CN113983877B - 一种火工品的压制***及压制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火工品压制***及压制方法，包括冲头，用于压制火工品；压制驱动调节机构，压制驱动调节机构连接冲头；压力监测模块，用于测量火工品受到压制的压力信息；控制***，接收压力信息，并根据压力信息控制压力驱动调节机构的运行速度。通过在火工品下方设置压力监测模块，可以实时获知火工品受到的压制力的大小，反馈给控制***，控制***根据压力信息，对执行压制的伺服电缸进行控制，调整伺服电缸的运行速度，从而向火工品施加不同的压制力，使火工品受到的压制力达到目标压制力，实现压制过程的压力精确控制，压力调节过程简单，可实现自动化整合。

Description

一种火工品的压制***及压制方法

技术领域

本发明涉及火工品压制技术领域，具体涉及一种火工品的压制***及压制方法。

背景技术

火工品又称火具，是具有火药或***，受外界刺激后产生燃烧或***，以引燃火药、引爆***或做机械功的一次性使用的元器件和装置的总称。常用于引爆火药、引爆***，作为小型驱动装置，用以快速打开活门、解除保险等。

火工品部件的压装过程危险系数大，压装精度要求高。现有的压制工艺主要采用液压机、气液增力缸、秤式压力机、砝码压机进行，但是许多火工品部件中有粒状、粉状药剂，在压制这类火工品部件时，如使用液压机进行压制，会由于压力控制精度不高导致压制效果不佳，而如使用砝码压机进行压制，会由于使用砝码不易调节压力的大小导致压制效果不佳，使现有的压制装置及压制方法难以整合入生产线。

基于此，提出本专利申请。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的火工品部件压制装置及方法压力控制精度不高，压力大小调节困难，难以实现自动化整合，提供了一种火工品的压制***及压制方法，以解决以上问题。

本发明通过下述技术方案实现：

本发明的第一个目的是提供一种火工品的压制***，包括：

冲头，用于压制火工品；

压制驱动调节机构，所述压制驱动调节机构连接所述冲头；

压力监测模块，用于测量火工品受到压制的压力信息；

控制***，接收所述压力信息，并根据所述压力信息控制所述压力驱动调节机构的运行速度。

优选地，还包括位置监测模块，用于测量所述压制驱动调节机构的位置信息；

所述位置监测模块为编码器，所述控制***根据所述编码器测量的所述压制驱动调节机构的位置信息，计算所述冲头的实时位置，并根据所述冲头的实时位置，控制所述压力驱动调节机构的移动使所述冲头移动至设定位置。

优选地，所述压制驱动调节机构包括伺服驱动器和伺服电缸，所述伺服驱动器连接所述控制***，所述伺服电缸连接所述伺服驱动器，所述位置监测模块位于所述伺服电缸上，所述冲头连接所述伺服电缸；

所述控制***根据所述冲头的实时位置控制所述伺服电缸的移动。

优选地，还包括信号转换放大模块，所述信号转换放大连接所述压力监测模块、控制***。

优选地，还包括显示模块，用于显示由所述压力监测模块监测到的压力信息形成的压力曲线，所述压力曲线由所述控制***根据接收到的所述压力信息计算得到，所述显示模块连接所述控制***。

优选地，还包括压机机架、承力块，所述压力监测模块位于所述压机机架的底部，所述承力块位于所述压力监测模块上方，所述伺服电缸位于所述承力块的上方。

本发明的第二个目的是提供一种火工品的压制方法，包括：

S1：开启压制；

S2：待压力监测模块测量到的压力达到压力突变点，开启闭环压力控制；

S3：待压力监测模块测量到的压力达到目标压力，开启保压；

S4：返回工作原点。

优选地，所述开启压制至压力监测模块测量到的压力达到压力突变点的过程还包括：

S201：控制压制驱动调节机构由工作原点空载运行至火工品上方，达到初始位置；

S202：控制压制驱动调节机构运行压力探测位移段；

S203：判断是否出现探测压力信号，若为是，则控制压制驱动调节机构运行压力突变位移段至测量到的达到压力突变点，若为否，则控制压制驱动调节机构继续运行压力探测位移段直至出现探测压力信号；

所述压力探测位移段为压制驱动调节机构由初始位置下降至监测到探测压力出现时的位置位移区间；

所述压力突变位移段为压制驱动调节机构由探测压力出现时的位置下降至测量到的压力达到压力突变点时的位置位移区间，所述压制驱动调节机构移动至测量到的压力达到压力突变点时的位置时，冲头移动至设定位置。

