一種伺服繩式熱鍛件軸向尺寸檢測裝置制造方法
【專利摘要】一種伺服繩式熱鍛件軸向尺寸檢測裝置，包括移動小車，移動小車配置在直線導軌上，直線導軌固定在工業(yè)鋁型材支架上，驅動移動小車運動及檢測熱鍛件軸向尺寸均通過交流伺服主電機實現(xiàn)，交流伺服主電機由主電機伺服驅動器驅動，并帶動槽輪轉動，槽輪帶動鋼絲繩運動，從而驅動移動小車沿直線導軌往復運動，鋼絲繩通過索具螺旋扣拉緊且采用閉環(huán)，通過交流伺服主電機自帶的編碼器獲得主電機旋轉圈數(shù)信息從而計算得到在鍛壓機上鍛造的熱鍛件的軸向尺寸并形成閉環(huán)控制，利用轉盤驅動機構調(diào)整綠光線狀激光器發(fā)射的線狀激光方位來對熱鍛件進行標記定位，本發(fā)明可有效地實現(xiàn)熱鍛件軸向尺寸非接觸實時在線檢測和定位，精度高，響應快，可靠性高。
【專利說明】一種伺服繩式熱鍛件軸向尺寸檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于熱鍛件尺寸檢測領域，具體涉及一種伺服繩式熱鍛件軸向尺寸檢測裝置。
【背景技術】
[0002]大鍛件是制造重型機械和重大裝備的關鍵件和基礎件。隨著我國工業(yè)化進程的加快和大型鍛件的制造環(huán)境以及它加工后在重型裝備中的作用決定了保證制造質(zhì)量的難度和重要性。為了確保鍛件的制造精度，除了掌握溫度信息外還需實時地知道鍛件的尺寸參數(shù)，以合理決定鍛壓的壓力和判斷何時停止鍛壓。我國目前用鍛造水壓機生產(chǎn)的最長軸類鍛件的長度己達21m，在自由鍛造過程中，鍛造溫度通常高達1100-1250°C，并時刻伴隨著強震動。熱態(tài)大鍛件軸向尺寸大、溫度高，采用人工的接觸式檢測方法速度慢、精度低且工作環(huán)境差。采用激光測距傳感器來檢測熱鍛件軸向尺寸結構復雜，造價高，安裝調(diào)試難度大；目前采用帶傳動來進行驅動的軸向尺寸檢測裝置結構復雜，且會由于檢測裝置運行過程中的振動和檢測裝置的慣性而造成誤差累積，影響檢測精度。因此實有必要采用新型的檢測裝置對大型鍛件的尺寸進行精確可靠的檢測。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明的目的在于提出一種伺服繩式熱鍛件軸向尺寸檢測裝置，可有效地實現(xiàn)熱鍛件軸向尺寸非接觸實時在線檢測和定位，檢測定位精度高，響應快，結構簡單，可靠性高。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案:
[0005]一種伺服繩式熱鍛件軸向尺寸檢測裝置，包括移動小車2，移動小車2配置在直線導軌10上，直線導軌10固定在工業(yè)鋁型材支架I上，并與鍛壓機4軸向平行，移動小車2通過移動小車驅動系統(tǒng)進行驅動；
[0006]所述移動小車驅動系統(tǒng)包括第一控制電路板5，第一控制電路板5的輸入/輸出端與總控制模塊26無線連接，第一控制電路板5的輸出端與主電機伺服驅動器6輸入端連接，主電機伺服驅動器6的輸出端與交流伺服主電機7的控制端連接，交流伺服主電機7的輸出軸與槽輪8連接，鋼絲繩9繞在槽輪8和帶座滑輪25上，鋼絲繩9的一端與工業(yè)鋁型材框架16中的工業(yè)鋁型材角件27直接連接，另一端與KOUD型索具螺旋扣的O形螺桿連接，索具螺旋扣U形螺桿與工業(yè)鋁型材框架16中的型材角件28連接，第一控制電路板5、主電機伺服驅動器6、交流伺服主電機7均固定在工業(yè)鋁型材支架I的一端，帶座滑輪25固定連接在工業(yè)招型材支架I的另一端；
[0007]所述移動小車2包括第二控制電路板18，第二控制電路版18的輸入/輸出端與總控制模塊26無線連接，第二控制電路板18的輸出端與轉盤伺服驅動器19的輸入端和線狀激光器電源22的輸入端連接，轉盤伺服驅動器19輸出端與轉盤伺服電機20的控制端連接，轉盤伺服電機20輸出軸與轉盤驅動機構21連接，轉盤驅動機構21固定連接工業(yè)鋁型材連接件23，工業(yè)鋁型材連接件23上固定安裝有綠光線狀激光器24 ;線狀激光器電源22輸出端與綠光線狀激光器24的電源接口連接，第二控制電路板18、轉盤伺服驅動器19、線狀激光器電源22、轉盤伺服驅動機構21均固定連接在工業(yè)鋁型材框架16上，工業(yè)鋁型材框架16通過連接板15和滑塊14連接，滑塊14與直線導軌10配合構成滾動直線導軌副。
