机械压力机下死点精度的检测.docx

SE91前置器峰值保持USB7325电涡流传感器计算机被测挡片图1测量系统框图文章编号:1672-0121(2007)06-0022-02机械压力机下死点精度的检测郑安俊1,姚立敏2,王兴松1(1.东南大学,机械工程学院,江苏南京211196;(2.徐州锻压机床集团有限公司,江苏徐州221002)摘要:基于电涡流传感器设计了一种简单有效的检测机械压力机下死点精度的测量系统,并对该系统进行了可行性分析。通过在伺服改造后的JB-04型压力机上进行的实验表明,该系统结构简单、测量精度高,适合对压力机的机械性能进行检测。关键词:机床技术;下死点精度测量;压力机;电涡流传感器中图分类号:TG385.1文献标识码:B1引言当前,制造业竞争日趋激烈,对各种冲压工件和制品的质量和生产率要求越来越高,因而,高速化、高精度性能的研究就成了现代压力机发展的热点。冲压工件加工精度的提高,除了要求模具的高精度和加工工艺的合理化之外,压力机的机械性能的提高也至关重要。压力机性能的优劣直接取决于其结构参数、设计精度和制造安装精度等,而下死点的精度则是其综合性能影响的直接体现。生产实践表明,有效控制下死点精度将对冲压加工精度的提高有非常积极的作用。为此,研究一种有效的检测下死点位置的测量系统就显得十分重要。本文介绍了基于信号采集与分析处理技术对下死点进行测量的系统。实验证明,该系统具有结构简单、精度高等优点,实用性极强。磁场影响,分辨率和灵敏度高,温漂小。从工作原理上看,当被测挡片确定后,该金属材料的导电率、导磁率为常数,只要调整下死点在线性工作区,测头与挡片的间距变化就可精确测量。对于压力机工作的低频参量检测而言,其频率响应也足够。使用1.8mm厚的钢片作为被测挡片,涡流效应明显。由传感器及前置器将位置信号转化为电压信号,通过高精度峰值保持电路,将峰值电压保持下来,而后用13位数据采集卡采集,并通过USB接口输入计算机,测量系统能够满足测量精度要求。测量系统框图见图1。2测量系统的设计测量系统的可行性分析影响机械压力机下死点精度的主要因素有连杆弹性变形、连杆温度、机床振动等。以徐州锻压机床厂的JF75G型闭式高速压力机为例,当冲压速度达400min-1时,连杆弹性变形在+20μm以内(冲压时连杆受压,下死点上升),连杆温度影响为-50μm(温度2.12.2测量系统原理测量系统的主要部分是峰值保持电路的设计和数据采集程序编写。峰值保持电路的原理图如图2所示。其中LF353N为双运算放大器。输入电压信号VIN的正峰值由CH(33μF)保持,经过低通滤波将输出信号VOUT接入数据采集卡(中泰研创公司的USB7325)进行采样。每次采样结束后,由场效应管对CH放电,复位信号由GFG-8016G型函数发生器产生。数据采集程序在Delphi环境下编写,最小采样周期为3.5ms,实验时采用4ms。高,连杆伸长,下死点下降)以内,同一速度下振动±5μm以内。因此,系统要求测量精度为1μm。系统采用测头!11mm的电涡流传感器,其线性量范围4mm,抗干扰能力强,不受油、水等介质和日期:2007-09-05简介:郑安俊(1982-),男,硕士在读,主攻运动控制与测量技术CMET锻压装备与制造技术2007年第6期升在测收稿作者221KΩ-15V+15V1N41480.1μF47KΩVOUT0.1μF430Ω1N41481KΩLF353NVIN1KΩLF353N102CH33μFIRF2807-15V0.1μF-15V0.1μFRESET1KΩ图2峰值保持电路5V4/Y压3线性工作区电出2输102468101214传感器测头与挡片间距X/mm图3传感器的标定曲线VOUT4000Vm压VIN/电4000320时间/ms图4行程次数为40min-1时输入和输出15mμ10/量5移偏0点死-5下-10-15020406080100测量次数/次图5行程次数为40min-1时下死点位置VOUT4000Vm/VIN压电400030时间/ms图6行程次数为100min-1时输入和输出150m100μ/量50移偏0点死-50下-100-150020406080100测量次数/次图7行程次数为100min-1时下死点位置装备EQUIPMENT位置的测量方案,标定简单,测量精度可达到1μm。实验在压力机空载情况下完成,由于压力机性能等原因,没有进行更高速的检测。实验中某些冲压过程的下死点偏移量很大,尤其是在高速的情况下,这是由连杆、滑块等处的加工和安装精度、机身振动等原因导致,实际生产用压力机的下死点会更加稳定些。3下死点的测量3.1传感器的标定采用高精度位移标定器进行标定(标距范围0～15mm,精度≤0.5μm)。将传感器测头与挡片的间距记为X,采集卡得到的输出电压记为Y。由此可以得到标定曲线,如