优选地，所述压制驱动调节机构在压力探测位移段运行时，控制压制驱动调节机构以速度模式运行，根据探测压力控制所述压制驱动调节机构的运行速度；

所述压制驱动调节机构在压力突变位移段运行时，控制压制驱动调节机构以位置模式进行，根据冲头的设定位置控制所述压制驱动调节机构的移动。

优选地，在所述闭环压力控制过程中，控制压制驱动调节机构通过速度模式控制运行，根据目标压力控制所述压制驱动调节机构的运行速度。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

(1)本发明实施例提供的一种压制***及压制方法，通过在火工品下方设置压力监测模块，可以实时获知火工品受到的压制力的大小，反馈给控制***，控制***根据压力信息，对执行压制的伺服电缸进行控制，调整伺服电缸的运行速度，从而向火工品施加不同的压制力，使火工品受到的压制力达到目标压制力，实现压制过程的压力精确控制，压力调节过程简单，可实现自动化整合。

(2)本发明实施例提供的一种压制***及压制方法，在压制过程中根据压制力的变化情况进行不同模式的控制，伺服电压在压力探测位移段运行时，速度模式运行，以探测压力作为反馈，可以大大缩短此过程的压制时间；伺服电压在压力突变位移段运行时，以位置模块进行控制，可以缩短压制时间并提高控制精度，简化控制过程。

(3)本发明实施例提供的一种压制***及压制方法，设置信号转换放大模块，使控制***可以直接使用接收到的压力信号，缩短控制时间。且设置显示模块，可以实时了解压力控制情况，及时进行调整。

附图说明

为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种火工品压制***的原理图。

图2为本发明实施例提供的一种火工品压制***结构示意图

图3为本发明实施例提供的一种火工品压制***的压机机架、压力传感器、承力块及伺服电缸相配合的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种火工品压制方法流程图。

附图中各部件及标记为：

1-压机机架，2-压力传感器，3-承力块，4-火工品，5-冲头，6-伺服电缸。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

一种火工品压制***，包括：

冲头5，用于压制火工品4；

压制驱动调节机构，所述压制驱动调节机构连接所述冲头5；

压力监测模块，用于测量火工品4受到压制的压力信息；

控制***，接收所述压力信息，并根据所述压力信息控制所述压力驱动调节机构的运行速度。

具体地，压制执行机构为压制驱动调节机构，压制驱动调节机构运行移动并带动冲头5对火工品4进行压制，并且控制***控制压制驱动调节机构的输出压力，用来作用给冲头5，使冲头5根据情况并在不同阶段对火工品4施加不同的压制力。压力监测模块采用压力传感器2，放置在火工品4的下方，冲头5对火工品4施加的作用力通过力传递作用传递给压力监测模块，压力监测模块将测量到的压力信息输送给控制***。控制***根据接收的压力信息控制压制驱动调节机构的运行速度，通过控制运行速度来调节冲头5对火工品4的作用力，火工品4受到冲头5压制，位于火工品4下方的压力传感器2检测到相应的压力信号而输出给控制***，如此反复进行。

进一步地，还包括位置监测模块，用来测量压制驱动调节机构的位置信息，控制***接收位置信息，根据压制驱动调节机构的位置信息计算出冲头5所在的实时位置信息，控制压力驱动调节机构的移动使冲头5移动到设定的位置。此设定位置为压力传感器2测量到的压力到达压力突变点时对应的冲头5所处的位置。在压制前提前输入冲头5的设定位置，工作时，控制***向压制驱动调节机构发送位置指令，压制驱动调节机构根据位置指令移动使冲头5到达设定位置。位置监测模块为编码器。

进一步地，压制驱动调节机构包括伺服驱动器和伺服电缸6，伺服驱动器连接控制***，伺服电缸6连接伺服驱动器，位置监测模块位于伺服电缸6上，冲头5连接伺服电缸6。

控制***根据冲头5的实时位置控制伺服电缸6的移动。

还包括信号转换放大模块，信号转换放大连接压力监测模块、控制***。信号转换放大模块可以采用变送器。

还包括显示模块，用于显示由压力监测模块监测到的压力信息形成的压力曲线，压力曲线由控制***根据接收到的压力信息计算得到，显示模块连接控制***。通过显示模块可以实时了解压力控制情况，及时进行调整。

还包括压机机架1、承力块3，压力传感器2位于压机机架1的底部，承力块3位于压力传感器2的上方，火工品4粒状或粉状药剂放置在承力块3上，伺服电缸6位于承力块3的上方并固定在压机机架1上。压制时，火工品4放置于承力块3上方，通过承力块3将压力传导至压力传感器2上。

