礦用截齒性能檢測試驗(yàn)臺和檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種礦用截齒性能檢測試驗(yàn)臺和檢測方法，屬于采礦領(lǐng)域。所述方法包括：第一油缸、第二油缸、被割介質(zhì)放置模塊、截割臺、輸入模塊、檢測模塊和控制模塊；第一油缸、第二油缸和被割介質(zhì)放置模塊連接，控制模塊分別與第一油缸、第二油缸、被割介質(zhì)放置模塊、截割臺、輸入模塊和檢測模塊連接，檢測模塊分別與第一油缸、第二油缸、被割介質(zhì)放置模塊、截割臺連接。模擬了礦用截齒在不同截割角度與不同截割半徑條件下的截割過程，實(shí)現(xiàn)了礦用截齒性能的檢測，提高了研發(fā)效率，降低了研發(fā)成本，提高了礦用截齒的可靠性。
【專利說明】礦用截齒性能檢測試驗(yàn)臺和檢測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及采礦領(lǐng)域，特別涉及一種礦用截齒性能檢測試驗(yàn)臺和檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 由于截齒是掘進(jìn)機(jī)截割頭上的重要零件，其材料、齒形和排布角度均直接影響著 掘進(jìn)機(jī)的最關(guān)鍵指標(biāo)-截割效率。此時(shí)，在截齒研發(fā)過程中，對其性能進(jìn)行相應(yīng)試驗(yàn)對比分 析，為研發(fā)出高性能的截齒奠定基礎(chǔ)。
[0003] 但是現(xiàn)有技術(shù)尚未提供有效的實(shí)驗(yàn)室檢測方法，不同形狀、不同材料及不同安裝 角度對截齒性能的影響程度，得不到精確的認(rèn)知，使得無法生產(chǎn)制造出高性能的截齒產(chǎn)品。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種礦用截齒性能檢測試驗(yàn)臺和 檢測方法。所述技術(shù)方案如下：
[0005] 第一方面，提供了一種礦用截齒性能檢測試驗(yàn)臺，所述試驗(yàn)臺包括：
[0006] 第一油缸、第二油缸、被割介質(zhì)放置模塊、截割臺、輸入模塊、檢測模塊和控制模 塊；
[0007] 所述第一油缸、所述第二油缸和所述被割介質(zhì)放置模塊連接，所述控制模塊分別 與所述第一油缸、所述第二油缸、被割介質(zhì)放置模塊、截割臺、輸入模塊和檢測模塊連接，所 述檢測模塊分別與所述第一油缸、第二油缸、被割介質(zhì)放置模塊、截割臺連接；
[0008] 所述輸入模塊用于接收用戶輸入的控制指令，所述控制指令包括所述第一油缸的 第一速度和第一給進(jìn)量，所述第二油缸的第二速度和第二給進(jìn)量，所述截齒的截割速度、截 割點(diǎn)；
[0009] 所述控制模塊用于根據(jù)所述控制指令，控制所述第一油缸以第一速度和第一給進(jìn) 量運(yùn)動(dòng)，所述第二油缸以第二速度和第二給進(jìn)量運(yùn)動(dòng)；所述第一油缸運(yùn)動(dòng)和所述第二油缸 運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)所述被割介質(zhì)放置模塊運(yùn)動(dòng)；
[0010] 所述控制模塊還用于控制所述截割臺設(shè)置所述截齒的截割角度和截割半徑； [0011] 所述控制模塊還用于控制所述截齒以所述截割速度、所述截割角度和所述截割半 徑在所述截割點(diǎn)對所述被割介質(zhì)進(jìn)行截割；
[0012] 所述檢測模塊用于檢測截割過程中所述截齒的性能參數(shù)以及所述試驗(yàn)臺的運(yùn)行 模式，其中，所述截齒的性能參數(shù)包括所述截齒的截割效率，所述試驗(yàn)臺的運(yùn)行模式包括手 動(dòng)運(yùn)行模式、單步運(yùn)行模式和自動(dòng)運(yùn)行模式。
[0013] 結(jié)合第一方面，在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，
