專利名稱：一種拉床在線監(jiān)控裝置的制作方法
一種拉床在線監(jiān)控裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種拉床運(yùn)行過程的在線監(jiān)控裝置，特別是涉及一種用于提供拉床性能數(shù)據(jù)和故障診斷數(shù)據(jù)的監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
拉床是一種金屬切削機(jī)床，以其高精度、高效率的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于加工各種形狀的內(nèi)、外表面。由于拉床系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系著加工件的質(zhì)量、系統(tǒng)的生產(chǎn)效率甚至現(xiàn)場(chǎng)的安全狀況，所以需要在線監(jiān)控裝置對(duì)拉床運(yùn)行過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)的在線監(jiān)控裝置可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和異常情況，并提供系統(tǒng)的性能數(shù)據(jù)和故障診斷數(shù)據(jù)， 再根據(jù)診斷結(jié)果為系統(tǒng)故障維修和恢復(fù)提供依據(jù)。
現(xiàn)有的在線監(jiān)控裝置，如專利號(hào)為CN200820032021. 1專利所涉及的一種井架起吊施工在線監(jiān)控測(cè)量裝置，通過控制主機(jī)、多個(gè)荷重傳感器等，實(shí)時(shí)在線檢測(cè)井架起吊現(xiàn)場(chǎng)各部位受力情況，有效控制驅(qū)動(dòng)設(shè)備，保障設(shè)備正常運(yùn)行，安全生產(chǎn)。如專利號(hào)為 CN200910027805. 4專利所涉及的一種無(wú)油軸套燒結(jié)生產(chǎn)線監(jiān)控系統(tǒng)，通過全程監(jiān)控?zé)Y(jié)生產(chǎn)線的運(yùn)行過程，對(duì)均值-極差圖形的自動(dòng)判讀，對(duì)過程的變異進(jìn)行預(yù)警和報(bào)警，保證最終加工件質(zhì)量的合格。但迄今為止，還沒有針對(duì)拉床系統(tǒng)運(yùn)行過程所涉及的相關(guān)內(nèi)容的在線監(jiān)控裝置。本發(fā)明針對(duì)以上技術(shù)不足，提供了一種能反映拉床運(yùn)行過程中具體性能數(shù)據(jù)和故障診斷數(shù)據(jù)的在線監(jiān)控裝置。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能反映拉床運(yùn)行過程中具體性能數(shù)據(jù)和故障診斷數(shù)據(jù)的在線監(jiān)控裝置，是一種具有多通道性能參數(shù)數(shù)據(jù)采集和分析功能的在線監(jiān)控裝置，是一種基于嵌入式技術(shù)的硬件和軟件相結(jié)合的在線監(jiān)控裝置，是一種適用于所有拉床的在線監(jiān)控裝置。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種拉床在線監(jiān)控裝置包括壓力傳感器、位移傳感器、檢測(cè)電路和監(jiān)控主機(jī)。
壓力傳感器設(shè)置在拉床系統(tǒng)的進(jìn)給液壓缸油路上，位移傳感器設(shè)置在拉床系統(tǒng)的進(jìn)給液壓缸上，壓力傳感器的信號(hào)輸出端和檢測(cè)電路的A/D模塊連接，位移傳感器的信號(hào)輸出端和檢測(cè)電路的SSI模塊連接，檢測(cè)電路的通信端口和監(jiān)控主機(jī)通信端口連接。
所述的壓力傳感器采用高精度應(yīng)變式傳感器。為了使監(jiān)控更加精確，所述的壓力傳感器分別被設(shè)置于進(jìn)給液壓缸的有桿腔和無(wú)桿腔的油路，二者采用螺紋連接。