控制***设有控制器及扩展模块；显示模块与控制器间通过PN总线连接，伺服驱动器与控制器以及控制器与扩展模块间通过EtherCat总线通讯；压力传感器2实时采集压力信号经变送器进行滤波、放大处理后以模拟量信号传输给扩展模块；伺服电缸6上的伺服电机的尾部编码器实时测量伺服电机轴的实时位置，并传输至伺服驱动器，再经EtherCat总线传输至控制器，控制器通过减速比及伺服电缸6的丝杠导程等机械参数计算出冲头5的实时位置。

控制器采用倍福基于PC技术的控制器，保证控制程序的循环时间能够在1ms内；伺服驱动器采用德国倍福自动化有限公司的产品，通过EtherCat总线与控制器连接实现控制数据的高效交换；变送器端对实时采集的压力传感器2数值进行滤波处理后传输至控制器，控制器接受到压力信号便可直接使用，省去滤波处理时间。

通过在火工品4下方设置压力监测模块，可以实时获知火工品4受到的压制力的大小，反馈给控制***，控制***根据压力信息，对执行压制的伺服电缸6进行控制，调整伺服电缸6的运行速度，从而向火工品4施加不同的压制力，使火工品4受到的压制力达到目标压制力，实现压制过程的压力精确控制，压力调节过程简单，可实现自动化整合。

实施例2：

一种压制方法，基于上述实施例1的压制***，包括：

S1：***开始；

S2：待压力监测模块测量到的压力达到压力突变点，***开启闭环压力控制；此过程包括：

S201：控制***控制伺服电缸6由工作原点空载运行至火工品上方，达到初始位置；

S202：控制***控制伺服运行压力探测位移段，所述压力探测位移段为伺服电缸6由初始位置下降至监测到探测压力出现时的位置的移动高度；在压力探测位移段，伺服电缸6由初始位置下降，冲头5未接触到火工品，此时压力传感器2探测不到压力信号，伺服电缸6继续下降，当冲头5接触到火工品，此时压力传感器2就可以探测到压力信号，此时压力传感器2探测到的压力信号即为探测压力信号，此过程中伺服电缸6位移的区间即为压力探测位移段。

S203：伺服电缸6在压力探测位移段运行时，实时判断是否出现探测压力信号，若控制***接收到了压力信号，则控制伺服电缸6开始运行压力突变位移段；若控制***未接收到压力信号，则伺服电缸6继续在压力探测位移段移动，直至出现压力信号；

伺服电缸6运行完压力探测位移段后，进入到压力突变位移段，此位移段为伺服电缸6由探测压力出现时的位置下降至压力传感器2测量到的压力达到压力突变点时的位置位移区间。在此过程中，冲头5由刚接触到火工品到压制火工品直至使测量到的压力达到压力突变点，由于颗粒、粉状的火工品自身结构其内部有较多空间，在压力突变位移段伺服电缸6对火工品挤压使颗粒间的空隙挤压掉，对火工品进行初步压制，而一旦火工品内部空隙被挤压到一定限度，就会出现火工品对冲头5的反向突变作用力，而使压力传感器2测量到压力信号的突变，而出现压力信号突变时，则控制***控制程序进入到闭环压力控制阶段。

在压制前提前输入冲头5需要到达的设定位置，工作时，控制***向伺服电缸6发送位置指令，伺服电缸6根据位置指令移动到对应的位置使冲头5到达设定位置。伺服电缸6在压力探测位移段移动时，位置监测模块实时测量其所处的位置，反馈给控制***，控制***根据位置信息计算出此时冲头5的位置，再计算冲头5达到设定位置仍需要移动的距离，然后控制***控制伺服电缸6移动相应的距离。

S3：待压力监测模块测量到的压力达到目标压力时，控制***控制程序开启保压，进入保压阶段；其中目标压力非固定值，是压力区间。

S4：保压阶段完成后，控制***返回工作原点，结束。

在压力探测位移段，控制***控制伺服电缸6以速度模式运行，此速度模式即是以压力信号作为反馈值，以出现探测压力信号作为目标，控制伺服电缸6的运行速度的改变。

在压力突变位移段，控制***控制伺服电缸6以位置模式运行，此位置模式即是位置信号作为反馈值，以冲头5移动到设定位置作为目标，控制伺服电缸6移动至其对应的位置。

在闭环压力控制过程中，控制***控制伺服电缸6以速度模式控制运行，此速度模式是以压力信号作为反馈值，以火工品受到的压制力达到目标压力为目标，控制所述伺服电缸6运行速度的改变。

另外在伺服电缸6运行压力突变位移段时，若当冲头5尚未移动到设定位置，而检测提前到达压力突变点，则控制***伺服电缸6暂停运行，并结束运行压力突变位移段，进入到闭环压力控制阶段。