[0014] 所述控制模塊包括可編程控制器，模擬量輸入輸出模塊，模擬量輸入輸出模塊，開 關(guān)量輸入輸出模塊，所述輸入模塊包括觸摸屏，手動(dòng)截割X軸正反向按鈕，手動(dòng)Z軸正反向 按鈕，手動(dòng)自動(dòng)單步方式選擇開關(guān)，自動(dòng)啟動(dòng)自動(dòng)停止按鈕，單步運(yùn)行及暫停按鈕，工作參 考點(diǎn)設(shè)定按鈕，截割點(diǎn)設(shè)定按鈕，手動(dòng)高低速選擇開關(guān)，截割正反向限位感應(yīng)開關(guān)，Z軸向正 反向限位開關(guān)，截割開始結(jié)束角度到位開關(guān)，油溫開關(guān)，油位開關(guān)，濾油器開關(guān)，自動(dòng)運(yùn)行、 自動(dòng)停止、故障指示，所述第一油缸和所述第二油缸包括停止油泵電機(jī)、停止截割電機(jī)、工 作臺截割移動(dòng)電機(jī)、工作臺軸向移動(dòng)繼電器，工作臺截割移動(dòng)電機(jī)、工作臺軸向移動(dòng)模擬量 輸出控制電機(jī)，所述檢測模塊包括工作臺截割方向位移傳感器，工作臺軸向位移傳感器，截 割應(yīng)力傳感器，截割電流傳感器，液壓壓力傳感器等組成。
[0015] 第二方面，提供了一種檢測方法，所述方法應(yīng)用于礦用截齒性能的檢測，所述方法 包括：
[0016] 接收用戶在輸入模塊輸入的控制指令，所述控制指令包括所述第一油缸的第一速 度、第一給進(jìn)量和第一給進(jìn)次數(shù)，所述第二油缸的第二速度和第二給進(jìn)量，所述截齒的截割 速度、截割點(diǎn)；
[0017] 控制所述第一油缸以第一速度和第一給進(jìn)量運(yùn)動(dòng)，所述第二油缸以第二速度和第 二給進(jìn)量運(yùn)動(dòng)；所述第一油缸運(yùn)動(dòng)和所述第二油缸運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)所述被割介質(zhì)放置模塊運(yùn)動(dòng)；
[0018] 設(shè)置所述截齒的截割角度和截割半徑；
[0019] 控制所述截齒以所述截割速度、所述截割角度和所述截割半徑在所述截割點(diǎn)對所 述被割介質(zhì)進(jìn)行截割；
[0020] 檢測截割過程中所述截齒的性能參數(shù)以及所述試驗(yàn)臺的運(yùn)行模式模式，其中，所 述截齒的性能參數(shù)包括所述截齒的截割效率，所述試驗(yàn)臺的運(yùn)行模式包括手動(dòng)運(yùn)行模式、 單步運(yùn)行模式和自動(dòng)運(yùn)行模式。
[0021] 結(jié)合第二方面，在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述方法還包括：
[0022] 接收模式指令，根據(jù)所述模式指令，控制所述試驗(yàn)臺進(jìn)行礦用截齒性能檢測。
[0023] 結(jié)合第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述方法 還包括：
[0024] 顯示所述試驗(yàn)臺的運(yùn)行模式。
[0025] 結(jié)合第二方面，在第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述方法還包括：
[0026] 檢測所述礦用截齒性能檢測試驗(yàn)臺是否發(fā)生故障，若所述礦用截齒性能檢測試驗(yàn) 臺發(fā)生故障，則發(fā)出警報(bào)。
[0027] 本發(fā)明實(shí)施例通過提供一種礦用截齒性能檢測試驗(yàn)臺和檢測方法，模擬了礦用截 齒在不同截割角度與不同截割半徑條件下的截割過程，實(shí)現(xiàn)了礦用截齒性能的檢測，提高 了研發(fā)效率，降低了研發(fā)成本，提高了礦用截齒的可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他 的附圖。
[0029] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供一種礦用截齒性能檢測試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供一種礦用截齒性能檢測試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供一種礦用截齒性能檢測試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種檢測方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方 式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0034] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種礦用截齒性能檢測試驗(yàn)臺1，參照圖1所示，試驗(yàn)臺包括：
