专利名称:筒式精加工机多路对话式系统的制作方法
本发明涉及一种以微机为基础的对话式系统，该系统当诸如筒式精加工机等机器运行时在显示器上提供各种控制和状态信息。
已知通常的工件精加工操作是在有具体工件精加工要求时进行的，并且在工作过程中实际上出现各种条件和状态。一般说来，工件精加工机包括一个具有筒状容器的单一单元或多个这种单元。例如，对这种类型的机器，在诸如CRT显示屏等显示器上不可能出现那些要求和条件的信息，因为没有提供用于那种目的的装置。更准确地说，这种机器没有设计成包括适于设置工件精加工具体要求的装置和适于检测在工作过程中实际可能(正常地或不正常地)出现的任何条件或状态的传感器装置，这主要是因为当初设计这种机器时市场上没有这样的装置出售。
如果在这种机器上采用以微机为基础的多路对话系统，必须研制适于将被研究的工件精加工具体要求设置为参数的装置，和适于检测结果状态的传感器装置。因此，必须编制和安装适当的软件，并且还必须为系统安装适当的接口。
本发明通过提供一个多路对话系统来解决现有技术的问题，该系统包括一个单板机，一个可编程的外部设备接口(PPI)和传感器装置。例如，象马达转数这样的参数可以在适当的输入设备如转速计上输入，这些参数可以通过PPI输入单板机。在工作期间实际上可能出现的状态，如一对不平衡重物之间的超前角，可以由每个重物上的传感器装置检测。该传感器装置提供检测信号，该信号也可以通过PPI输入微机。
本发明综合了各种传感器的最新发展，以便满足筒型工件精加工操作的省工要求。另外，本发明还综合了显示器方面的最新技术成果，以便在显示器如CRT(以后称作“显示器”)上能提供工作要求和相关的状态信息。于是所有预先确定和输入的工作要求能在显示器上显示，并且在工作过程中可能发生的所有情况都能由微机进行分析，还可以在显示器上显示分析结果。这样能根据显示的数据很快地采取相应措施，以满足当前工作需要。
由于可以显示工作要求的数据，所以它能帮助确定与相应的工作要求有联系的错误的原因。在机器中已经发生的任何故障可以被传感器装置发现，该传感器装置立刻通过在CRT屏幕上显示来通知已发生故障，以便能够很快地采取相应的措施。
如上所述，本发明能应用于振动筒型工件精加工机。由本发明提供的以微机为基础的对话系统使操作员能够监测在CRT屏幕上显示的工作条件和状态，并且当一些误差和故障出现时很快地响应。
本发明的这些和其它的目的，特征和优点将从参考附图对若干实施例的详细描述中变得更明显，这些图是图1是用于本发明的工件精加工单元的一个实例的正视图;
图2是图1的平面图;
图3是包括一组并排排列的这种工件精加工单元配置的正视图;
图4是确定一对不平衡重物相角部分的原理图，包括相关的转换器和处理机;
图5是确定质量流力部分的放大剖视图;
图6是本发明对话式系统的方框图;
图7是本系统所遵循的分步的流程图;
图8(a)、(b)、(c)、(d)、(e)和(f)表示系统提供的一系列显示。
图6表示本发明的对话式系统的主要组成部分的方框图。图6中也给出了系统要监测的项目。例如，这些项目包括确定工件精加工具体要求的参数值，如象最大加速度，幅度，工件精加工时间，经过的时间，剩余时间，转数，一对不平衡重物的相角，离心力，倾斜力矩和其他。已经确定的参数作为确定工作要求的数据项存入数据库内。装有报告故障已经发生的报警指示灯，并且出现相应的显示来解释故障原因。由相应的传感器可以检测某些参数，这些参数的输出信号可以通过PPI输入到适当的以微处理器为基础的计算机，如NEC的PC9801个人计算机。这些输出信号其中有些进一步由微处理器(即CPU)中的ALU(算术逻辑单元)处理。结果可在显示器上显示。
该对话式系统提供菜单显示，其中每个菜单提供下列信息(1)具体工作要求，从数据库中检索的输出数据，和/或作为数据单上输入的具体工作条件。
(2)有关振动要求的信息，如振动频率，最大加速度，幅度等等。
(3)一对不平衡重物间的任意超前角(相角)，测量时的实际相角，离心力和转矩的计算出的数据。
(4)马达转数(rpm)，计时器设定，由转速计提供的实际马达转数，具体的工件精加工时间，经过的时间和输入时的剩余时间。
(5)关于任何故障和问题的诊断信息，以及任何非正常振动的信息。