本发明实施例提供的压制方法，通过监测压制过程中火工品的受力情况，以测量到的压力信号作为反馈，控制***根据压力信息，对执行压制的伺服电缸6进行控制，调整伺服电缸6的运行速度，从而向火工品施加不同的压制力，使火工品受到的压制力达到目标压制力，实现压制过程的压力精确控制，压力调节过程简单，可实现自动化整合。并在火工品受力达到相应的压力突变点后，进行压力闭环控制，实现自动控制，提高压力控制的精度及稳定性。

本发明实施例提供的压制方法，以火工品受到的压制力大小作为分区段划分的依据：伺服电压在压力探测位移段运行时，由于此过程由压力信号为零到检测到探测压力的压力差值较大，因此采用速度模式运行，以探测压力作为反馈，可以大大缩短此过程的压制时间；伺服电压在压力突变位移段运行时，由于此过程探测压力与压力突变点的压力差值较小而伺服电缸6需要移动的距离相对较大，以位置模块进行控制，且伺服电缸6直接按照控制***发出的位置指令进行移动，可以缩短压制时间并提高控制精度，简化控制过程。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种火工品的压制方法，其特征在于，包括：

S1：开启压制；

S2：待压力监测模块测量到的压力达到压力突变点，开启闭环压力控制；

S3：待压力监测模块测量到的压力达到目标压力，开启保压；

S4：返回工作原点；

所述开启压制至压力监测模块测量到的压力达到压力突变点的过程还包括：

S201：控制压制驱动调节机构由工作原点空载运行至火工品上方，达到初始位置；

S202：控制压制驱动调节机构运行压力探测位移段；

S203：判断是否出现探测压力信号，若为是，则控制压制驱动调节机构运行压力突变位移段至测量到的达到压力突变点，若为否，则控制压制驱动调节机构继续运行压力探测位移段直至出现探测压力信号；

所述压力探测位移段为压制驱动调节机构由初始位置下降至监测到探测压力出现时的位置位移区间；

所述压力突变位移段为压制驱动调节机构由探测压力出现时的位置下降至测量到的压力达到压力突变点时的位置位移区间，所述压制驱动调节机构移动至测量到的压力达到压力突变点时的位置时，冲头移动至设定位置；

进行所述压制方法的压制***包括：

冲头，用于压制火工品；

压制驱动调节机构，所述压制驱动调节机构连接所述冲头；

压力监测模块，用于测量火工品受到压制的压力信息；

控制***，接收所述压力信息，并根据所述压力信息控制所述压制驱动调节机构的运行速度。

2.根据权利要求1所述的一种火工品的压制方法，其特征在于，所述压制驱动调节机构在压力探测位移段运行时，控制压制驱动调节机构以速度模式运行，根据探测压力控制所述压制驱动调节机构的运行速度；

所述压制驱动调节机构在压力突变位移段运行时，控制压制驱动调节机构以位置模式进行，根据冲头的设定位置控制所述压制驱动调节机构的移动。

3.根据权利要求1所述的一种压制方法，其特征在于：在所述闭环压力控制过程中，控制压制驱动调节机构通过速度模式控制运行，根据目标压力控制所述压制驱动调节机构的运行速度。

4.根据权利要求1所述的一种压制方法，其特征在于：所述压制***还包括位置监测模块，用于测量所述压制驱动调节机构的位置信息；

所述位置监测模块为编码器，所述控制***根据所述编码器测量的所述压制驱动调节机构的位置信息，计算所述冲头的实时位置，并根据所述冲头的实时位置，控制所述压力驱动调节机构的移动使所述冲头移动至设定位置。

5.根据权利要求4所述的一种压制方法，其特征在于，所述压制驱动调节机构包括伺服驱动器和伺服电缸，所述伺服驱动器连接所述控制***，所述伺服电缸连接所述伺服驱动器，所述位置监测模块位于所述伺服电缸上，所述冲头连接所述伺服电缸；

所述控制***根据所述冲头的实时位置控制所述伺服电缸的移动。

6.根据权利要求1所述的一种压制方法，其特征在于，还包括信号转换放大模块，所述信号转换放大连接所述压力监测模块、控制***。

7.根据权利要求1所述的一种压制方法，其特征在于，还包括显示模块，用于显示由所述压力监测模块监测到的压力信息形成的压力曲线，所述压力曲线由所述控制***根据接收到的所述压力信息计算得到，所述显示模块连接所述控制***。

8.根据权利要求5所述的一种压制方法，其特征在于，还包括压机机架、承力块，所述压力监测模块位于所述压机机架的底部，所述承力块位于所述压力监测模块上方，所述伺服电缸位于所述承力块的上方。

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