[0035] 第一油缸11、第二油缸12、被割介質(zhì)放置模塊13、截割臺14、輸入模塊15、檢測模 塊16和控制模塊17 ;
[0036] 第一油缸、第二油缸和被割介質(zhì)放置模塊連接，控制模塊分別與第一油缸、第二油 缸、被割介質(zhì)放置模塊、截割臺、輸入模塊和檢測模塊連接，檢測模塊分別與第一油缸、第二 油缸、被割介質(zhì)放置模塊、截割臺連接；
[0037] 輸入模塊用于接收用戶輸入的控制指令，控制指令包括第一油缸的第一速度和第 一給進(jìn)量，第二油缸的第二速度和第二給進(jìn)量，截齒的截割速度、截割點(diǎn)；
[0038] 其中，在礦用截齒性能檢測試驗(yàn)臺1中，單齒截割試驗(yàn)臺要求控制器截線間距可 從0?30毫米可調(diào)，截割力可調(diào)整，單齒截割力在0?50000N之間可變，截割半徑為100? 800毫米可調(diào)，截割速度每分20轉(zhuǎn)至60轉(zhuǎn)，在每轉(zhuǎn)截割時(shí)工作臺停止進(jìn)給，在每轉(zhuǎn)不截割時(shí) 工作臺進(jìn)給，截割方向X軸行程為400毫米長度，縱向切割方向Z軸行程為800毫米長度， 截割要求手動(dòng)自動(dòng)運(yùn)行，X、Z軸要求移動(dòng)定位精度為0. 5毫米。
[0039] 控制模塊用于根據(jù)控制指令，控制第一油缸以第一速度和第一給進(jìn)量運(yùn)動(dòng)，第二 油缸以第二速度和第二給進(jìn)量運(yùn)動(dòng)；第一油缸運(yùn)動(dòng)和第二油缸運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)被割介質(zhì)放置模塊 運(yùn)動(dòng)；
[0040] 控制模塊還用于控制截割臺設(shè)置截齒的截割角度和截割半徑；
[0041] 控制模塊還用于控制截齒以截割速度、截割角度和截割半徑在截割點(diǎn)對被割介質(zhì) 進(jìn)行截割；
[0042] 由于截齒在不同的截割角度已經(jīng)不同的截割半徑時(shí)的截割效率不同，所以，可以 通過設(shè)置截齒的截割半徑和截割角度，獲取截齒在不同的截割半徑和截割角度下的截割效 率實(shí)現(xiàn)了礦用截齒性能的檢測。
[0043] 其中，在設(shè)定截割角度之后，還可以利用截割開始角度傳感器和截割結(jié)束角度傳 感器實(shí)現(xiàn)截割角度的檢測，其中，截割開始角度傳感器和截割結(jié)束角度傳感器的安裝位置 可以如圖2所示。
[0044] 同時(shí)，由于截齒的截割效率還與截齒的材質(zhì)有關(guān)，所以，截齒的性能參數(shù)是與截齒 的材質(zhì)是相關(guān)的。
[0045] 控制模塊還用于控制截齒以截割速度在截割點(diǎn)對被割介質(zhì)進(jìn)行截割；
[0046] 檢測模塊用于檢測截割過程中截齒的性能參數(shù)以及試驗(yàn)臺的運(yùn)行模式。
[0047] 具體的，控制模塊17包括可編程控制器，模擬量輸入輸出模塊，模擬量輸入輸出 模塊，開關(guān)量輸入輸出模塊，輸入模塊15包括觸摸屏，手動(dòng)截割X軸正反向按鈕，手動(dòng)Z軸 正反向按鈕，手動(dòng)自動(dòng)單步方式選擇開關(guān)，自動(dòng)啟動(dòng)自動(dòng)停止按鈕，單步運(yùn)行及暫停按鈕， 工作參考點(diǎn)設(shè)定按鈕，截割點(diǎn)設(shè)定按鈕，手動(dòng)高低速選擇開關(guān)，截割正反向限位感應(yīng)開關(guān)，Z 軸向正反向限位開關(guān)，截割開始結(jié)束角度到位開關(guān)，油溫開關(guān)，油位開關(guān)，濾油器開關(guān)，自動(dòng) 運(yùn)行、自動(dòng)停止、故障指示，第一油缸11和第二油缸12包括停止油泵電機(jī)、停止截割電機(jī)、 工作臺截割移動(dòng)電機(jī)、工作臺軸向移動(dòng)繼電器，工作臺截割移動(dòng)電機(jī)、工作臺軸向移動(dòng)模擬 量輸出控制電機(jī)，檢測模塊15包括工作臺截割方向位移傳感器，工作臺軸向位移傳感器， 截割應(yīng)力傳感器，截割電流傳感器，液壓壓力傳感器等組成。
