[发明专利]实时测量压力机打击力的装置与方法及装置的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量打击力的装置与方法，特别涉及一种实时测量压力机打击力的装置与方法及装置的制作方法。 

背景技术

压力机是一种结构精巧的通用性压力机。具有用途广泛，生产效率高等特点，压力机可广泛应用于切断、冲孔、落料、弯曲、铆合和成形等工艺。通过对金属坯件施加强大的压力使金属发生塑性变形和断裂来加工成零件。 

对于小吨位的压力机，常用的打击力测量方法有冲量法、加速度法、测力传感器电测法。测力传感器电测法是将需要测量的非电量转换成电量后，再进行测量的一种方法，目前压力机打击力的测量一般都采用测力传感器电测法。对于大吨位的压力机，由于打击力大、频率高、温度高，没有现成的测力传感器，大吨位压力机测力困难。 

发明内容

本发明针对现有大吨位压力机测力困难的缺陷，提供了一种实时测量压力机打击力的装置。本发明所采用的技术方案如下： 

实时测量压力机打击力的装置，其特征在于，包括： 测力传感器，所述测力传感器由电阻式应变片粘贴在压力机立柱表面组成惠斯通电桥组成；

放大器，连接所述测力传感器；

数据采集卡，连接所述放大器；

路由器，连接所述数据采集卡；

压力机测力模块，连接所述路由器。

上述的实时测量压力机打击力的装置，其中，所述放大器和所述数据采集卡通过螺栓固定在数据采集盒里。 

上述的实时测量压力机打击力的装置，其中，所述电阻式应变片为4片，惠斯通电桥之间互不相邻的两对电阻式应变片分别平行和垂直于立柱轴向。 

实时测量压力机打击力的装置的制作方法，其特征在于，包含以下步骤： 

用砂纸、丙酮、脱脂棉、镊子清理压力机立柱表面测点处的氧化层、油污、灰尘、锈斑；

用胶水把4个电阻式应变片反面粘贴在压力机立柱表面，互不相邻的两对电阻式应变片分别平行和垂直于立柱轴向；  

对所述电阻式应变片进行干燥处理；     

连接所述4个电阻式应变片的接线端，4个电阻式应变片组成惠斯通电桥；

用万用表进行所述电阻式应变片粘贴质量的检查；

对所述测力传感器进行防潮保护。

实时测量压力机打击力的方法，其特征在于，包含以下步骤： 

（1）用有限元软件模拟不同摩擦系数下圆环镦粗过程中载荷的变化，并提取圆环高度、内外径尺寸变化值，做出不同摩擦系数下压下量与圆环内径曲线图及不同摩擦系数下圆环变形后内径与打击力的关系表； 

（2）用圆环试样进行圆环镦粗实验，测量镦粗变形后的该圆环试样的高度和内径，此时压力机测量模块显示初始打击力P0，实验前压力机测量模块自身初始设定打击系数K的初始值为K0，根据测量镦粗变形后的该圆环试样的高度和内径，查所述不同摩擦系数下压下量与圆环内径曲线图确定打击过程中的摩擦系数，根据该摩擦系数和所述镦粗变形后的圆环试样的高度，查所述不同摩擦系数下圆环变形后高度与打击力的关系表得到的打击力P为实际的打击力值，打击系数、打击力、输出电压的关系为P=K·U，其中P为打击力，K为打击系数，U为所述数据采集卡的电压数字信号，因为P=K·U，P与K为线性关系，得到P0 /K0 =P/K,所以K=(P·K0 )/ P0，计算得到打击系数K的标定值，并把该标定值替换掉初始值K0，完成打击系数K的标定。

上述的实时测量压力机打击力的方法，其中，还包含：完成所述打击系数K的标定后，在压力机的打击过程中，放大器放大测力传感器的模拟电压信号，数据采集卡把所述模拟电压信号转化为电压数字信号U，根据 P=K·U，获得实时压力机打击力。 

本发明的优点是可以用来实时测量打击力的大小来指导实际生产，控制生产成本、提高生产效率。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明： 

图1为实时测量压力机打击力的装置系统框图；

图2为电阻式应变片连接成惠斯通电桥电路图；

图3 为不同摩擦系数下压下量与圆环内径曲线图；

图4为不同摩擦系数下圆环变形后高度与打击力的关系表。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。 

如图1、图2所示，测力传感器1由电阻式应变片10、电阻式应变片11、电阻式应变片12、电阻式应变片13组成，测力传感器1的具体制作步骤为：