五軸噴丸機監控系統的製作方法
2023-12-08 05:07:56 2
專利名稱：五軸噴丸機監控系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於機械控制領域，涉及一種監控系統，尤其涉及一種五軸 噴丸機監控系統。
背暈技術
噴丸處理是一種冷加工過程，是利用高壓將鑄鋼珠、鑄鐵珠、不鏽鋼珠、 陶瓷珠或玻璃珠等噴丸撞擊金屬零件表面，以使其部件表面形成一層均勻的 壓縮應力層，從而強化金屬表面和淺層結構的物理性能，極大地增強抗疲勞 強度，延長其承受循環負載地使用壽命。
在飛機上，絕大多數主要零件的生產工藝過程中，都必須進行該工藝處 理，如發動機葉片、葉輪，起落架等。另外，在飛機維修方面，噴丸工藝更 不可或缺。因此，整個航空工業不論生產或維修都把噴丸工藝作為重點工藝， 以保證該工藝的設備(噴丸機)的優良性能和自動化程度。
然而，現有的噴丸機噴丸利用率低，不能有效低控制噴丸的流向，效率
高的在70%左右，效率較低的50%也達不到，在形成能源浪費的同時，安全 生產無法保障。因此，需要一種監控噴丸機工作的系統來控制噴丸機的工作。
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種五軸噴丸機監控系統，其 能提高噴丸機的自動化程度和在線自動參數監控能力。
為解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案 一種五軸噴丸機 監控系統，所述五軸包括對應噴槍水平運動方向的X軸、對應噴槍的上下運 動方向的Z軸、對應噴槍在垂直平面內的旋轉運動方向的A軸、對應噴槍在 水平平面內的旋轉運動方向的C軸、對應工件在水平面內的旋轉運動方向的 B軸；
所述五軸噴丸機監控系統包括主控制單元、從控制單元；所述主控制單 元包括數字控制單元、可編程控制單元、伺服電機驅動模塊、輸入輸出模塊; 所述從控制單元包括工業控制計算機、模擬信號採集輸出模塊、數字I/O模塊，模擬信號採集輸出模塊、數字I/O模塊與工業控制計算機通訊；所述可 編程控制單元、伺服電機驅動模塊與數字控制模塊通訊；輸入輸出模塊、數 字I/O模塊分別與可編程控制單元通訊；
所述數字控制模塊為主控制單元的控制核心，用以接收、存儲控制程序， 並進行解碼、計算、差補和邏輯判斷，並依據計算結果直接控制X軸、Z軸、 A軸、C軸的運動，並發送控制命令至可編程控制單元；
所述可編程控制單元根據自數字控制模塊接收到的指令控制B軸的運 動、風機電機和振動篩電機的啟動及停止、工具機I/O器件的工作，並實現與 從控單元數字I/O模塊的通訊；
所述伺服電機驅動模塊根據自數字控制模塊或/和可編程控制單元接收 到的指令控制伺服電機的啟動和停止；
所述模擬信號採集輸出模塊採集噴槍的工作壓力和流量值；
所述模擬信號採集輸出模塊把獲取的數據信息傳輸到工業控制計算機， 由工業控制計算機判斷採集數據是否正常；若出現異常，工業控制計算機通 過數字I/O模塊發送報警信號至可編程控制單元，再由可編程控制單元通知 數字控制模塊。
優選地，所述數字控制模塊與可編程控制單元之間包括一通信通道，可 編程控制單元通過該通道接收數字控制模塊的指令。
優選地，所述監控系統還包括輸入輸出模塊，所述輸入輸出模塊包括供 用戶接收數據信息、發送控制命令的用戶交互界面。
優選地，所述模擬信號採集輸出模塊與流量閥或/和壓力閥連接，以感應 噴丸機的工作壓力和工作流量。
優選地，所述數字控制模塊與部分伺服電機驅動模塊連接，通過該伺服 電機驅動模塊控制相應伺服電機工作。
優選地，所述可編程控制單元與部分伺服電機驅動模塊連接，通過該伺 服電機驅動模塊控制相應伺服電機工作。
優選地，所述可編程控制單元與風機電機、振動篩電機、工具機I/O器件 連接。
優選地，所述數字I/O模塊通過可編程控制單元與數字控制模塊連接。 本實用新型的有益效果是本實用新型採用主從控制方式，解決五軸噴丸設備的自動控制和適時監控。主控制單元控制噴丸機能夠根據所處理零件 的曲面運動，實現噴嘴的移動和精確定位，保證噴槍與工件表面的距離、角 度一致。同時，從控制單元自動地控制和調節壓力、鋼丸流量等參數，實時 監控氣壓、鋼丸流量值，確保精準的噴丸過程。整個控制系統自動化程度高， 且保證了噴丸質量。