[0048] 值得注意的是，控制模塊包括比例控制閥，該比例控制閥搭載PID算法。由用戶設(shè) 定位置控制參數(shù)，PID參數(shù)通過實(shí)驗(yàn)研究整定好后進(jìn)行設(shè)定，使用PID控制模塊進(jìn)行運(yùn)算， 結(jié)果經(jīng)由模擬量輸出位驅(qū)動(dòng)比例閥工作，使液壓缸按要求運(yùn)行?，F(xiàn)場位移傳感器采集液壓 缸位置實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
[0049] 結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，PID算法實(shí)現(xiàn)PID功能的過程為：
[0050] PID功能塊通過一個(gè)PID回路表交換數(shù)據(jù)，這個(gè)表是在V數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中的開辟，長 度為36字節(jié)。因此每個(gè)PID功能塊在調(diào)用時(shí)需要指定兩個(gè)要素：PID控制回路號，以及控 制回路表的起始地址（以VB表示）。配置了 PID回路1為X軸截割進(jìn)給。
[0051] 第一步：設(shè)定PID回路參數(shù)：
[0052] 定義回路設(shè)定值（SP，即給定）的范圍：在低限（Low Range)和高限（High Range) 輸入域中輸入給定值范圍ioo. 〇及〇,表示給定值的取值范圍占過程反饋量程的百分比。
[0053] 設(shè)定 Gain (增益），Integral Time (積分時(shí)間），Derivative Time (微分時(shí)間）， Sample Time (采樣時(shí)間）。
[0054] 第二步：設(shè)定回路輸入輸出值：
[0055] 指定輸入類型，Unipolar :單極性，輸入信號為5V，（0_500mm) (AIW)。
[0056] 反饋輸入取值范圍，取值為0-+32000,對應(yīng)的輸入范圍5V(0-500mm) (AIW)。
[0057] Output Type (輸出類型）為模擬量輸出± IOV (AQW)。取值范圍：Bipolar時(shí)，取 值-32000 到 32000。
[0058] 第三步：指定PID運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，使用了一個(gè)120個(gè)字節(jié)的V區(qū)參數(shù)表來進(jìn)行控 制回路的運(yùn)算工作，定義一個(gè)起始地址VBO。
[0059] 第四步：定義向?qū)傻腜ID初使化子程序（PID_INIT)和中斷程序（PID_EXE) 及手/自動(dòng)模式。
[0060] 第五步：PID子程序、中斷程序及符號表。
[0061] 第六步：要在程序中調(diào)用PID子程序。
[0062] 實(shí)力型的，PID子程序可以如表1所示：
[0063] 表 1
[0064]

【權(quán)利要求】
1. 一種礦用截齒性能檢測試驗(yàn)臺，其特征在于，所述礦用截齒性能檢測試驗(yàn)臺包括： 第一油缸、第二油缸、被割介質(zhì)放置模塊、截割臺、輸入模塊、檢測模塊和控制模塊； 所述第一油缸、所述第二油缸和所述被割介質(zhì)放置模塊連接，所述控制模塊分別與所 述第一油缸、所述第二油缸、被割介質(zhì)放置模塊、截割臺、輸入模塊和檢測模塊連接，所述檢 測模塊分別與所述第一油缸、第二油缸、被割介質(zhì)放置模塊、截割臺連接； 所述輸入模塊用于接收用戶輸入的控制指令，所述控制指令包括所述第一油缸的第 一速度和第一給進(jìn)量，所述第二油缸的第二速度和第二給進(jìn)量，所述截齒的截割速度、截割 占. 