(6)作为系统图提出的各个工件精加工单元的运行条件。
能用于本发明的振动简型工件精加工单元的一个实例表示在图1和2中。如图1和2所示，工件精加工单元有一个筒状容器18，该筒状容器18由安装在基座16上的多个弹簧17颤动性支承。筒状容器18包括一个内心罩19，该内心罩19容纳两台牢固安装的通用交流马达1和2，以使它们的转轴互相对准。每一个轴有一个固定在它们前端的不平衡重物4、5。两台马达由各自的频率转换器3a和3b控制。3a和3b由商用交流频率电源10供电，提供可变频率输出。于是，马达能以不同速度(即转数)(看图4)转动。当以一个特定的频率驱动两台马达时，它们使各自的不平衡重物4，5旋转，于是产生振动，这个振动通过其支承弹簧17传给筒状容器18。工件及其研磨介质以及所需的混合物装在筒状容器18中，被置于所提供的振动下(以下将工件、研磨，介质和混合物总起来称作“物质”)。工件和研磨介质之间的相互作用使工件被精加工。工件的精加工类型应理解为包括表面抛光，研磨混合，喷涂，拌合，烘干，化学处理，等等。要使用的研磨介质类型可以根据工件精加工的具体类型变换。
在筒状容器18上方可以提供一个物质分离器。物质分离器包括一个转动片21和一个固定筛11。转动片可转动地支承在它的轴21a上。当转动阀21向下转动到如图1中21c显示的低位时，在转动片21前端和固定筛11的固定端之间形成空隙。这个空隙为物质打开自由通道。在机器运行期间这个空隙总是存在。当操作要结束时，转动片21转回到它的高位。转动片21的前端与固定筛11的固定端接触，于是关闭缝隙，也就是物质通道。然后，物质沿着转动片21向上移动，被引到固定筛11上。在振动着的固定筛11上的物质被分离，研磨介质通过筛11落进容器18，工件保留在筛11上并被引向出口。这个物质分离器可以省去，但是当不要人的干预进行若干连续操作时它能提供方便。
图3表示该机器结构的一个实例，它包括多个圆形的振动筒型精加工单元(在这个实例里有八个单元)。在这个实例中省去了每个单元的物质分离器，而代之以共同的物质分离器。八个单元附有标号32a、32b、32c、32d、33a、33b、33c和33d。每个单元有一个在底部装有盖的筒状容器，给定的操作一完成，盖就打开，使物质传送到在它的下方的物质装载传送装置34上。物质装载传送装置34携带物质运送到共同的物质分离器。使用两种类型的物质分离器，一种是振动型分离器35，而另一种是磁力型分离器36。可以选择使用这两种不同的物质分离器中的任一种，或两种都用。由物质分离器分离出的工件在工件运载传送装置38上运送，去做进一步的处理。同时分离出来的研磨介质回到介质收集/送料器41，从这里分配给漏斗42a，42b，42c，42d等等。每个漏斗提供适量的研磨介质给相应的筒状容器。要精加工的工件也通过介质收集器/送料器41提供给各自的筒状容器。
多路对话系统显示一个菜单，通过输入适当的单元号可以从菜单上选择工件精加工单元，并且在工作期间如果检测工序问题就再显示一屏幕。图3中，标号37为混合物容器，39为介质运送机轨道。回过头来看图1，使传感器6和7面对相应的不平衡重物4和5，检测两个重物之间的相角。每个不平衡重物4或5有响应相应的传感器6或7的敏感元件12或13。传感器6和7可以由多个微型开关组成，这些开关每隔一定角度间隔排列，响应于敏感元件12和13，并提供代表对应的相角信息的输出信号。传感器也可以用脉冲发生器代替，该脉冲发生器输出与所检测的相角相对应的脉冲。这些输出信号或脉冲信号可以提供给以微处理器为基础的控制器(或CPU)8，如NEC的PC9801个人计算机。例如，微处理器8根据输入相角信号编制程序，以确定随着马达1和2转动的两个非平衡重物4和5之间的相对位置或相角。微机8的输出信号并联到频率转换器3a和3b上，3a和3b根据微处理机8的输出信号提供频率可变的输出。马达1和2能以对应的频率转换器3a和3b输出的频率转动。这在日本专利申请公报No.58-202764中叙述过，可以用在上述本发明的相应部分上。
