[發明專利]金屬加工過程監控裝置

無效

• 申請號: 201010279638.5
• 申請日: 2010-09-13
• 公開（公告）號: CN102402206A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 朱宇光;顧宏馳;閔立清
• 申請（專利權）人: 常州宇科新技術開發有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 金輝

技術領域

本發明涉及金屬加工過程監控裝置。

背景技術

金屬加工業是國民經濟的重要支柱產業。在金屬加工過程中，工具的磨損或斷裂，設備在生產加工中的細微的異常動作，都會對生產的成本或產品的質量產生影響，所以在加工過程中對加工過程進行全程監控是是不可少的。

嵌入式系統是指操作系統和功能軟件集成于計算機硬件系統之中，簡單的說就是系統的應用軟件與系統的硬件一體化，類似與BIOS的工作方式。嵌入式系統具有軟件代碼小，高度自動化，響應速度快等特點。特別適合于要求實時的和多任務的體系。

綜上所述，急需針對金屬加工的產品，圍繞提高加工產品的成品率和降低設備的故障率兩個重要指標，提出一種采用嵌入式系統對金屬加工過程進行全方面的監控的新方法。

發明內容

本發明的目的是提供金屬加工過程監控裝置，實現在加工過程中實時、準確的監控，保證加工產品質量和生產設備的使用壽命。

實現本發明目的的技術方案是：金屬加工過程監控裝置，系統為嵌入式系統，包括傳感器、放大器和控制器，傳感器采集金屬加工和工具使用情況的各項數據，放大器將傳感器采集的數據放大并發送到控制器，控制器對接收的數據進行轉換、處理、顯示和儲存，控制器數據處理的方法為：通過設置不同的數據極限，將實時數據與設定的極限進行比較，當實時數據超出設定的極限時，控制器生成警報信息并停止加工。

所述控制器對采集到的金屬加工數據的具體處理方法為：

①、通過一組連續的全部合格的加工數據，生成一條標準加工曲線；

②、設置標準曲線的上下極限；

③、將獲得的加工曲線與標準加工曲線及其上下極限進行實時比較，當標準差超過預先設定的上下極限時，控制器生成警報信息并停止加工。

所述控制器對采集到的工具使用情況數據的具體處理方法為：

①、根據工具使用情況的實時數據生成一條趨勢曲線；

②、設置趨勢曲線的極限值；

③、當工具使用情況的實時數據超出設定的趨勢極限時，控制器生成警報信息并停止加工。

所述金屬加工數據處理方法的第一步的具體步驟為：通過N次加工數據生成一條生產周期曲線的平均值，若N次數據中有一次的數據不合格，則需要重新獲得N次數據，直至N次數據全部合格為止。

所述金屬加工數據處理方法的第二步設置的極限包括包絡極限和箱式極限，當金屬加工的實時數據超出包絡極限，或者加工曲線碰到箱式極限的實線時，控制器生成警報信息并停止加工。

所述箱式極限包含三種：第一種為兩邊虛線、上下實線，這種箱式極限對加工曲線的波峰的寬度進行監控；第二種為兩邊實線、上下虛線，這種箱式極限對加工曲線的高度進行監控；第二種為四邊都是實線，這種箱式極限對加工曲線的波峰的高度進行監控。

所述傳感器包括力傳感器、振動傳感器和功率傳感器，所述力傳感器和振動傳感器安裝在靠近工具加工的位置，采集對加工產品的形變和振動數據；所述功率傳感器安裝在電柜中，采集電機的能耗數據。

所述放大器的放大倍數可調。

所述控制器包括主控單元、電源、液晶顯示器、按鍵、CAN總線和串口，電源為主控單元供電，液晶顯示器顯示實時信息，按鍵控制主控單元，主控單元通過CAN總線進行通信，串口與外設連接。

所述控制器的主控單元采用Infineon公司生產的控制芯片SAK-C167CR-LM。

本發明具有積極的效果：(1)本發明通過設置包絡極限和箱式極限，使得監控裝置能夠實時、準確的對加工過程進行監控，保證了監控的準確性和高效性。

(2)本發明通過設置趨勢曲線，解決了因工具過度磨損而斷裂時對生產成本的影響，并可以降低倉庫存儲工具數量，降低工具的存儲而增加的成本。

(3)由于采集的數據是模擬信號，而且比較微弱，本發明在數據傳輸過程中使用放大器將傳感器獲得的信號放大，保證了模擬信號的傳輸。

(4)本發明的主控單元采用Infineon公司生產的控制芯片SAK-C167CR-LM，該芯片是西門子C16x系列全功能的單芯片CMOS微控制器新的衍生物，它結合了高CPU性能(高達每秒一萬多條指令)、高外設功能和增強了的串口通信能力，還通過鎖相環芯片PLL提供單片高速RAM和時鐘。

附圖說明

為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中

圖1為本發明的裝置組成圖。

圖2為本發明的控制器的組成圖。