一種基于變頻電機(jī)控制鉚頭軌跡的鉚裝裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于變頻電機(jī)控制鉚頭軌跡的鉚裝裝置及方法，包括依次連接的軌跡控制系統(tǒng)、工控機(jī)、通訊轉(zhuǎn)換模塊、變頻器、變頻電機(jī)、徑向鉚接裝置；變頻電機(jī)通過轉(zhuǎn)速傳感器、A/D轉(zhuǎn)換模塊連接工控機(jī)，構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)的反饋控制系統(tǒng)；轉(zhuǎn)速傳感器為電壓輸出傳感器，安裝在變頻電機(jī)的輸出軸端，將電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)，經(jīng)數(shù)據(jù)采集模塊傳送到工控機(jī)，通過軌跡控制系統(tǒng)中的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控模塊對(duì)轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行計(jì)算分析。本裝置通過選擇優(yōu)化的鉚頭軌跡控制鉚頭和法蘭盤輪轂軸端的軸向預(yù)緊力，使得裝配后的軸承單元在滿足軸向預(yù)緊力要求的前提下，能量消耗和使用壽命得到優(yōu)化，提高軸鉚的可靠性和軸承單元質(zhì)量的穩(wěn)定性，符合節(jié)能減排的發(fā)展要求。
【專利說明】一種基于變頻電機(jī)控制鉚頭軌跡的鉚裝裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及軸鉚輪轂軸承單元的電動(dòng)鉚裝設(shè)備及鉚裝工藝，尤其涉及一種基于變頻電機(jī)控制鉚頭軌跡的鉚裝裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]作為汽車的關(guān)鍵零部件之一，輪轂軸承在工作過程中需要承受徑向和軸向的聯(lián)合載荷。傳統(tǒng)的汽車輪轂軸承是采用兩套獨(dú)立的角接觸球軸承或圓錐棍子軸承成對(duì)安裝在轎車輪轂軸上，因而需要經(jīng)過一系列的軸承游隙調(diào)整、預(yù)緊、涂油添脂、密封等工序，由于摻雜了許多人為控制因素，這種結(jié)構(gòu)的軸承裝配勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致裝配難度大，裝配周期長，成本高，可靠性差等問題，難以適應(yīng)激烈的市場競爭。
[0003]近年來，隨著人們對(duì)輕量化與節(jié)能減排的重視，軸鉚合裝配工藝就是針對(duì)轎車輪轂軸承輕量化、集成化、高可靠性等發(fā)展要求提出的一種高效輪轂軸承單元裝配工藝，其主要思想是利用法蘭盤輪轂軸端的塑性變形代替原有的鎖緊螺母為軸承單元提供軸向預(yù)載荷。這種裝配工藝不僅能避免由于螺母松動(dòng)導(dǎo)致的預(yù)載荷失效等不良后果，而且能夠更加精準(zhǔn)地控制軸向預(yù)載荷的大小，克服由于軸向預(yù)載荷不精準(zhǔn)而導(dǎo)致軸承壽命離散度大的缺陷，從而保證轎車輪轂軸承單元的質(zhì)量可靠性。同時(shí)，由于軸鉚合輪轂軸承單元缺少了卡緊螺母，每個(gè)軸承單元能夠減重200g，實(shí)現(xiàn)了輕量化。綜上所述，該技術(shù)代表了輪轂軸承單元制造工藝的發(fā)展方向。
[0004]作為主要的軸鉚合技術(shù)，現(xiàn)有的徑向鉚接技術(shù)最常用的鉚頭軌跡為梅花軌跡運(yùn)動(dòng)，鉚裝設(shè)備在鉚裝過程中鉚頭的運(yùn)動(dòng)軌跡往往是固定不變、不可調(diào)整控制，而且沒有經(jīng)過優(yōu)化的運(yùn)動(dòng)軌跡，這就會(huì)導(dǎo)致裝配后的軸承單元的軸向預(yù)緊力無法滿足要求或者出現(xiàn)已經(jīng)達(dá)到所需的軸向預(yù)緊力但能耗過大的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響軸鉚的可靠性和軸承單元質(zhì)量的穩(wěn)定性，壽命集中度和節(jié)能減排也就很難保證。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種基于變頻電機(jī)控制鉚頭軌跡的鉚裝裝置及方法。本發(fā)明在一定程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)鉚頭軌跡的可控性，進(jìn)而控制鉚頭和法蘭盤輪轂軸端的軸向接觸應(yīng)力(以下簡稱軸向預(yù)緊力)，通過選擇鉚頭的優(yōu)化軌跡使得裝配后的軸承單元在滿足軸向預(yù)緊力要求的前提下，能量消耗和使用壽命得到優(yōu)化，保持輪轂軸承單元產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和可靠性。
