[实用新型]一种用于钢球冷镦成形的在线监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于钢球冷镦成形的在线监测系统。 

背景技术

钢球作为机械装备领域的关键零件，主要用于轴承、阀门、丝杠传动、抛光等，是机械、汽车行业以及军工、航空航天工业必不可少的零件。目前国内钢球的基本加工工艺过程为：原材料→冷镦→光球→热处理→硬磨→初研→精研→超精研→光学外观→清洗防锈→成品检验→包装。冷镦制坯能够保证良好的产品精度和机械性能，因而中小型钢球制坯普遍采用冷镦加工工艺。冷镦作为钢球加工的第一道工序，其成性缺陷具有扩散性、遗传性、隐蔽性，往往在后续工序中暴露出来，是主要的质量隐患和次品源头。环带缺陷(无环带或环带过大)是钢球成行过程中的主要质量缺陷。 

目前国内钢球冷镦设备只执行机械式的往复运动，缺乏过程检测；传统的采用专用检测器具进行人工检测的方法，检测效率低，量具易磨损，生产过程中问题不能被及时发现和纠正，造成毛坯质量稳定性差，合格钢球毛坯中往往混杂着坏品，严重影响成品合格率。 

在专利申请号为[201310519608.0]中公开了一种钢球高速冷镦机的自动检测装置,，包括固定在冷镦机机架上的PLC、冷镦机面板1、模块2、固定模壳3、固定球模4、活动模壳5和活动球模6，所述模块2与冷镦机面板1固定连接，固定模壳3通过垫板9固定安装在模块2上，固定球模4安装在固定模壳3内，活动球模6安装在活动模壳5内，活动模壳5通过偏心轮与冷镦机的高速电机连接，该自动检测装置还包括压力传感器7；在冷镦机的面板1上设有孔8，孔8内装入压力传感器7，压力传感器7通过导线与冷镦机上PLC连接； 

现有专利的自动检测装置,压力传感器需要安装在冷镦机面板上的孔内，安装不方便，并且在现有冷镦机的基础上进行设备改造麻烦，需要重新打孔来安装传感器；采用PLC控制，成本较高。并且只通过获取冲击压力的值来根据压力范围判断球是否合格的方法并不全面，应根据冷镦过程中压力--时间信号建立包络曲线判断。 

实用新型内容

为了解决现有技术存在的不足，本实用新型公开了一种用于钢球冷镦成形的在线监测系统，通过对冷镦过程中动模、静模位移信号进行实时监测和记录，并通过自学习算法自动建立生产监测标准，在线提取监测并分析信号特征，在加工过程中实时监测冷镦球坯时间-位移 曲线，通过相关分析算法分析与生产监测标准的匹配程度，使得生产过程中有问题被及时发现，具有质量追踪及优化、异常报警及设备保护等功能。 

为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下： 

一种用于钢球冷镦成形的在线监测系统，包括动、静模位移信号采集装置，位移信号采集装置与单片机控制系统相连，单片机控制系统与人机界面相连，所述的动、静模位移信号采集装置采集动模、静模之间的位移变化，并将位移变化转化为电压变化；所述的电压信号传输给单片机控制系统，所述的单片机控制系统对电压信号进行处理后，在人机界面上显示。 

所述的动、静模位移信号采集装置包括微位移电涡流传感器、安装在冷镦机固定模壳上的固定支架和安装在活动模壳上且用于传感器感应的固定感应块；所述的微位移电涡流传感器安装在固定支架上。 

所述的单片机控制系统主要包括单片机芯片，A/D转换模块，报警装置。A/D转换模块和报警装置均与单片机芯片相连； 

所述的报警装置主要包括继电器和红色报警灯，继电器来控制报警灯电路的通断； 

所述的人机界面为触摸屏人机界面，通过串口线与单片机芯片的串口通信连接； 

所述的微位移电涡流传感器、单片机控制系统、人机界面均通过系统控制电源电路供电； 

所述的系统控制电源电路包括旋钮开关、电源指示灯以及工业级AC-DC开关电源，AC-DC开关电源将220V交流电转换成24V和5V直流电输出。 

微位移电涡流传感器通过电涡流效应的原理，准确测量被测体(必须是金属导体)与探头端面的相对位置，并位移变化转化为电压变化。将微位移电涡流传感器及感应块分别安装在静模和动模一侧，生产过程中冷镦胎体的距离变化转变为电压变化信号。 

动、静模位移信号采集装置用于对冷镦过程中动模、静模之间位移变化的信号进行采集； 

人机界面用于显示冷镦过程中位移信号的变化参数及冷镦机工作状态；