CN102513602A - 一种拉床在线监控装置 - Google Patents

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林绿高
倪敬
蒙臻
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JINYUN GAOXIN MACHINERY MANUFACTURE CO Ltd
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Abstract

本发明涉及一种拉床在线监控装置包括压力传感器、位移传感器、检测电路和监控主机，压力传感器设置在拉床***的进给液压缸油路上，位移传感器设置在拉床***的进给液压缸上，压力传感器的信号输出端和检测电路的A/D模块连接，位移传感器的信号输出端和检测电路的SSI模块连接，检测电路的通信端口和监控主机通信端口连接。本发明具有以下有益效果：本发明的拉床在线监控装置，采用多通道实时检测的设计，可实现在拉床***运行过程中实时同时监控多种性能参数；采用基于嵌入式技术的硬件与软件相结合的方式，采集、处理、分析、显示数据，提高了监控装置的精度与效率；本发明安装便捷，使用方便，可适用于所有的拉床***。

Description

一种拉床在线监控装置
【技术领域】本发明涉及一种拉床运行过程的在线监控装置，特别是涉及一种用于提供拉床性能数据和故障诊断数据的监控装置。
【背景技术】拉床是一种金属切削机床，以其高精度、高效率的特点，广泛应用于加工各种形状的内、外表面。由于拉床***的运行状态关系着加工件的质量、***的生产效率甚至现场的安全状况，所以需要在线监控装置对拉床运行过程进行实时监测。***的在线监控装置可实时监测***运行状态和异常情况，并提供***的性能数据和故障诊断数据，再根据诊断结果为***故障维修和恢复提供依据。
现有的在线监控装置，如专利号为CN200820032021.1专利所涉及的一种井架起吊施工在线监控测量装置，通过控制主机、多个荷重传感器等，实时在线检测井架起吊现场各部位受力情况，有效控制驱动设备，保障设备正常运行，安全生产。如专利号为CN200910027805.4专利所涉及的一种无油轴套烧结生产线监控***，通过全程监控烧结生产线的运行过程，对均值-极差图形的自动判读，对过程的变异进行预警和报警，保证最终加工件质量的合格。但迄今为止，还没有针对拉床***运行过程所涉及的相关内容的在线监控装置。本发明针对以上技术不足，提供了一种能反映拉床运行过程中具体性能数据和故障诊断数据的在线监控装置。
【发明内容】本发明的目的在于提供一种能反映拉床运行过程中具体性能数据和故障诊断数据的在线监控装置，是一种具有多通道性能参数数据采集和分析功能的在线监控装置，是一种基于嵌入式技术的硬件和软件相结合的在线监控装置，是一种适用于所有拉床的在线监控装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种拉床在线监控装置包括压力传感器、位移传感器、检测电路和监控主机。
压力传感器设置在拉床***的进给液压缸油路上，位移传感器设置在拉床***的进给液压缸上，压力传感器的信号输出端和检测电路的A/D模块连接，位移传感器的信号输出端和检测电路的SSI模块连接，检测电路的通信端口和监控主机通信端口连接。
所述的压力传感器采用高精度应变式传感器。为了使监控更加精确，所述的压力传感器分别被设置于进给液压缸的有杆腔和无杆腔的油路，二者采用螺纹连接。
所述的位移传感器采用磁致伸缩位移传感器，磁致伸缩位移传感器的测杆伸入进给液压缸的进给活塞杆内并与进给活塞杆活动连接；进给活塞杆的尾部设置有磁环，所述的磁环和测杆同轴设置。
所述的检测电路包括A/D模块、SSI模块、16路扩展I/O模块、ARM芯片。A/D模块采用12位精度的高速模块，A/D模块的输出端与16路扩展I/O模块信号连接；SSI模块的输出端与16路扩展I/O模块信号连接；16路扩展I/O模块与ARM芯片信号连接。ARM芯片对所采集的多通道信号进行分析和处理，并将数据上传至监控主机。
所述的监控主机包括PC机和人机界面(HMI)。所述的PC机与所述的检测电路实时通信，接收多通道数据，并通过所述的人机界面(HMI)实时显示拉床运行过程中正常情况下具体性能数据，以及异常情况下故障诊断数据。
所述的监控主机包括通信模块、运算模块、显示模块和保存模块；通信模块包括接口通信和读取数据两模块，运算模块包括数据分析和数据处理两模块；保存模块包括记录查询、记录统计、记录删除和记录打印四个模块。
本发明具有以下有益效果：本发明的拉床在线监控装置，采用多通道实时检测的设计，可实现在拉床***运行过程中实时同时监控多种性能参数；采用基于嵌入式技术的硬件与软件相结合的方式，采集、处理、分析、显示数据，提高了监控装置的精度与效率；本发明安装便捷，使用方便，可适用于所有的拉床***。
【附图说明】
图1为拉床在线监控装置结构图；
图2为检测电路原理框图；
图3为监控主机模块框图。
图中：1-位移传感器、2-进给液压缸、3-无杆腔压力传感器、5-有杆腔压力传感器、6-进给活塞杆、7-磁环、8-测杆、9-无杆腔、10-有杆腔、11-检测电路、4-监控主机。
【具体实施方式】
下面结合附图，对本发明作进一步描述。
如图1所示，一种用于提供拉床运行过程中具体性能数据和故障诊断数据的在线监控装置包括无杆腔压力传感器3和有杆腔压力传感器5、位移传感器1、检测电路11和监控主机4。无杆腔压力传感器3设置于进给液压缸2的油路上，用于测量进给液压缸2的无杆腔9的压力；有杆腔压力传感器5设置于进给液压缸2的油路上，用于测量进给液压缸2的有杆腔10的压力。位移传感器1采用磁致伸缩位移传感器，磁致伸缩位移传感器的测杆8伸入进给液压缸2的进给活塞杆6内并与进给活塞杆6活动连接；进给活塞杆6的尾部设置有磁环7，所述的磁环7、进给活塞杆6和测杆8同轴设置。压力传感器3和压力传感器5的信号输出线和检测电路11中的A/D模块连接，位移传感器1的信号输出线和检测电路11中的SSI模块连接。检测电路11通过串口线与监控主机4连接。
如图2所示，ARM芯片采用ARM7芯片。16路扩展I/O模块采用8255芯片，输入口为PA0～PA7，PB0～PB7，与ARM7连接口为D0～D7。A/D模块采用AD7655芯片，压力传感器3输出信号与AD7655的模拟输入端INA1连接，压力传感器5输出信号与AD7655的模拟输入端INA2连接。AD7655经过转换后，通过I/O模块PA0～PA7，向ARM7传输信号，输出信号由I/O模块的端口D0～D7完成，I/O模块的D0～D7连接ARM7的P02口。由于AD7655同时采集了两路信号，AD7655将分两次将采集的数据进行转换。
位移传感器1输出信号与SSI模块的输入端DATA-、DATA+连接。经SSI模块转换后，通过I/O模块PC0～PC7，向ARM7传输信号，输出信号由端口D0～D7完成，I/O模块的D0～D7连接ARM7的P1口。
RS232串口插座与ARM芯片连接，用于检测电路6与监控主机4的接口通信。检测电路采集和预处理后的数据，通过RS232串口通信上传到监控主机4。
如图3所示，监控主机4的上位机监控程序采用Borland C++编写，包括通信模块、运算模块、显示模块和保存模块。通信模块包括接口通信和读取数据，监控主机4与检测电路11的接口通信采用异步通信方式，通过自定义的通信协议，实现两者之间的通信；监控主机4读取数据调用软件内部的Read()函数，当指令中的站地址与本机站地址相符、BCC检验码正确时，Read()函数被调用，执行读指令，读取检测电路11初步处理后的数据。运算模块包括数据分析和数据处理，监控主机4调用软件内部指令，将检测电路11上传的数据格式转化成监控主机4所能正常运算的数据格式；再次调用软件内部指令，将转化后的数据运算处理，得出拉床运行过程中具体性能数据。显示模块包括数据显示和曲线输出，调用软件内部函数，可将拉床运行过程中具体性能数据以文本形式显示输出；调用软件内部函数，可将其用T-chart类以曲线图表的形式显示输出。保存模块包括记录查询、记录统计、记录删除和记录打印。