[0006]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]一種基于變頻電機(jī)控制鉚頭軌跡的鉚裝裝置，包括依次連接的軌跡控制系統(tǒng)、工控機(jī)、通訊轉(zhuǎn)換模塊、變頻器、變頻電機(jī)、徑向鉚接裝置；
[0008]所述變頻電機(jī)通過轉(zhuǎn)速傳感器、A/D轉(zhuǎn)換模塊連接工控機(jī)，構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)的反饋控制系統(tǒng)。
[0009]轉(zhuǎn)速傳感器為電壓輸出傳感器，安裝在變頻電機(jī)的輸出軸端，將電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)，經(jīng)數(shù)據(jù)采集模塊傳送到工控機(jī)，通過軌跡控制系統(tǒng)中的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控模塊對(duì)轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行計(jì)算分析。
[0010]所述軌跡控制系統(tǒng)包括參數(shù)設(shè)置模塊、軌跡控制模塊、反饋監(jiān)控模塊、統(tǒng)計(jì)查詢模塊。
[0011]所述參數(shù)設(shè)置模塊包括控制參數(shù)設(shè)置模塊、設(shè)備參數(shù)設(shè)置模塊、產(chǎn)品參數(shù)設(shè)置模塊、通訊參數(shù)設(shè)置模塊、用戶設(shè)置模塊。
[0012]所述軌跡控制模塊包括優(yōu)化軌跡存儲(chǔ)模塊、在線控制模塊、軌跡在線顯示模塊。
[0013]所述反饋監(jiān)控模塊包括反饋數(shù)據(jù)采集模塊、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控模塊、運(yùn)行參數(shù)監(jiān)控模塊。
[0014]所述統(tǒng)計(jì)查詢模塊包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊、數(shù)據(jù)查詢模塊、數(shù)據(jù)分析模塊。
[0015]采用上述鉚裝裝置控制鉚頭軌跡的方法如下:
[0016](1)參數(shù)設(shè)置步驟
[0017]通過控制參數(shù)設(shè)置模塊對(duì)鉚裝所需的軸向預(yù)緊力進(jìn)行設(shè)置；
[0018]設(shè)備參數(shù)設(shè)置模塊對(duì)變頻電機(jī)、徑向鉚接裝置的相關(guān)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；
[0019]產(chǎn)品參數(shù)設(shè)置模塊對(duì)法蘭盤輪轂軸承單元的相關(guān)產(chǎn)品參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；
[0020]通訊參數(shù)設(shè)置模塊包括通訊地址、波特率、停止位、數(shù)據(jù)位相應(yīng)的串口通訊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；用戶設(shè)置模塊包括用戶的登錄設(shè)置、系統(tǒng)的密碼保護(hù)；
[0021](2)軌跡控制步驟
[0022]通過優(yōu)化軌跡存儲(chǔ)模塊對(duì)滿足不同軸向預(yù)緊力要求下的優(yōu)化鉚頭軌跡進(jìn)行存儲(chǔ)；
[0023]在線控制模塊具有控制變頻器運(yùn)行形式、運(yùn)行頻率和故障復(fù)位，其中運(yùn)行頻率的控制是根據(jù)參數(shù)設(shè)置模塊中控制參數(shù)、設(shè)備參數(shù)設(shè)置的要求，在優(yōu)化軌跡存儲(chǔ)模塊中選擇相應(yīng)滿足鉚裝要求的優(yōu)化鉚頭軌跡，實(shí)現(xiàn)該鉚頭軌跡的電機(jī)轉(zhuǎn)速根據(jù)公式轉(zhuǎn)化為頻率的表現(xiàn)形式，根據(jù)變頻器的通訊協(xié)議將運(yùn)行控制指令、頻率控制指令以ASCII編碼的通訊形式進(jìn)行，通過工控機(jī)、通訊轉(zhuǎn)換模塊與變頻器建立通訊，實(shí)時(shí)對(duì)變頻器和變頻電機(jī)進(jìn)行頻率控制；
