[发明专利]一种塑性成形机床性能数据采集及分析装置

说明书

本发明公开了一种塑性成形机床性能数据采集及分析装置，通过传感器采集机螺旋压力机、热模锻压力机、(自由锻及模锻)液压机等塑性成形机床性能数据，对其进行分析，评价其性能和运行状态。在机床上安装打击力、气液压力、滑块位移、设备震动等传感器，采集与机床性能相关的数据；对数据进行传输及存储；按照一定原则和算法进行分析；对设备性能和运行状态进行评价。本发明用于研究塑性成形机床工艺应用性能，指导优化控制参数，判断其精度及性能状态，便利维护，本发明也可用于其他机床以及生产线上各种设备。

技术领域

本发明涉及对塑性成形机床的性能数据进行采集、传输、存储及分析评价。本发明可实现对塑性成形机床性能、精度保持性、可靠性、运行状态进行测量、分析，监控，报警；采用本发明的装置，获得的性能曲线及分析结果便于工艺人员合理发挥设备性能，性能评价结果便于维护人员了解设备状态，设备制造商提高制造水平。

背景技术

塑性成形机床是用于金属塑性成形的机床设备，主要包括(模锻、自由锻)液压机、螺旋压力机、曲柄压力机以及轧环机、旋压机等，应用在汽车、火车、航空、航天、军工、船舶等领域的模锻和自由锻件生产。

塑性成形机床的基本特点是将能量转换到成形对象，使冷态或热态的金属或非金属按照需要的性能及形状成形。塑性成形过程中，材料内在性能、形状都在变化，所以，塑性成形过程参数的控制：如材料的成形速度、温度变化、成形阻力、能量转换率等具有重要意义。不同于切削加工主要关注被加工件的尺寸精度，塑性成形装备更加关注工艺过程和设备性能的结合，这首先要求能够采集设备工艺参数数据，其次是分析、评价这些性能数据。

对塑性成形设备进行性能数据采集及分析，其意义主要有以下几点：1.评价设备工艺能力，改进工艺控制过程；2.对不同设备性能进行比较，使设备与工艺匹配更佳，改进设备设计，发挥其性能特点；3.指导生产企业正确选择设备，更好地使用、维护设备。

随着技术进步，目前，塑性成形设备控制系统普遍具有测量、数据存储、故障分析、显示及报警等功能，并且随着传感器及计算机技术的发展，远程诊断，数据传输等技术也应用到设备控制系统。

目前先进的塑性成形设备，其控制系统已经具备如下功能：

1)滑块位移检测、模具识别、有料检测，实时监测产品厚度尺寸。

2)采用伺服及电液比例技术，可数字显示和比例控制，无级调速，随意控制滑块运行速度和位置，自由调节滑块平衡。

3)液压系统设置压力检测点，压力传感器检测点压判断故障。控制系统具有动作按钮；功能转换开关；电机启停按钮；各部分报警、监视显示、触摸屏等；以太网通讯；屏幕显示信息：压力机工作信息、故障信息，存储模具参数。

4)远程数据传输及远程运维、诊断系统。

5)数据采集及分析；

在压力机控制PC和用户PC之间采集、传输操作数据，并进行数据分析；

6)各系统间联系

控制系统提供自动化接口，配合自动进料、出料系统，可对自动化连续模式进行编程。采用PROFINET来进行数据交换，预留PROFINET接口，通过总控系统对设备进行数据监控和修改。总控系统与自动化系统存在集成、安全关系。

7)总控：报警；扫描系统；光电保护系统；安全互锁；

尽管如此，由于以下原因，设备的控制系统难以完成本文所述装置的功能：

1)设备控制系统的主要功能是设备运行控制，其功能配置重点是保证设备控制的灵敏性、可靠性。性能数据采集及分析需要高的采样速度和数据处理速度，塑性成形设备控制系统大多采用PLC逻辑控制器，运算、存储、分析能力明显不足。