所述的位移傳感器采用磁致伸縮位移傳感器，磁致伸縮位移傳感器的測(cè)桿伸入進(jìn)給液壓缸的進(jìn)給活塞桿內(nèi)并與進(jìn)給活塞桿活動(dòng)連接；進(jìn)給活塞桿的尾部設(shè)置有磁環(huán)，所述的磁環(huán)和測(cè)桿同軸設(shè)置。
所述的檢測(cè)電路包括A/D模塊、SSI模塊、16路擴(kuò)展I/O模塊、ARM芯片。A/D模塊采用12位精度的高速模塊，A/D模塊的輸出端與16路擴(kuò)展I/O模塊信號(hào)連接；SSI模塊的輸出端與16路擴(kuò)展I/O模塊信號(hào)連接；16路擴(kuò)展I/O模塊與ARM芯片信號(hào)連接。ARM芯片對(duì)所采集的多通道信號(hào)進(jìn)行分析和處理，并將數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控主機(jī)。
所述的監(jiān)控主機(jī)包括PC機(jī)和人機(jī)界面(HMI)。所述的PC機(jī)與所述的檢測(cè)電路實(shí)時(shí)通信，接收多通道數(shù)據(jù)，并通過所述的人機(jī)界面(HMI)實(shí)時(shí)顯示拉床運(yùn)行過程中正常情況下具體性能數(shù)據(jù)，以及異常情況下故障診斷數(shù)據(jù)。3
所述的監(jiān)控主機(jī)包括通信模塊、運(yùn)算模塊、顯示模塊和保存模塊；通信模塊包括接口通信和讀取數(shù)據(jù)兩模塊，運(yùn)算模塊包括數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)處理兩模塊；保存模塊包括記錄查詢、記錄統(tǒng)計(jì)、記錄刪除和記錄打印四個(gè)模塊。
本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明的拉床在線監(jiān)控裝置，采用多通道實(shí)時(shí)檢測(cè)的設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)在拉床系統(tǒng)運(yùn)行過程中實(shí)時(shí)同時(shí)監(jiān)控多種性能參數(shù)；采用基于嵌入式技術(shù)的硬件與軟件相結(jié)合的方式，采集、處理、分析、顯示數(shù)據(jù)，提高了監(jiān)控裝置的精度與效率；本發(fā)明安裝便捷，使用方便，可適用于所有的拉床系統(tǒng)。

圖1為拉床在線監(jiān)控裝置結(jié)構(gòu)圖2為檢測(cè)電路原理框圖3為監(jiān)控主機(jī)模塊框圖。
圖中1-位移傳感器、2-進(jìn)給液壓缸、3-無(wú)桿腔壓力傳感器、5-有桿腔壓力傳感器、6-進(jìn)給活塞桿、7-磁環(huán)、8-測(cè)桿、9-無(wú)桿腔、10-有桿腔、11-檢測(cè)電路、4-監(jiān)控主機(jī)。具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
如圖1所示，一種用于提供拉床運(yùn)行過程中具體性能數(shù)據(jù)和故障診斷數(shù)據(jù)的在線監(jiān)控裝置包括無(wú)桿腔壓力傳感器3和有桿腔壓力傳感器5、位移傳感器1、檢測(cè)電路11和監(jiān)控主機(jī)4。無(wú)桿腔壓力傳感器3設(shè)置于進(jìn)給液壓缸2的油路上，用于測(cè)量進(jìn)給液壓缸2的無(wú)桿腔9的壓力；有桿腔壓力傳感器5設(shè)置于進(jìn)給液壓缸2的油路上，用于測(cè)量進(jìn)給液壓缸 2的有桿腔10的壓力。位移傳感器1采用磁致伸縮位移傳感器，磁致伸縮位移傳感器的測(cè)桿8伸入進(jìn)給液壓缸2的進(jìn)給活塞桿6內(nèi)并與進(jìn)給活塞桿6活動(dòng)連接；進(jìn)給活塞桿6的尾部設(shè)置有磁環(huán)7，所述的磁環(huán)7、進(jìn)給活塞桿6和測(cè)桿8同軸設(shè)置。壓力傳感器3和壓力傳感器5的信號(hào)輸出線和檢測(cè)電路11中的A/D模塊連接，位移傳感器1的信號(hào)輸出線和檢測(cè)電路11中的SSI模塊連接。檢測(cè)電路11通過串口線與監(jiān)控主機(jī)4連接。