[0008]所述移動小車2內(nèi)電源控制電路通過導線13與220V交流電源連接，電源控制電路設有繼電器17，繼電器17安置在工業(yè)鋁型材框架16上，導線13布置在工業(yè)鋁型材支架I內(nèi)側，且每隔一段距離就固定聯(lián)接一個導線掛環(huán)12，導線掛環(huán)12在金屬絲導軌11上滑動，金屬絲導軌11兩端通過鋁型材角件固定。
[0009]所述的驅動移動小車2運動及檢測熱鍛件軸向尺寸均通過交流伺服主電機7實現(xiàn)，第一控制電路板5通過無線方式接收來自總控制模塊26的指令信號，并輸出主電機伺服驅動器6的控制信號，主電機伺服驅動器6驅動交流伺服主電機7，交流伺服主電機7帶動槽輪8轉動，槽輪8帶動鋼絲繩9運動，從而驅動移動小車2沿直線導軌10運動。通過交流伺服主電機7的正反轉實現(xiàn)移動小車2沿直線導軌10的往復運動。
[0010]所述的交流伺服主電機7自帶編碼器，且通過編碼器反饋信息實現(xiàn)閉環(huán)控制。
[0011]軸向尺寸具體計算過程為:通過交流伺服主電機7自帶的編碼器獲得電機旋轉圈數(shù)信息，繼而計算出鋼絲繩9繞進或繞出槽輪8的長度，從而計算得到移動小車2的運動位移，進而就得到了在鍛壓機4上鍛造的熱鍛件3的軸向尺寸。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下顯而易見的突出特點:
[0013]1、該檢測裝置主要框架的基本構件均采用輕質(zhì)的工業(yè)鋁型材，減少了加工量，實現(xiàn)了輕量化。
[0014]2、通過線狀激光對自由鍛件進行標記定位，能實現(xiàn)自由鍛件軸向尺寸非接觸在線檢測與定位。
[0015]3、驅動移動小車2運動及檢測熱鍛件軸向尺寸均通過交流伺服主電機7實現(xiàn)，通過伺服電機自帶編碼器反饋信息實現(xiàn)閉環(huán)控制，并且鋼絲繩形成閉環(huán)，克服了由于移動小車2的慣性所產(chǎn)生的位移。這樣就保證了移動小車2運動的精確控制，從而熱鍛件軸向尺寸檢測與定位精度高，而且該檢測裝置響應快，結構簡單，可靠性高，能實現(xiàn)熱鍛件軸向尺寸實時檢測與定位。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的總體結構示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明的移動小車2結構示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明的工作狀態(tài)示意圖。
[0019]圖4是本發(fā)明的控制電路原理框圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本發(fā)明作詳細描述:
[0021]參照圖1、圖3，一種伺服繩式熱鍛件軸向尺寸檢測裝置，包括移動小車2，移動小車2配置在直線導軌10上，直線導軌10固定在工業(yè)鋁型材支架I上，并與鍛壓機4軸向平行，移動小車2通過移動小車驅動系統(tǒng)進行驅動。
[0022]參照圖1、圖4,所述移動小車驅動系統(tǒng)包括第一控制電路板5，第一控制電路板5的輸入/輸出端與總控制模塊26無線連接,第一控制電路板5的輸出端與主電機伺服驅動器6輸入端連接，主電機伺服驅動器6的輸出端與交流伺服主電機7的控制端連接，交流伺服主電機7的輸出軸與槽輪8采用鍵連接，鋼絲繩9繞在槽輪8和帶座滑輪25上，鋼絲繩9的一端與工業(yè)鋁型材框架16中的工業(yè)鋁型材角件27直接連接，另一端與KOUD型索具螺旋扣的O形螺桿連接，索具螺旋扣U形螺桿與工業(yè)鋁型材框架16中的型材角件28連接，第一控制電路板5、主電機伺服驅動器6、交流伺服主電機7均固定在工業(yè)招型材支架I的一端，帶座滑輪25固定連接在工業(yè)鋁型材支架I的另一端。