Claims (6)

1.一种拉床在线监控装置，与拉床***连接，其特征在于：包括压力传感器、位移传感器、检测电路和监控主机；压力传感器设置在拉床***的进给液压缸油路上，位移传感器设置在拉床***的进给液压缸上，压力传感器的信号输出端和检测电路的A/D模块连接，位移传感器的信号输出端和检测电路的SSI模块连接，检测电路的通信端口和监控主机通信端口连接。
2.根据权利要求1所述的拉床在线监控装置，其特征在于：所述的压力传感器采用高精度应变式传感器，所述的压力传感器分别被设置于进给液压缸的有杆腔和无杆腔的油路上，采用螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的拉床在线监控装置，其特征在于：所述的位移传感器采用磁致伸缩位移传感器，磁致伸缩位移传感器的测杆伸入进给液压缸的进给活塞杆内并与进给活塞杆活动连接；进给活塞杆的尾部设置有磁环，所述的磁环和测杆同轴设置。
4.根据权利要求1所述的拉床在线监控装置，其特征在于：所述的检测电路包括A/D模块、SSI模块、16路扩展I/O模块、ARM芯片；A/D模块采用12位精度的高速模块，A/D模块的输出端与16路扩展I/O模块信号连接；SSI模块的输出端与16路扩展I/O模块信号连接；16路扩展I/O模块与ARM芯片信号连接；ARM芯片对所采集的多通道信号进行分析和处理，并将数据上传至监控主机。
5.根据权利要求1所述的拉床在线监控装置，其特征在于：所述的监控主机包括PC机和人机界面；所述的PC机与检测电路实时通信，接收多通道数据，并通过人机界面实时显示拉床运行过程中正常情况下具体性能数据，以及异常情况下故障诊断数据。
6.根据权利要求1所述的拉床在线监控装置，其特征在于：所述的监控主机包括通信模块、运算模块、显示模块和保存模块；通信模块包括接口通信和读取数据两模块，运算模块包括数据分析和数据处理两模块；保存模块包括记录查询、记录统计、记录删除和记录打印四个模块。
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