振动可以由传感器检测。如图1所示，该传感器可以用加速度计20，它可以定位在筒状容器18的顶部或侧面。已知加速度计20的输出通常是与幅度有关的。可以用一个位移计(非接触型的，或接触型的)而不用加速度计20。加速度计或位移计的输出信号也可以提供给微机8。根据下不平衡重物超前上不平衡重物的具体的超前角信号和从加速度计20来的具体的加速度值G，微机8控制超前角以提供G的最大值或稳定值。这个控制可以如上述专利申请中所述的那样提供。
质量流力也可以由传感器检测，它的一个例子如图5所示。这个传感器可以由板簧25组成，板簧向下伸入质量流中。如图所示，板簧25垂直于质量流方向放置。由质量流力引起的板簧25的变形可以由应变片26a和26b检测(应变片26b在板簧25的后面)。由应变片检测的变形可以用众所周知的A/D转换器转换成数字电子信号。
如上所述，质量流力传感器使用了机械式应变片，但是可以使用任何其他类型的传感器，如压电元件和半导体压力传感器。本发明允许使用能够提供电信号形式输出的任何类型的传感器。
图7是系统分步流程图，每步由一个逻辑框表示。下面按系统执行的顺序说明每一步。从“开始”开始，框43表示可以检索任何所需信息(如工作要求)的数据库。框44是一个菜单显示，该菜单提供以下数据(1)具体的加工要求，(2)振动频率，最大加速度和幅度，(3)不平衡重物之间的超前角(相角)，(4)马达转数(rpm)和计时器设定，(5)任何故障或问题的诊断信息，(6)机器运行条件(系统图)。框45也是一个菜单显示，这个菜单提供单元号和工作条件，包括正在使用的具体单元，具体工作条件和具体的研磨介质。框46是菜单显示，它提供具体的单元号和关于最大加速度(G)、振动频率(F)、振幅(A)的信息。框47是用于提供单元号和超前角数据(B)的菜单显示。判断框48询问是否要监测其他单元。判断框49询问是否有从A/D转换器来的输入。框50询问是否有从PPI来的输入。框51显示单元号，转数(N＝rpm)，精加工时间，经过时间和剩余时间。框52显示故障单元号，其非正常状态，过载，超时，过热(筒或马达)，幅度(太大或太小)，加速度(太高或太低)，环形质量流条件，混合物短缺(如果存在的话)，研磨介质的寿命等等。
下面叙述振动的测量和显示。为了测量振动，就要使用加速度计20和位移计14。这在前面已经说明，当进行测量时，加速度计20放在要测量的振动部分上并与其直接接触，如图1所示，例如，可使用美国Vibra metrics公司提供的加速度计达到这一目的。可以用日本shin-Nippon Souteiki公司提供的位移计作为满足本发明要求的位移计14。例如，位移计14可以如图2所示定位。由这些测量仪器测到的值可以通过相应的A/D转换器提供给微处理机，微处理机将这些信息提供给显示器。
如果发生不正常情况，则有如下信息首先发出警报紧接着红色警灯闪烁。非正常状态的原因在显示器上说明。这种显示比其他各种显示优先。如果在显示其他菜单时发生不正常状态，则中断当前菜单，自动转到显示非正常状态原因。这些显示包括当具体的工件精加工单元中硬件发生问题时出现的显示(对多单元配置还显示相应的单元号)，发生软件顺序问题时出现的显示，以及在具体的单个操作装置发生硬件问题时出现的显示。单个设备的非正常问题包括(1)过载这种过载情况可以通过测量马达电流来确定。例如，当马达电流超过正常电流值20%或更多时出现过载显示。但是，不显示起动时的马达起动电流。在电源接通后一分钟内由非正常马达电流产生的警报也不起动。
(2)过热过热问题可以通过安装在马达上或筒状容器内的诸如热电偶元件这样的温度传感器来检测。当马达和筒状容器的温度分别升到80℃和50℃以上时出现过热显示。
(3)幅度这个问题可以用位移计来检测，当位移计的输出幅度超过确定幅度值20%或低于该值的80%时出现幅度显示。警报灯也闪烁。而且，不显示所提供的初始幅度，电源开关接通2分钟内警报也不起动。
(4)加速度可以由加速度计检测加速度，并且当输出指示超过确定值20%或低于该值80%时出现显示。
(5)环形质量流力这个问题由适当的传感器检测，当输出指示高于确定值150%或低于该值70%时出现显示。
(6)混合物混合物的物面高度可以通过电阻型传感器检测。该传感器对容器中提供的混合物的物面高度变化是敏感的。当物面高度降到确定值以下时，传感器使警灯闪烁，并且在显示屏幕上出现相应的显示。在提供一个附加的混合物自动供给器的情况下，此时则发出一相应命令，使这个供给器向混合物容器供应补充混合物。如果是手动供应补充混合物，则出现相应的显示告诉需要供给补充混合物。
