[发明专利]多点振动时效控制系统

说明书

技术领域：

本发明涉及消除金属构件在加工生产工序中产生的残余应力的振动控制技术领域，特别是涉及一种多点振动时效控制系统。

背景技术：

在大中型金属构件加工制造过程中，冷、热加工等工序所引致的残余应力及其非均匀分布会给构件的力学性能与尺寸稳定性带来严重影响。为了消除和匀化金属构件内的残余应力，可采取自然时效、热时效、静态过载时效、热冲击时效、振动时效等方法，其中振动时效方法由于具有投资少、耗能低、时间短、经济性好等特点，而使其应用日益广泛。

在现有技术中，振动时效装置常采用一个激振器进行激振时效作业和采用一个加速度传感器采集振动信号，其存在的缺陷是：

(1)单点激振。单个激振器作业时消除和匀化工件内残余应力的效果往往不能够达到理想的预期效果，且若采用多个谐振频率相继激振，将会使得时效作业时间延长。

(2)单点采集。当加速度传感器放在工件某一固有振型的节点时，将无法检测到工件振动时的加速度值或使工艺参数出现漏选、误选等，且若采用在工件多点相继检测，将有可能使得振动时效效果出现误判等。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有技术中的缺陷而开发了一种多点振动时效控制系统，引入虚拟仪器技术，并通过射极跟随器单元电路，实现了多组控制信号(包括控制电压和驱动脉冲)的同时输出和多路加速度信号的同步采集，从而有效克服了背景技术所述存在的一系列问题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：多点振动时效控制系统，包括数据采集卡(2)和用于控制数据采集卡(2)的PC机(1)，其特征是：所述的PC机(1)上安装有LabVIEW主控程序通过数据采集卡(2)与接线盒(3)相连，接线盒(3)的控制电压和脉冲频率输出口通过激振器驱动电路(4)与多个激振器(5)相连，多个激振器(5)通过工件(6)与多个加速度传感器(7)相连，多个加速度传感器(7)通过信号调理电路(8)与接线盒(3)的输入口相连接。

所述的PC机(1)采用LabVIEW语言编程开发，通过数据采集卡(2)同时输出多路可调的控制电压信号和一路驱动脉冲。

所述的激振器驱动电路(4)，采用射极跟随器单元电路，将数据采集卡(2)输出的一路驱动脉冲变换为多路相同的驱动脉冲。

所述的工件(6)振前扫频采用多个加速度传感器(7)同时检测，激振力可调的单个激振器(5)激振；时效处理采用多个加速度传感器(7)同时检测，激振力可调的多个激振器(5)同时同频激振；振后扫频时采用单个加速度传感器(7)检测，激振力可调的单个激振器(5)激振。

所述的工件(6)在时效处理时多个激振器(5)根据多个加速度传感器(7)采集的加速度值自动调节激振力大小循环时效过程，直至所测加速度-时间曲线符合机械行业标准JB/T 5926-2005。

所述的工件(6)振前扫频采用多个加速度传感器(7)同时检测，寻找激振频率。

所述的数据采集卡(2)通过接线盒(3)和信号调理电路(8)将加速度传感器(7)检测到的多路加速度信号采集进PC机(1)进行分析处理。

本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：所述的多点振动时效控制系统，其改变了传统的振动时效作业模式：

(1)时效中根据各个采集的加速度值闭环控制多个同频激振器的激振力大小，激振消除工件残余应力，大大的提高了系统作业的效率，使得残余应力消除的效果更加明显；

(2)扫频中多点同时在线检测，可快速、准确的确定出控制系统的激振频率，从而有效的提高了时效处理的作业质量；

(3)全自动模式的开发，提高了振动时效控制系统的智能化水平。

附图说明：

图1是本发明的系统硬件控制结构示意图；

图2是本发明的系统的全自动模式控制方法流程图；

图3是本发明的系统的半自动模式控制方法流程图；

图4是本发明的系统的手动模式控制方法流程图。

具体实施方式：

以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述：