[0023]參照圖1、圖2、圖4，所述移動小車2包括第二控制電路板18，第二控制電路板18的輸入/輸出端與總控制模塊26無線連接,第二控制電路板18的輸出端與轉盤伺服驅動器19的輸入端和線狀激光器電源22的輸入端連接，轉盤伺服驅動器19輸出端與轉盤伺服電機20的控制端連接，轉盤伺服電機20輸出軸與轉盤驅動機構21連接，轉盤驅動機構21固定連接工業(yè)鋁型材連接件23，工業(yè)鋁型材連接件23上固定安裝有綠光線狀激光器24 ;線狀激光器電源22輸出端與綠光線狀激光器24的電源接口連接，第二控制電路板18、轉盤伺服驅動器19、線狀激光器電源22、轉盤伺服驅動機構21均固定連接在工業(yè)鋁型材框架16上，工業(yè)鋁型材框架16通過連接板15和滑塊14連接，滑塊14與直線導軌10配合構成滾動直線導軌副。
[0024]參照圖1，所述移動小車2內(nèi)電源控制電路通過導線13與220V交流電源連接，電源控制電路設有繼電器17，繼電器17安置在工業(yè)鋁型材框架16上，導線13布置在工業(yè)鋁型材支架I內(nèi)側，且每隔一段距離就固定連接一個導線掛環(huán)12，導線掛環(huán)12在金屬絲導軌11上滑動，金屬絲導軌11兩端通過鋁型材角件固定。
[0025]所述的交流伺服主電機7自帶編碼器，且通過編碼器反饋信息實現(xiàn)閉環(huán)控制。
[0026]軸向尺寸具體計算過程為:通過交流伺服主電機7自帶的編碼器獲得電機旋轉圈數(shù)信息，繼而計算出鋼絲繩9繞進或繞出槽輪8的長度，從而計算得到移動小車2的運動位移，進而就得到了在鍛壓機4上鍛造的熱鍛件3的軸向尺寸。
[0027]本發(fā)明的工作原理為:
[0028]所述的驅動移動小車2運動及檢測熱鍛件軸向尺寸均通過交流伺服主電機7實現(xiàn)。第一控制電路板5通過無線方式接收來自總控制模塊26的指令信號，并輸出主電機伺服驅動器6的控制信號，主電機伺服驅動器6驅動交流伺服主電機7。交流伺服主電機7帶動槽輪8轉動，槽輪8帶動鋼絲繩9運動，從而驅動移動小車2沿直線導軌10運動。通過交流伺服主電機7的正反轉實現(xiàn)移動小車2沿直線導軌10的往復運動。通過交流伺服主電機7自帶的編碼器獲得電機旋轉圈數(shù)信息，繼而計算出鋼絲繩9繞進或繞出槽輪8的長度，從而計算得到移動小車2的運動位移，這樣就得到了在鍛壓機4上鍛造的熱鍛件3的軸向尺寸。而且，通過交流伺服主電機7自帶的編碼器反饋信息實現(xiàn)了閉環(huán)控制。另外，鋼絲繩9通過索具螺旋扣拉緊，而且是閉環(huán)的，克服了移動小車2由于慣性產(chǎn)生的位移，保證了移動小車2的準確定位，從而保證了熱鍛件軸向尺寸的檢測精度。
[0029]第二控制電路板18通過無線方式接收來自總控制模塊26的指令信號，并輸出轉盤伺服驅動器19的控制信號，轉盤伺服驅動器19驅動轉盤伺服電機20，轉盤伺服電機20驅動轉盤驅動機構21，從而調(diào)整綠光線狀激光器24發(fā)射的線狀激光的方位。
[0030]第二控制電路板18通過無線方式接收來自總控制模塊26的指令信號，并輸出線狀激光器電源22的控制信號，從而控制綠光線狀激光器24的啟停等。通過綠光線狀激光器24發(fā)射激光對熱鍛件3進行標記定位以確定熱鍛件3的檢測起始點，確定起始點后啟動交流伺服主電機7直至鍛件的檢測末端。
【權利要求】
