[實用新型]一種基于Arduino微控制器的金屬圓棒試樣滾壓壓力控制系統

有效

• 申請號: 201821571020.4
• 申請日: 2018-09-26
• 公開（公告）號: CN208999819U
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 王效貴;楊輝
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G05B19/414
• 分類號: G05B19/414
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本實用新型公開了一種基于Arduino微控制器的金屬圓棒試樣滾壓壓力控制系統，包括加工部分和控制部分，加工部分包括伺服電缸，加工頭與壓力傳感器，壓力傳感器位于伺服電缸活塞桿與加工頭之間，三者為軸向連接；控制部分主要包括Arduino主控制器，其與伺服電缸的驅動器連接，壓力傳感器經AD轉換模塊與Arduino主控制器相連。本壓力控制系統基于Arduino微控制器控制，通過壓力傳感器實時檢測加工頭與金屬試樣間的壓力情況，Arduino微控制器在獲取壓力之后可調整活塞桿的位置，實現了接觸壓力在小范圍內波動，達到力值恒定的目的。

技術領域

本實用新型涉及一種壓力控制系統，尤其涉及一種基于Arduino微控制器的金屬圓棒試樣滾壓壓力控制系統。

背景技術

相較于純納米金屬材料，金屬材料表面若具有梯度納米結構層，其強度和韌性將大幅提升。通常金屬的梯度納米結構是由高應變梯度塑性變形得到的，而實現金屬的高應變梯度塑性變形主要有三種方式：表面機械研磨(SMAT)、表面機械碾壓(SMGT)和表面機械滾壓(SMRT)。

采用表面機械滾壓(SMRT)對金屬圓棒制備梯度納米結構時，需要保證加工頭與試樣之間的接觸壓力保持恒定，這樣才能保證制備出的梯度納米結構層是均勻的。在加工過程中，通過不斷調整加工頭的位置，以保證接觸壓力在某個很小的范圍內波動，才能達到恒壓的目的。

當前工業上使用最為廣泛的控制方式是PLC。盡管PLC適應工業現場的各種環境。但PLC成本較高，且體系結構封閉，各PLC廠家的硬件體系互不兼容。

而Arduino微控制器相較PLC而言，具有成本低廉，可拓展性強，開發門檻低，開發周期短等優點。

實用新型內容

針對以上問題，本實用新型提供了一種基于Arduino的加工壓力控制系統，能對加工壓力實時采集，并對加工頭進行調整，從而解決了背景技術中的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種基于Arduino微控制器的金屬圓棒試樣滾壓壓力控制系統，包括加工部分和控制部分，加工部分包括伺服電缸、加工頭與壓力傳感器，壓力傳感器位于伺服電缸活塞桿與加工頭之間，三者為軸向連接，加工頭與金屬圓棒試樣直接接觸進行加工；控制部分包括Arduino主控制器；壓力傳感器經AD轉換模塊與Arduino主控制器相連，Arduino主控制器與伺服電缸的驅動器連接。

上述技術方案中，進一步的，所述的控制部分還包括SD卡存儲模塊及Arduino輔控制器，Arduino主控制器與SD卡存儲模塊及Arduino輔控制器均相連，Arduino輔控制器與伺服電缸的驅動器相連。

更進一步的，所述的控制部分還包括供人操作的控制端口，包括自鎖開關，點動按鈕以及液晶顯示屏，所述的自鎖開關、液晶顯示屏均與Arduino主控制器相連，自鎖開關可控制預先寫入Arduino主控制器中加工主程序的啟停，點動按鈕與Arduino輔控制器相連，可在加工主程序停止后，手動控制加工頭。

進一步的，所述的控制部分還包括報警裝置，Arduino微控制器連接報警裝置，以避免伺服電缸活塞桿運動到極限位置。

更進一步的，所述的報警裝置包括發光二極管和蜂鳴器。

進一步的，所述的Arduino主控制器采用Arduino mega 2560微控制器。

進一步的，所述的Arduino輔控制器采用Arduino UNO R3微控制器。

與現有技術相比，本實用新型的有益結果是：

本加工壓力控制系統基于Arduino微控制器控制，通過壓力傳感器實時檢測加工頭與金屬試樣間的壓力情況，Arduino微控制器在獲取壓力之后可調整活塞桿的位置，實現了接觸壓力在小范圍內波動，達到力值恒定的目的。