动，金属丝导轨11两端通过铝型材角件固定。
[0025]所述的交流伺服主电机7自带编码器，且通过编码器反馈信息实现闭环控制。
[0026]轴向尺寸具体计算过程为:通过交流伺服主电机7自带的编码器获得电机旋转圈数信息，继而计算出钢丝绳9绕进或绕出槽轮8的长度，从而计算得到移动小车2的运动位移，进而就得到了在锻压机4上锻造的热锻件3的轴向尺寸。
[0027]本发明的工作原理为:
[0028]所述的驱动移动小车2运动及检测热锻件轴向尺寸均通过交流伺服主电机7实现。第一控制电路板5通过无线方式接收来自总控制模块26的指令信号，并输出主电机伺服驱动器6的控制信号，主电机伺服驱动器6驱动交流伺服主电机7。交流伺服主电机7带动槽轮8转动，槽轮8带动钢丝绳9运动，从而驱动移动小车2沿直线导轨10运动。通过交流伺服主电机7的正反转实现移动小车2沿直线导轨10的往复运动。通过交流伺服主电机7自带的编码器获得电机旋转圈数信息，继而计算出钢丝绳9绕进或绕出槽轮8的长度，从而计算得到移动小车2的运动位移，这样就得到了在锻压机4上锻造的热锻件3的轴向尺寸。而且，通过交流伺服主电机7自带的编码器反馈信息实现了闭环控制。另外，钢丝绳9通过索具螺旋扣拉紧，而且是闭环的，克服了移动小车2由于惯性产生的位移，保证了移动小车2的准确定位，从而保证了热锻件轴向尺寸的检测精度。
[0029]第二控制电路板18通过无线方式接收来自总控制模块26的指令信号，并输出转盘伺服驱动器19的控制信号，转盘伺服驱动器19驱动转盘伺服电机20，转盘伺服电机20驱动转盘驱动机构21，从而调整绿光线状激光器24发射的线状激光的方位。
[0030]第二控制电路板18通过无线方式接收来自总控制模块26的指令信号，并输出线状激光器电源22的控制信号，从而控制绿光线状激光器24的启停等。通过绿光线状激光器24发射激光对热锻件3进行标记定位以确定热锻件3的检测起始点，确定起始点后启动交流伺服主电机7直至锻件的检测末端。
【权利要求】
1.一种伺服绳式热锻件轴向尺寸检测装置，包括移动小车(2)，其特征在于:移动小车(2)配置在直线导轨(10)上，直线导轨(10)固定在工业铝型材支架(I)上，并与锻压机(4)轴向平行，移动小车(2)通过移动小车驱动系统进行驱动； 所述移动小车驱动系统包括第一控制电路板(5)，第一控制电路板(5)的输入/输出端与总控制模块(26)无线连接,第一控制电路板(5)的输出端与主电机伺服驱动器(6)输入端连接，主电机伺服驱动器(6)的输出端与交流伺服主电机(7)的控制端连接，交流伺服主电机(7)的输出轴与槽轮⑶连接，钢丝绳(9)绕在槽轮⑶和带座滑轮(25)上，钢丝绳(9)的一端与工业铝型材框架(16)中的工业铝型材角件(27)直接连接，另一端与KOUD型索具螺旋扣的O形螺杆连接，索具螺旋扣U形螺杆与工业铝型材框架(16)中的型材角件(28)连接，第一控制电路板(5)、主电机伺服驱动器(6)、交流伺服主电机(7)均固定在工业铝型材支架(I)的一端，带座滑轮(25)固定连接在工业铝型材支架(I)的另一端； 所述移动小车(2)包括第二控制电路板(18)，第二控制电路版(18)的输入/输出端与总控制模块(26)无线连接，第二控制电路板(18)的输出端与转盘伺服驱动器(19)的输入端和线状激光器电源(22)的输入端连接，转盘伺服驱动器(19)输出端与转盘伺服电机(20)的控制端连接，转盘伺服电机(20)输出轴与转盘驱动机构(21)连接，转盘驱动机构(21)固定连接工业铝型材连接件(23)，工业铝型材连接件(23)上固定安装有绿光线状激光器(24);线状激光器电源(22)输出端与绿光线状激光器(24)的电源接口连接，第二控制电路板(18)、转盘伺服驱动器(19)、线状激光器电源(22)、转盘伺服驱动机构(21)均固定连接在工业铝型材框架(16)上，工业铝型材框架(16)通过连接板(15)和滑块(14)连接，滑块(14)与直线导轨(10)配合构成滚动直线导轨副； 所述移动小车⑵内电源控制电路通过导线(13)与220V交流电源连接，电源控制电路设有继电器(17)，继电器(17)安置在工业铝型材框架(16)上，导线(13)布置在工业铝型材支架(I)内侧，且每隔一段距离就固定联接一个导线挂环(12)，导线挂环(12)在金属丝导轨(11)上滑动，金属丝导轨(11)两端通过铝型材角件固定。
2.根据权利要求1所述的一种伺服绳式热锻件轴向尺寸检测装置，其特征在于:所述的驱动移动小车(2)运动及检测热锻件轴向尺寸均通过交流伺服主电机(7)实现，第一控制电路板(5)通过无线方式接收来自总控制模块(26)的指令信号，并输出主电机伺服驱动器(6)的控制信号，主电机伺服驱动器(6)驱动交流伺服主电机(7)，交流伺服主电机(7)带动槽轮(8)转动，槽轮(8)带动钢丝绳(9)运动，从而驱动移动小车(2)沿直线导轨(10)运动。通过交流伺服主电机(7)的正反转实现移动小车(2)沿直线导轨(10)的往复运动。
3.根据权利要求1所述的一种伺服绳式热锻件轴向尺寸检测装置，其特征在于:所述的交流伺服主电机(7)自带编码器，且通过编码器反馈信息实现闭环控制。
4.根据权利要求1所述的一种伺服绳式热锻件轴向尺寸检测装置，其特征在于:轴向尺寸具体计算过程为:通过交流伺服主电机(7)自带的编码器获得电机旋转圈数信息，继而计算出钢丝绳(9)绕进或绕出槽轮(8)的长度，从而计算得到移动小车(2)的运动位移，进而就得到了在锻压机(4)上锻造的热锻件(3)的轴向尺寸。
【文档编号】G01B21/00GK104390613SQ201410513160
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】赵升吨, 蔡后勇, 梁锦涛, 李雪, 范淑琴, 李靖祥 申请人:西安交通大学