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压铸机压射参数分析记录仪系统的构成及工作原理

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浏览:272
时间:2020/11/6 10:11:08

为实现压铸机压射过程工艺曲线和参数的显示和分析,开发了一种基于嵌入式技术的压铸机压射参数分析记录仪.该仪器能够适应压铸厂较为恶劣的工作环境,除了具备工艺曲线显示和工艺参数自动提取功能外,还建有工艺参数数据库,通过对数据库的统计分析,绘制概率分布曲线.利用上述信息能够使压铸机工作参数与模具设计参数实现最佳匹配,对不满足工艺要求的压铸件具有报警提示功能,从而确保压铸件生产品质。

压铸机压射参数分析记录仪系统的构成及工作原理

压铸机压射参数检测与分析系统的总体构成,包括人机界面HMI,嵌入式数据采集分析模块、传感器。其中HMI用于显示数据分析的结果,包括压射工艺曲线、压射工艺参数、统计变量、概率分布曲线、容差及报警信号。嵌入式数据采集及分析模块以1kHz的采样频率采集压射位置、铸造压力和金属温度等信号,然后进行数据处理和存储,并完成与HMI的数据通讯。传感器主要包含3种类型:位移传感器、压力传感器和热电偶。在压铸机中常用的位移传感器是增量式编码器或磁删尺,通常安装在与冲头联接的吉制杆上。压力传感器用来测量压射缸前腔和后腔的压力,由这两个压力产生的有效推力减去冲头的惯性力可得到铸造压力。整个系统的核心是嵌入式数据采集与分析单元,HMI与该单元之间通过TCP/IP协议通讯。


嵌入式数据采集与分析单元的总体构成,控制单元CPU的选择以低功耗、高性能、工业级温宽为基本原则,同时兼顾成本。选用ARM7TDMS作为数据采样和控制的核心,其指令执行速度为60MIPS,1MS时间内可执行浮点运算1000次,能够满足大部分工业控制的需要。为了充分利用CPU的资源,没有采用操作系统平台,选择直接运行C代码编写的用户程序。另外,为了方便实现复杂数据处理、存储和管理,以及与外部的可靠通讯,选用ARM9运行LINUX操作系统平台,完成一些实时性要求较低而运算量较大的事后任务。选用工业以太网作为通讯接口,是考虑到其通讯速度高、通用性强的优点,可作为从站或主站,通过开发完善的底层通讯驱动,使得该单元能够与大多数触摸屏通讯。控制单元所有数据采样和输出端口与CPU之间通过光耦隔离,输入输出端口及CPU之间具有相互独立的电源,使该单元能够适应复杂的工业现场电源组成状况。双向高速脉冲计数接口可连接编码器、磁删尺等脉冲信号输出类位置传感器,由于采用CPLD实现计数电路,大大节省了CPU的资源,提高了计数频率。采用全密封铝合金压铸壳体,大大提高了模块的抗冲击性能和防尘性能。


嵌入式实时控制单元以1ms的采样间隔实时采集压射过程数据,并以时间为横坐标各物理量为纵坐标绘制压射曲线,具体包括:压射位置、压射速度和铸造压力曲线。典型压射曲线见图3。压射结束后,系统内嵌程序自动从压射曲线中识别工艺参数,具体包括:慢压射速度、快压射速度、快压射起始位置、压射终止位置、增压压力和减压时间。        http://www.khatu-shyam.com/

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