如圖2所示，ARM芯片采用ARM7芯片。16路擴(kuò)展I/O模塊采用8255芯片，輸入口為PAO PA7，PBO PB7，與ARM7連接口為DO D7。A/D模塊采用AD7655芯片，壓力傳感器3輸出信號(hào)與AD7655的模擬輸入端INAl連接，壓力傳感器5輸出信號(hào)與AD7655的模擬輸入端INA2連接。AD7655經(jīng)過轉(zhuǎn)換后，通過I/O模塊PAO PA7，向ARM7傳輸信號(hào)， 輸出信號(hào)由I/O模塊的端口 DO D7完成，I/O模塊的DO D7連接ARM7的P02 口。由于 AD7655同時(shí)采集了兩路信號(hào)，AD7655將分兩次將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
位移傳感器1輸出信號(hào)與SSI模塊的輸入端DATA_、DATA+連接。經(jīng)SSI模塊轉(zhuǎn)換后，通過I/O模塊PCO PC7，向ARM7傳輸信號(hào)，輸出信號(hào)由端口 DO D7完成，I/O模塊的 DO D7連接ARM7的Pl 口。
RS232串口插座與ARM芯片連接，用于檢測(cè)電路6與監(jiān)控主機(jī)4的接口通信。檢測(cè)電路采集和預(yù)處理后的數(shù)據(jù)，通過RS232串口通信上傳到監(jiān)控主機(jī)4。
如圖3所示，監(jiān)控主機(jī)4的上位機(jī)監(jiān)控程序采用Borland C++編寫，包括通信模塊、 運(yùn)算模塊、顯示模塊和保存模塊。通信模塊包括接口通信和讀取數(shù)據(jù)，監(jiān)控主機(jī)4與檢測(cè)電路U的接口通信采用異步通信方式，通過自定義的通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)兩者之間的通信；監(jiān)控主機(jī)4讀取數(shù)據(jù)調(diào)用軟件內(nèi)部的ReadO函數(shù)，當(dāng)指令中的站地址與本機(jī)站地址相符、BCC檢驗(yàn)碼正確時(shí)，ReadO函數(shù)被調(diào)用，執(zhí)行讀指令，讀取檢測(cè)電路11初步處理后的數(shù)據(jù)。運(yùn)算模塊包括數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)處理，監(jiān)控主機(jī)4調(diào)用軟件內(nèi)部指令，將檢測(cè)電路11上傳的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化成監(jiān)控主機(jī)4所能正常運(yùn)算的數(shù)據(jù)格式；再次調(diào)用軟件內(nèi)部指令，將轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)運(yùn)算處理，得出拉床運(yùn)行過程中具體性能數(shù)據(jù)。顯示模塊包括數(shù)據(jù)顯示和曲線輸出，調(diào)用軟件內(nèi)部函數(shù)，可將拉床運(yùn)行過程中具體性能數(shù)據(jù)以文本形式顯示輸出；調(diào)用軟件內(nèi)部函數(shù)， 可將其用T-chart類以曲線圖表的形式顯示輸出。保存模塊包括記錄查詢、記錄統(tǒng)計(jì)、記錄刪除和記錄打印。
權(quán)利要求
1.一種拉床在線監(jiān)控裝置，與拉床系統(tǒng)連接，其特征在于包括壓力傳感器、位移傳感器、檢測(cè)電路和監(jiān)控主機(jī)；壓力傳感器設(shè)置在拉床系統(tǒng)的進(jìn)給液壓缸油路上，位移傳感器設(shè)置在拉床系統(tǒng)的進(jìn)給液壓缸上，壓力傳感器的信號(hào)輸出端和檢測(cè)電路的A/D模塊連接，位移傳感器的信號(hào)輸出端和檢測(cè)電路的SSI模塊連接，檢測(cè)電路的通信端口和監(jiān)控主機(jī)通信端口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉床在線監(jiān