[0024]軌跡在線顯示模塊實(shí)時(shí)顯示鉚頭的運(yùn)行數(shù)據(jù)，即鉚頭的優(yōu)化軌跡運(yùn)行圖像；
[0025](3)反饋監(jiān)控步驟
[0026]通過反饋數(shù)據(jù)采集模塊采集轉(zhuǎn)速傳感器的實(shí)測(cè)信號(hào)，并進(jìn)行濾波降噪處理以及與變頻器建立通訊，以ASCII編碼的通訊形式讀取變頻器電壓、電流、輸出頻率的運(yùn)行參數(shù)；
[0027]運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控模塊根據(jù)反饋數(shù)據(jù)采集模塊中所采集的變頻電機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，對(duì)變頻電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，如果實(shí)際的電機(jī)轉(zhuǎn)速與滿足鉚頭優(yōu)化軌跡所要求的電機(jī)轉(zhuǎn)速相比超過一定范圍，或者實(shí)際的電機(jī)轉(zhuǎn)速超過額定值時(shí)，則會(huì)發(fā)出警報(bào)；
[0028]運(yùn)行參數(shù)監(jiān)控模塊根據(jù)反饋數(shù)據(jù)采集模塊中所讀取變頻器電壓、電流、輸出頻率的運(yùn)行參數(shù)，對(duì)變頻器的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，觀察是否出現(xiàn)異常狀況，如果超過其額定值，則會(huì)發(fā)出警報(bào)；
[0029](4)統(tǒng)計(jì)查詢步驟
[0030]通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊對(duì)不同型號(hào)、不同批次產(chǎn)品的參數(shù)設(shè)置、變頻電機(jī)轉(zhuǎn)速、鉚頭軌跡、鉚裝質(zhì)量進(jìn)行存儲(chǔ)統(tǒng)計(jì)；
[0031]數(shù)據(jù)查詢模塊通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢功能，再現(xiàn)過去的鉚頭軌跡控制數(shù)據(jù)與圖像；
[0032]數(shù)據(jù)分析模塊對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊中的鉚裝統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)提供各種圖表顯示，以便工作人員進(jìn)行分析。
[0033]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在一定程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)鉚頭軌跡的可控性，通過對(duì)鉚頭運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行優(yōu)化控制，使得裝配后的軸承單元在滿足軸向預(yù)緊力要求的前提下，能量消耗和使用壽命得到優(yōu)化，降低軸承單元的廢品率，在一定程度上提高了軸鉚的可靠性和軸承單元質(zhì)量的穩(wěn)定性，并且符合社會(huì)上節(jié)能減排的發(fā)展要求。
[0035]本發(fā)明技術(shù)手段簡便易行，具有積極有益的技術(shù)效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1為本發(fā)明的整體裝置示意圖。
[0037]圖2為本發(fā)明軌跡控制系統(tǒng)的方框組成示意圖。
[0038]圖3為本發(fā)明徑向鉚裝機(jī)的主要結(jié)構(gòu)示意圖；圖中鉚頭總成內(nèi)嚙合齒輪1，鉚頭總成外嚙合齒輪2，鉚壓軸及鉚頭3。
[0039]圖4為本發(fā)明徑向鉚裝裝置的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖中鉚壓軸及鉚頭3，徑向鉚裝機(jī)4，輪轂軸承單元5，工作臺(tái)6。

【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述。
[0041]實(shí)施例
[0042]如圖1至圖4所示。本發(fā)明一種基于變頻電機(jī)控制鉚頭軌跡的鉚裝裝置，包括依次連接的軌跡控制系統(tǒng)、工控機(jī)、通訊轉(zhuǎn)換模塊、變頻器、變頻電機(jī)、徑向鉚接裝置；