1.一種伺服繩式熱鍛件軸向尺寸檢測裝置，包括移動小車(2)，其特征在于:移動小車(2)配置在直線導軌(10)上，直線導軌(10)固定在工業(yè)鋁型材支架(I)上，并與鍛壓機(4)軸向平行，移動小車(2)通過移動小車驅動系統(tǒng)進行驅動； 所述移動小車驅動系統(tǒng)包括第一控制電路板(5)，第一控制電路板(5)的輸入/輸出端與總控制模塊(26)無線連接,第一控制電路板(5)的輸出端與主電機伺服驅動器(6)輸入端連接，主電機伺服驅動器(6)的輸出端與交流伺服主電機(7)的控制端連接，交流伺服主電機(7)的輸出軸與槽輪⑶連接，鋼絲繩(9)繞在槽輪⑶和帶座滑輪(25)上，鋼絲繩(9)的一端與工業(yè)鋁型材框架(16)中的工業(yè)鋁型材角件(27)直接連接，另一端與KOUD型索具螺旋扣的O形螺桿連接，索具螺旋扣U形螺桿與工業(yè)鋁型材框架(16)中的型材角件(28)連接，第一控制電路板(5)、主電機伺服驅動器(6)、交流伺服主電機(7)均固定在工業(yè)鋁型材支架(I)的一端，帶座滑輪(25)固定連接在工業(yè)鋁型材支架(I)的另一端； 所述移動小車(2)包括第二控制電路板(18)，第二控制電路版(18)的輸入/輸出端與總控制模塊(26)無線連接，第二控制電路板(18)的輸出端與轉盤伺服驅動器(19)的輸入端和線狀激光器電源(22)的輸入端連接，轉盤伺服驅動器(19)輸出端與轉盤伺服電機(20)的控制端連接，轉盤伺服電機(20)輸出軸與轉盤驅動機構(21)連接，轉盤驅動機構(21)固定連接工業(yè)鋁型材連接件(23)，工業(yè)鋁型材連接件(23)上固定安裝有綠光線狀激光器(24);線狀激光器電源(22)輸出端與綠光線狀激光器(24)的電源接口連接，第二控制電路板(18)、轉盤伺服驅動器(19)、線狀激光器電源(22)、轉盤伺服驅動機構(21)均固定連接在工業(yè)鋁型材框架(16)上，工業(yè)鋁型材框架(16)通過連接板(15)和滑塊(14)連接，滑塊(14)與直線導軌(10)配合構成滾動直線導軌副； 所述移動小車⑵內(nèi)電源控制電路通過導線(13)與220V交流電源連接，電源控制電路設有繼電器(17)，繼電器(17)安置在工業(yè)鋁型材框架(16)上，導線(13)布置在工業(yè)鋁型材支架(I)內(nèi)側，且每隔一段距離就固定聯(lián)接一個導線掛環(huán)(12)，導線掛環(huán)(12)在金屬絲導軌(11)上滑動，金屬絲導軌(11)兩端通過鋁型材角件固定。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種伺服繩式熱鍛件軸向尺寸檢測裝置，其特征在于:所述的驅動移動小車(2)運動及檢測熱鍛件軸向尺寸均通過交流伺服主電機(7)實現(xiàn)，第一控制電路板(5)通過無線方式接收來自總控制模塊(26)的指令信號，并輸出主電機伺服驅動器(6)的控制信號，主電機伺服驅動器(6)驅動交流伺服主電機(7)，交流伺服主電機(7)帶動槽輪(8)轉動，槽輪(8)帶動鋼絲繩(9)運動，從而驅動移動小車(2)沿直線導軌(10)運動。通過交流伺服主電機(7)的正反轉實現(xiàn)移動小車(2)沿直線導軌(10)的往復運動。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種伺服繩式熱鍛件軸向尺寸檢測裝置，其特征在于:所述的交流伺服主電機(7)自帶編碼器，且通過編碼器反饋信息實現(xiàn)閉環(huán)控制。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種伺服繩式熱鍛件軸向尺寸檢測裝置，其特征在于:軸向尺寸具體計算過程為:通過交流伺服主電機(7)自帶的編碼器獲得電機旋轉圈數(shù)信息，繼而計算出鋼絲繩(9)繞進或繞出槽輪(8)的長度，從而計算得到移動小車(2)的運動位移，進而就得到了在鍛壓機(4)上鍛造的熱鍛件(3)的軸向尺寸。
【文檔編號】G01B21/00GK104390613SQ201410513160
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權日:2014年9月29日
【發(fā)明者】趙升噸, 蔡后勇, 梁錦濤, 李雪, 范淑琴, 李靖祥 申請人:西安交通大學