圖1是本本實用新型五軸噴丸機監控系統的組成示意圖。
圖2是本實用新型的從控制單元控制流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型進行詳細說明。
如圖1所示，本實用新型提供一種五軸噴丸機監控系統，用以控制五軸 噴丸機五軸的運動、電機的開關，並監控各噴槍的工作壓力和流量值。所述 五軸包括X軸、Z軸、A軸、C軸、B軸，其中，X軸對應噴槍水平運動方 向，Z軸對應噴槍的上下運動方向，A軸對應噴槍在垂直平面內的旋轉運動 方向，C軸對應噴槍在水平平面內的旋轉運動方向，B軸對應工件在水平面 內的旋轉運動方向。
五軸噴丸機監控系統包括主控制單元、從控制單元。主控制單元控制噴 丸機能夠根據所處理零件的曲面運動，實現噴嘴的移動和精確定位，保證噴 槍與工件表面的距離、角度一致。同時，從控制單元自動地控制和調節壓力、 鋼丸流量等參數，實時監控氣壓、鋼丸流量值，確保精準的噴丸過程。
所述主控制單元包括數字控制模塊(可簡稱CN) 1、可編程控制單元(可 簡稱PMC)2、伺服電機驅動模塊3;所述從控制單元包括工業控制計算機4、 模擬信號採集輸出模塊5、數字I/O模塊6。可編程控制單元2、伺服電機驅 動模塊3、輸入輸出模塊6分別與數字控制模塊1通訊，模擬信號採集輸出 模塊5、數字I/0模塊6分別與工業控制計算機4通訊。其中，可編程控制單 元2與部分伺服電機驅動模塊3、數字控制模塊1、數字I/O模塊6直接通訊， 模擬信號釆集輸出模塊5、數字I/0模塊6與工業控制計算機4通訊，另一部 分伺服電機驅動模塊3通過可編程控制單元2與數字控制模塊1連接及通訊。
所述數字控制模塊1為主控制單元的控制核心，用於接收、存儲控制程序，並進行解碼、計算、差補和邏輯判斷，並依據計算結果直接控制x軸、
Z軸、A軸、C軸的運動；同時，用於發送控制命令至可編程控制單元2。數 字控制模塊1與可編程控制單元2之間包括一通信通道，可編程控制單元2 通過該通道接收數字控制模塊1的指令。所述數字控制模塊1發送至可編程 控制單元2的指令包括控制B軸運動的指令、控制風機電機和振動篩電機 的啟動和停止的指令、控制工具機I/0器件工作的指令。
所述可編程控制單元2與風機電機21、振動篩電機22、工具機I/O器件23 連接，同時收到來自數字控制模塊l的指令，用以控制B軸的運動、風機電 機21和振動篩電機22的啟動和停止、工具機I/0器件23的工作，並實現與從 控單元數字I/O模塊6的通訊。
所述伺服電機驅動模塊3收到來自數字控制模塊1或/和可編程控制單元 2的指令，用以控制伺服電機31的啟動和停止。本實施例中，有部分伺服電 機驅動模塊3通過數字控制模塊1發送的控制信號控制伺服電機31的工作； 另一部分通過可編程控制單元2發送的控制信號控制伺服電機31的工作。
所述監控系統還包括輸入輸出模塊(圖未示)，所述輸入輸出模塊4包 括用戶交互界面，用戶通過該用戶交互界面4接收數據信息、發送控制命令。
所述模擬信號採集輸出模塊5與流量閼51及壓力閥52連接，以感應噴 丸機的工作壓力和工作流量，而後把獲取的數據信息傳輸到工業控制計算機 4，由工業控制計算機4判斷採集數據是否正常；若出現異常，工業控制計算 機4通過數字I/O模塊發送報警信號至可編程控制單元2，再由可編程控制單 元2通知數字控制模塊1。
如圖2所示，五軸噴丸機監控系統的從控制單元的具體工作流程如下
步驟1:模擬信號採集輸出模塊5設定噴丸機的工作壓力和工作流量； 設定完畢後，數字I/O模塊6向可編程控制單元2發送工作壓力和流量設定 完畢信號；可編程控制單元2通過專用通道向數字控制模塊1反饋，數字控 制模塊1得到該指令後就允許正常的噴丸程序運行。
步驟2:模擬信號採集輸出模塊5適時採集噴丸機實際的工作壓力和各 噴槍的實際工作流量，而後把獲取的數據信息傳輸到工業控制計算機4。
步驟3:工業控制計算機4判斷採集數據是否正常；若正常轉向步驟2，
否則轉向步驟4。步驟4:工業控制計算機4通過數字I/O模塊6向可編程控制單元2發送 報警信號，由可編程控制單元2通過專用通道向數字控制模塊1反饋停止工 作指令，並發出相應的報警信號，等待處理。
權利要求1、 一種五軸噴丸機監控系統，所述五軸包括對應噴槍水平運動方向的x 軸、對應噴槍的上下運動方向的z軸、對應噴槍在垂直平面內的旋轉運動方向的A軸、對應噴槍在水平平面內的旋轉運動方向的C軸、對應工件在水平 面內的旋轉運動方向的B軸；其特徵在於-所述五軸噴丸機監控系統包括主控制單元、從控制單元；所述主控制單 元包括數字控制單元、可編程控制單元、伺服電機驅動模塊；所述從控制單 元包括工業控制計算機、模擬信號採集輸出模塊、數字I/O模塊，模擬信號 採集輸出模塊、數字I/0模塊與工業控制計算機通訊；所述可編程控制單元、 伺服電機驅動模塊與數字控制模塊通訊；輸入輸出模塊、數字I/O模塊分別 與可編程控制單元通訊；所述數字控制模塊為主控制單元的控制核心，用以接收、存儲控制程序， 並進行解碼、計算、差補和邏輯判斷，並依據計算結果直接控制X軸、Z軸、 A軸、C軸的運動，並發送控制命令至可編程控制單元；所述可編程控制單元根據自數字控制模塊接收到的指令控制B軸的運 動、風機電機和振動篩電機的啟動和停止、工具機I/O器件的工作，並實現與 數字1/0模塊的通訊；所述伺服電機驅動模塊根據自數字控制模塊或/和可編程控制單元接收 到的指令控制伺服電機的啟動和停止；所述模擬信號採集輸出模塊採集噴槍的工作壓力和流量值；所述模擬信號採集輸出模塊把獲取的數據信息傳輸到工業控制計算機， 由工業控制計算機判斷採集數據是否正常；若出現異常，工業控制計算機通 過數字I/O模塊發送報警信號至可編程控制單元，再由可編程控制單元通知 數字控制模塊。
2、 如權利要求1所述的五軸噴丸機監控系統，其特徵在於所述數字控 制模塊與可編程控制單元之間包括一通信通道，可編程控制單元通過該通道 接收數字控制模塊的指令。
3、 如權利要求1所述的五軸噴丸機監控系統，其特徵在於所述監控系 統還包括輸入輸出模塊，所述輸入輸出模塊包括供用戶接收數據信息、發送控制命令的用戶交互界面。
4、 如權利要求1或2或3所述的五軸噴丸機監控系統，其特徵在於所述模擬信號採集輸出模塊與流量閥或/和壓力閥連接，以感應噴丸機的工作壓 力和工作流量。
5、 如權利要求1或2或3所述的五軸噴丸機監控系統，其特徵在於所述數字控制模塊與部分伺服電機驅動模塊連接，通過該伺服電機驅動模塊控 制相應伺服電機工作。
6、 如權利要求1或2或3所述的五軸噴丸機監控系統，其特徵在於所述可編程控制單元與部分伺服電機驅動模塊連接，通過該伺服電機驅動模塊 控制相應伺服電機工作。
7、 如權利要求1或2或3所述的五軸噴丸機監控系統，其特徵在於所 述可編程控制單元與風機電機、振動篩電機、工具機i/o器件連接。
8、 如權利要求1或2或3所述的五軸噴丸機監控系統，其特徵在於所 述數字I/O模塊通過可編程控制單元與數字控制模塊連接。
專利摘要本實用新型公開一種五軸噴丸機監控系統，用以控制五軸噴丸機五軸的運動、電機的開關，並監控各噴槍的工作壓力和流量值；其包括主控制單元、從控制單元；所述主控制單元包括數字控制單元、可編程控制單元、伺服電機驅動模塊；所述從控制單元包括工業控制計算機、模擬信號採集輸出模塊、數字I/O模塊。本實用新型採用主從控制方式，解決五軸噴丸設備的自動控制和適時監控。主控制單元控制噴丸機能夠根據所處理零件的曲面運動，實現噴嘴的移動和精確定位，保證噴槍與工件表面的距離、角度一致。同時，從控制單元自動地控制和調節壓力、鋼丸流量等參數，實時監控氣壓、鋼丸流量值，確保精準噴丸過程。整個控制系統自動化程度高，保證了噴丸質量。
文檔編號B24C1/10GK201156195SQ20082009206
公開日2008年11月26日 申請日期2008年1月28日 優先權日2008年1月28日
發明者廖強華, 李繼中, 王明友, 健 鍾, 芳 陳, 勝 魏 申請人:深圳職業技術學院