所述控制模塊用于根據(jù)所述控制指令，控制所述第一油缸以第一速度和第一給進(jìn)量運(yùn) 動(dòng)，所述第二油缸以第二速度和第二給進(jìn)量運(yùn)動(dòng)；所述第一油缸運(yùn)動(dòng)和所述第二油缸運(yùn)動(dòng) 帶動(dòng)所述被割介質(zhì)放置模塊運(yùn)動(dòng)； 所述控制模塊還用于控制所述截割臺設(shè)置所述截齒的截割角度和截割半徑； 所述控制模塊還用于控制所述截齒以所述截割速度、所述截割角度和所述截割半徑在 所述截割點(diǎn)對所述被割介質(zhì)進(jìn)行截割； 所述檢測模塊用于檢測截割過程中所述截齒的性能參數(shù)以及所述試驗(yàn)臺的運(yùn)行模式， 其中，所述截齒的性能參數(shù)包括所述截齒的截割效率，所述試驗(yàn)臺的運(yùn)行模式包括手動(dòng)運(yùn) 行模式、單步運(yùn)行模式和自動(dòng)運(yùn)行模式。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制模塊包括可編程控制器，模擬量 輸入輸出模塊，模擬量輸入輸出模塊，開關(guān)量輸入輸出模塊，所述輸入模塊包括觸摸屏，手 動(dòng)截割X軸正反向按鈕，手動(dòng)Z軸正反向按鈕，手動(dòng)自動(dòng)單步方式選擇開關(guān)，自動(dòng)啟動(dòng)自動(dòng) 停止按鈕，單步運(yùn)行及暫停按鈕，工作參考點(diǎn)設(shè)定按鈕，截割點(diǎn)設(shè)定按鈕，手動(dòng)高低速選擇 開關(guān)，截割正反向限位感應(yīng)開關(guān)，Z軸向正反向限位開關(guān)，截割開始結(jié)束角度到位開關(guān)，油溫 開關(guān)，油位開關(guān)，濾油器開關(guān)，自動(dòng)運(yùn)行、自動(dòng)停止、故障指示，所述第一油缸和所述第二油 缸包括停止油泵電機(jī)、停止截割電機(jī)、工作臺截割移動(dòng)電機(jī)、工作臺軸向移動(dòng)繼電器，工作 臺截割移動(dòng)電機(jī)、工作臺軸向移動(dòng)模擬量輸出控制電機(jī)，所述檢測模塊包括工作臺截割方 向位移傳感器，工作臺軸向位移傳感器，截割應(yīng)力傳感器，截割電流傳感器，液壓壓力傳感 器等組成。
3. -種檢測方法，所述方法應(yīng)用于礦用截齒性能的檢測，其特征在于，所述檢測方法包 括： 接收用戶在輸入模塊輸入的控制指令，所述控制指令包括所述第一油缸的第一速度、 第一給進(jìn)量和第一給進(jìn)次數(shù)，所述第二油缸的第二速度和第二給進(jìn)量，所述截齒的截割速 度、截割點(diǎn)； 控制所述第一油缸以第一速度和第一給進(jìn)量運(yùn)動(dòng)，所述第二油缸以第二速度和第二給 進(jìn)量運(yùn)動(dòng)；所述第一油缸運(yùn)動(dòng)和所述第二油缸運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)所述被割介質(zhì)放置模塊運(yùn)動(dòng)； 設(shè)置所述截齒的截割角度和截割半徑； 控制所述截齒以所述截割速度、所述截割角度和所述截割半徑在所述截割點(diǎn)對所述被 割介質(zhì)進(jìn)行截割； 檢測截割過程中所述截齒的性能參數(shù)以及所述試驗(yàn)臺的運(yùn)行模式，其中，所述截齒的 性能參數(shù)包括所述截齒的截割效率，所述試驗(yàn)臺的運(yùn)行模式包括手動(dòng)運(yùn)行模式、單步運(yùn)行 模式和自動(dòng)運(yùn)行模式。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 接收模式指令，根據(jù)所述模式指令，控制所述試驗(yàn)臺進(jìn)行礦用截齒性能檢測。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 顯示所述試驗(yàn)臺的運(yùn)行模式。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 檢測所述礦用截齒性能檢測試驗(yàn)臺是否發(fā)生故障，若所述礦用截齒性能檢測試驗(yàn)臺發(fā) 生故障，則發(fā)出警報(bào)。
【文檔編號】G01M13/00GK104390771SQ201410706961
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月16日
【發(fā)明者】李祥松 申請人:沈陽工程學(xué)院