[實用新型]一種高精度曲率測控裝置

無效

• 申請號: 200620168332.1
• 申請日: 2006-12-20
• 公開（公告）號: CN201002113Y
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發明（設計）人: 吳景輝;朱軍;張環宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: B21D7/14
• 分類號: B21D7/14;B21D7/12;B21D7/16;B21C51/00;G05B11/32;G05B11/42
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司
• 代理人: 許宗富;周秀梅

技術領域

本實用新型涉及曲率測量控制技術，特別是一種高精度曲率測控裝置。

背景技術

肋骨冷彎機目前普遍采用的曲率測量方法為弦線測量法。弦線測量法的缺點是需要安裝四個位移傳感器并將其中之一位移傳感器裝在肋骨前端并隨肋骨同步移動，因此需要安裝龐大的支撐導軌。肋骨加工過程是分段進給的，每次進給的長度是固定的，這樣不僅加工的精度受影響，而且加工的效率也很低。因此實現肋骨冷彎機的連續進給，并提高肋骨曲率的檢測精度與肋骨加工效率是目前亟待解決的問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種高精度曲率測量控制裝置，用于潛艇及船體肋骨的連續冷彎加工。

本實用新型的技術方案是這樣實現的：

測控裝置：包括3個直線位移檢測機構，垂直安裝在機臺的一邊，每個直線位移檢測機構之間平行設置；還包括執行機構，由成形輪、支撐輪、液壓系統構成，2個支撐輪固定在工作臺面上，于肋骨的外側平行設置；與液壓系統相連的成形輪安裝在肋骨的內側，與直線位移檢測機構同側，平行設置于2個支撐輪中間；

其中一個直線位移檢測機構以直線位移傳感器為核心，還包括檢測輪、導桿和裝有變送器的滑塊，其導桿前端通過檢測輪與鋼料抵接，使導桿可頂緊鋼料，后端與裝在直線位移傳感器上的滑塊相連；滑塊另一端經壓縮彈簧安裝在機臺上，和檢測輪同軸位置設置一旋轉編碼器，旋轉編碼器、滑塊上的變送器信號分別接至有測量控制程序的工控機中計數卡；所述直線位移傳感器采用具有將直線位移信號轉換為5V方波功能的直線位移傳感器。

本實用新型具有如下優點：

1.本實用新型結構簡單，測量使用方便，測量精度高，能夠精確控制肋骨曲率，彌補了原肋骨冷彎加工機床曲率檢測控制設備的不足，適合各種艦船肋骨或圓弧形鋼料冷彎加工時使用。

2.本實用新型能在工控機上顯示曲率半徑值及曲線形狀，曲線上各點的誤差、故障自動報警、配合肋骨冷彎機完成高精度肋骨曲率加工。

附圖說明

圖1為本實用新型裝置結構示意圖。

圖2為本實用新型一個實施例相鄰弦夾角給定值計算原理圖。

圖3為本實用新型一個實施例相鄰弦夾角反饋值計算原理圖。

圖4為本實用新型一個實施例控制原理圖。

圖5為本實用新型一個實施例測量控制程序流程圖。

具體實施方式

如圖1、3所示，本實用新型曲率測量控制裝置：3個直線位移檢測機構垂直安裝在機床工作臺的一邊，每個直線位移檢測機構之間平行設置；其中所述一個直線位移檢測機構以直線位移傳感器為核心，還包括檢測輪、導桿和裝有變送器的滑塊，其導桿前端通過檢測輪與鋼料抵接，使導桿可頂緊鋼料，后端與裝有直線位移傳感器的滑塊相連；滑塊另一端經壓縮彈簧安裝在機臺上，和檢測輪同軸位置設置一旋轉編碼器，旋轉編碼器、滑塊上的變送器分別接至存有測量控制程序的工控機中的計數卡。

由成形輪6、第1～2支撐輪4～5、液壓系統(液壓缸、液壓伺服閥及伺服放大器)構成執行機構，作為閉環控制系統的輸出量。二個支撐輪固定在工作臺面上，于肋骨的外側平行設置；與液壓系統相連的成形輪6安裝在肋骨的內側，與直線位移檢測機構同側，平行設置于二個支撐輪中間。

所述的計數卡插在工控機內的擴展槽上，通過DB25接口與變送器連接；

如圖2、4所示，采用本實用新型曲率測量控制的具體操作步驟有三：

1)通過肋骨加工曲線上每一點的坐標值，計算出肋骨曲線上每一點的相鄰弦夾角，作為閉環控制系統的給定值；

2)通過三個直線位移檢測機構(本實施例指核心器件第1～3直線位移傳感器1～3)檢測肋骨加工過程中不同位置的三點變形量(第1～3變形量x1、x2、x3)，分別將檢測的第1～3變形量x1、x2、x3通過直線位移傳感器轉換成TTL方波脈沖信號，送至工控機內具有加減計數功能的計數卡，再經過計算程序通過計算公式計算出相鄰弦的夾角作為閉環控制的反饋值αf；

3)由相鄰弦夾角給定值和反饋值在工控機內作為閉環PID數字控制算法的輸入量和反饋量，由輸入量和反饋量之間的差值做為誤差，經PID運算后，得到控制量u，控制量u經模擬量輸出卡轉換成4～20毫安電流信號，控制液壓伺服閥開口大小來控制成形輪前進或后退。

所述計數卡插在工控機內的擴展槽上，通過DB25接口與變送器連接；所述模擬量輸出卡插在工控機內的擴展槽上，經接口板與伺服控制器連接。