(7)研磨介质寿命根据研磨介质的种类可以预先将寿命定为使用时间值。然后，直到达到确定的寿命值之前一直进行时间计数。如果出现问题并持续两分钟，则使相应的单元停机，继而红色警灯闪亮。这种情况下，显示器上关于问题的信息将保留。
通过给出最佳实施例及其各种变形充分地描述了本发明。由上面的描述中可以很容易理解，本发明在对话系统环境下能控制单一或多个工件精加工单元的操作方面优于先有技术。这个对话式系统环境是由以微处理机为基础的计算机实现的，该计算机提供关于工件精加工要求的联机信息，包括具体的工作条件、振动条件、工件精加工时间，剩余时间，非平衡重物之间的相角等等。计算机还显示诊断信息，帮助确定在工作过程中可能发生的故障和问题的原因。此外，计算机提供所有有关的单元和设备实际测量的现行数据。因此，通过与计算机的对话，可以实时地进行操作，以便满足具体需要。具体地说，当不正常问题出现时，由报警灯闪烁报警，显示器上出现诊断信息。于是，可以通过迅速对显示信息做出响应采取适当措施。
虽然，参照若干最佳实施例描述了本发明，但是应当理解，在不背离本发明的精神和范畴的情况下，可以做出各种变化和修正。
权利要求
1.用于筒式精加工操作的多路对话式系统包括以微机为基础的控制器装置，用来提供操作控制功能和对话接口功能，存贮装置，用来存贮包括确定操作控制参数的数据项的数据库，这些参数包括工件精加工要求，筒形精加工操作的条件等等，显示装置，通过上述以微机为基础的控制器装置的对话接口来提供存贮在上述存贮装置中的数据项和正被监视着的筒形精加工操作现行状态，和工件精加工装置，在上述以微机为基础的控制器装置的控制下运行的。
2.权利要求
1中所定义的筒形精加工操作多路对话式系统，其中所述工件精加工装置包括一个具有振动筒形容器的单个工件精加工单元，或者包括多个独立的工件精加工单元，每个单元都具有一个振动筒形容器。
3.权利要求
2中所定义的筒形精加工多路对话系统，其中所述的独立工件精加工单元是圆形的，并且所说独立的精加工单元有一个公共的自动物质分离装置，每个单元包括第一传感器装置，用来监测所说的独立的工件精加工单元现行状态;第二传感器装置，用来检查所说的独立的工件精加工单元是否有问题;安装在筒形容器下方的两个振动发生器马达装置，每个振动发生器马达装置具有一个固定在它的转轴端的非平衡重物;联接在外部电源和所述的每个振动发生器马达装置之间的频率转换器装置，用来向所说的每个振动发生器马达装置提供频率受控可变的电源;以及用来电控制所述振动发生器马达装置的非平衡重物之间的相角，并将该电控制相角提供给所说的以微机为基础的控制器的装置的装置。
4.权利要求
3中所定义的筒形精加工操作多路对话式系统，其中所述的第一传感器装置包括分别用来测量振动加速度、振动频率、和幅度的装置。
5.权利要求
3中所定义的筒形精加工操作多路对话式系统，其中所述的第二传感器装置包括反常情况检测装置用来监测通过振动发生器马达装置的驱动电流、质量流力、振动频率、振动加速度、幅度以及物质和振动发生器马达装置的温度，以检测和查看上述值是否偏离确定值。
6.权利要求
1中所定义的筒形精加工操作多路对话式系统，其中所述的显示装置包括一系列菜单显示，这些菜单显示在显示器屏幕上提供工件精加工操作时间，所经过的时间，剩余时间等信息和问题诊断信息。
专利摘要
用于筒型工件精加工机的多路对话式系统包括一个提供对话接口功能的以微处理机为基础的控制器，当机器运行时操作人员可以通过该控制器与系统对话，并控制机器的运行。通过该对话接口提供各种显示，显示存在数据库中的预先确定的操作参数，以及与每个操作参数有关的当前状态信息。这些信息包括运行期间可能发生的任何问题的诊断信息。因此，操作人员可以在对话环境下，通过响应从系统来的信息使机器运行。
文档编号B23Q15/00GK87106434SQ87106434
公开日1988年6月22日 申请日期1987年9月18日
发明者小林久峰 申请人:狄普敦股份有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan