[实用新型]金属压力加工的冲击力动态监测记录装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及锻造及冲压行业的一种压力成形过程冲击力波形动态实时监测装置，能够通过监测机床工作过程参数实现产品质量控制，通过历史数据记录追踪分析改进提升产品质量，属机械自动化检测技术领域。

技术背景

目前，在金属加工领域，尤其是在锻造以及冲压工业，普遍使用超声斜射横波及直射纵波检测，扫描电镜观察，磁粉检测，图像边缘检测等技术。产品的检测在生产过程完成后，不能及时发现生产过程中的问题，容易生产出大量的次品，甚至造成模具的永久损坏。在锻造及冲压行业中，目前尚无可行的在线监测产品质量的装置。在某些场合下，模具损坏现象相当严重，产品的次品率相对较高，难以及时发现机床故障并报警，以及时采取相应措施。

设计出能应用于实际生产过程中，以实现对产品质量追踪，及时发现机械故障的在线监测系统是金属压力加工行业的重要课题。

发明内容

为了对锻件及冲压件进行产品质量追踪并发现机械故障，本实用新型公开了一种在线监测系统，其所要解决的技术问题是，提供一种成本较低的产品质量在线监测装置，使其能够简单方便的安装在锻压机床上，使后台监测系统可以动态获得监测模具与被挤压原料之间的工作压力负荷，根据冲击力与产品质量的对应关系，实时监测并记录产品质量状况，并通过液晶显示屏将信息在线直观显示出来，方便机床操作人员观察。本实用新型可及时发现问题机床，防止模具损坏，对次品报警，减少批量产品的次品率，不仅可以保护机械设备和模具，还可以提高产品的质量，节约维修时间，降低生产成本。

为实现以上目的，本实用新型的监测原理是通过监测机床的冲击力能量来在线监测产品质量。

它包括内部控制部分：压电式传感器(1)、电荷放大器(2)、限幅检波电路(3)、A/D转换电路(4)、单片机(5)、LCD驱动模块(6)及液晶显示屏(7)、开关电源(8)；

单片机外围扩展电路部分：键盘电路(12)、打印机接口(9)、RS-232/485通讯电路(10)和超限报警电路(11)

其特征是所述的内部控制电路部分主要包括三大部分：

A、工作负荷实时测控部件：压电式传感器(1)电荷-电压转换部件：电荷放大器(2)限幅检波电路(3)

B、单片机信号处理部分：数据运算、A/D转换、LCD驱动、键盘响应C、输出部分：工作参数记录、显示、通讯

电荷放大器(2)与压电传感器(1)连接，传感器(1)的输出信号经电荷放大器(2)变为电压信号；电荷放大器(2)的输出端与限幅检波电路(3)连接，将实现高频信号的调幅包络。

压电式传感器安装于与冲击力一致的轴向，实时采集不规则的冲击力形态。单片机外围扩展电路支持冲击力历史记录及打印输出，可通过键盘设定装置初始参数，通过RS-232/485等通讯接口在线对监测装置进行软件升级

本实用新型由安装于机床床身的高灵敏度压电式传感器、电荷放大电路、限幅检波电路、A/D转换电路、LCD驱动显示电路、RS-232/485接口电路、键盘电路及超限报警电路组成。首先根据各种机械设备的基本原理和机械结构，正确的选择监测位置(无须在原设备上进行大大改动，锻造及冲压机械尽量位于模具对撞的轴向)，将高灵敏度压电式传感器安装在相应的监测位置上。根据不同的冷加工机械，设置特定使用的监测限度，这样传感器就会实时采集模具与被挤压原料之间的工作压力负荷，将不规则的冲击力形态侦测出来。

机床冲击力信号为高频高次谐波，形态不规则，不易监测其能量。将电容器和负载电阻并联，与电荷放大器相连形成RC包络检波电路，得到波形包络线，进入A/D转换器进行采样和数据处理。键盘电路作用是根据具体设备的参数和用户的不同要求调出相关的产品记录和传输、调整装置灵敏度、设置基本参数等。为方便用户在线观察产品质量情况，本实用新型设有压力成形过程冲击力动态波形LCD显示驱动电路。根据机械设备运行的情况，记录下的相应统计结果，在液晶显示屏显示相应的负荷波形，并设有工作时间、产品数量统计、设备生产速度等参数记录、显示。机械设备在生产过程中以此为标准进行生产，如果此负荷波形发生异常，装置会自动报警或者自动关闭机械设备电源，此时说明生产过程中有问题被及时发现。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为安装示意图

图2为总体电路原理框图

图3为单片机外围扩展原理框图

具体实施方式