)控裝置，其特征在于所述的壓力傳感器采用高精度應(yīng)變式傳感器，所述的壓力傳感器分別被設(shè)置于進(jìn)給液壓缸的有桿腔和無(wú)桿腔的油路上，采用螺紋連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉床在線監(jiān)控裝置，其特征在于所述的位移傳感器采用磁致伸縮位移傳感器，磁致伸縮位移傳感器的測(cè)桿伸入進(jìn)給液壓缸的進(jìn)給活塞桿內(nèi)并與進(jìn)給活塞桿活動(dòng)連接；進(jìn)給活塞桿的尾部設(shè)置有磁環(huán)，所述的磁環(huán)和測(cè)桿同軸設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉床在線監(jiān)控裝置，其特征在于所述的檢測(cè)電路包括A/D 模塊、SSI模塊、16路擴(kuò)展I/O模塊、ARM芯片；A/D模塊采用12位精度的高速模塊，A/D模塊的輸出端與16路擴(kuò)展I/O模塊信號(hào)連接；SSI模塊的輸出端與16路擴(kuò)展I/O模塊信號(hào)連接；16路擴(kuò)展I/O模塊與ARM芯片信號(hào)連接；ARM芯片對(duì)所采集的多通道信號(hào)進(jìn)行分析和處理，并將數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控主機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉床在線監(jiān)控裝置，其特征在于所述的監(jiān)控主機(jī)包括PC機(jī)和人機(jī)界面；所述的PC機(jī)與檢測(cè)電路實(shí)時(shí)通信，接收多通道數(shù)據(jù)，并通過人機(jī)界面實(shí)時(shí)顯示拉床運(yùn)行過程中正常情況下具體性能數(shù)據(jù)，以及異常情況下故障診斷數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拉床在線監(jiān)控裝置，其特征在于所述的監(jiān)控主機(jī)包括通信模塊、運(yùn)算模塊、顯示模塊和保存模塊；通信模塊包括接口通信和讀取數(shù)據(jù)兩模塊，運(yùn)算模塊包括數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)處理兩模塊；保存模塊包括記錄查詢、記錄統(tǒng)計(jì)、記錄刪除和記錄打印四個(gè)模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種拉床在線監(jiān)控裝置包括壓力傳感器、位移傳感器、檢測(cè)電路和監(jiān)控主機(jī)，壓力傳感器設(shè)置在拉床系統(tǒng)的進(jìn)給液壓缸油路上，位移傳感器設(shè)置在拉床系統(tǒng)的進(jìn)給液壓缸上，壓力傳感器的信號(hào)輸出端和檢測(cè)電路的A/D模塊連接，位移傳感器的信號(hào)輸出端和檢測(cè)電路的SSI模塊連接，檢測(cè)電路的通信端口和監(jiān)控主機(jī)通信端口連接。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明的拉床在線監(jiān)控裝置，采用多通道實(shí)時(shí)檢測(cè)的設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)在拉床系統(tǒng)運(yùn)行過程中實(shí)時(shí)同時(shí)監(jiān)控多種性能參數(shù)；采用基于嵌入式技術(shù)的硬件與軟件相結(jié)合的方式，采集、處理、分析、顯示數(shù)據(jù)，提高了監(jiān)控裝置的精度與效率；本發(fā)明安裝便捷，使用方便，可適用于所有的拉床系統(tǒng)。
文檔編號(hào)B23Q17/00GK102513602SQ20111036440
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者倪敬, 林綠高, 蒙臻 申請(qǐng)人:縉云縣高新機(jī)械制造有限公司