[0043]變頻電機(jī)通過轉(zhuǎn)速傳感器、A/D轉(zhuǎn)換模塊連接工控機(jī)，構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)的反饋控制系統(tǒng)。
[0044]轉(zhuǎn)速傳感器為電壓輸出傳感器，安裝在變頻電機(jī)的輸出軸端，將電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)，經(jīng)數(shù)據(jù)采集模塊傳送到工控機(jī)，通過軌跡控制系統(tǒng)中的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控模塊對(duì)轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行計(jì)算分析。
[0045]軌跡控制系統(tǒng)包括參數(shù)設(shè)置模塊、軌跡控制模塊、反饋監(jiān)控模塊、統(tǒng)計(jì)查詢模塊。
[0046]所述參數(shù)設(shè)置模塊包括控制參數(shù)設(shè)置模塊、設(shè)備參數(shù)設(shè)置模塊、產(chǎn)品參數(shù)設(shè)置模塊、通訊參數(shù)設(shè)置模塊、用戶設(shè)置模塊。
[0047]所述軌跡控制模塊包括優(yōu)化軌跡存儲(chǔ)模塊、在線控制模塊、軌跡在線顯示模塊。
[0048]所述反饋監(jiān)控模塊包括反饋數(shù)據(jù)采集模塊、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控模塊、運(yùn)行參數(shù)監(jiān)控模塊。
[0049]所述統(tǒng)計(jì)查詢模塊包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊、數(shù)據(jù)查詢模塊、數(shù)據(jù)分析模塊。
[0050]所述工控機(jī)采用奔騰4以上的CPU，4G以上的內(nèi)存，500G以上的硬盤，選用WindowsXP操作系統(tǒng)，自帶一個(gè)RS-232串口通訊。
[0051]所述變頻器自帶一個(gè)RS-485串口通訊，所使用的通訊協(xié)議具有RS-485數(shù)據(jù)通訊的格式規(guī)范，以ASCII編碼的形式進(jìn)行通訊，如臺(tái)達(dá)VFD-B系列變頻器、三菱FR-A740系列變頻器。
[0052]所述通訊轉(zhuǎn)換模塊主要是為了解決工控機(jī)和變頻器之間通訊協(xié)議不同的問題，采用RS-232/RS-485轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)工控機(jī)和變頻器的通訊，采用雙絞屏蔽線作為通訊線。
[0053]采用上述鉚裝裝置控制鉚頭軌跡的方法可通過如下步驟實(shí)現(xiàn):
[0054](1)參數(shù)設(shè)置步驟
[0055]通過控制參數(shù)設(shè)置模塊對(duì)鉚裝所需的軸向預(yù)緊力進(jìn)行設(shè)置；
[0056]設(shè)備參數(shù)設(shè)置模塊對(duì)變頻電機(jī)、徑向鉚接裝置的相關(guān)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；
[0057]產(chǎn)品參數(shù)設(shè)置模塊對(duì)法蘭盤輪轂軸承單元的相關(guān)產(chǎn)品參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；
[0058]通訊參數(shù)設(shè)置模塊包括通訊地址、波特率、停止位、數(shù)據(jù)位(等)相應(yīng)的串口通訊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；用戶設(shè)置模塊包括用戶的登錄設(shè)置、系統(tǒng)的密碼保護(hù)；
[0059](2)軌跡控制步驟
[0060]通過優(yōu)化軌跡存儲(chǔ)模塊對(duì)滿足不同軸向預(yù)緊力要求下的優(yōu)化鉚頭軌跡進(jìn)行存儲(chǔ)；
[0061]在線控制模塊具有控制變頻器運(yùn)行形式(如啟動(dòng)停止、正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn))、運(yùn)行頻率和故障復(fù)位(的功能)，其中運(yùn)行頻率的控制是根據(jù)參數(shù)設(shè)置模塊中控制參數(shù)、設(shè)備參數(shù)設(shè)置的要求，在優(yōu)化軌跡存儲(chǔ)模塊中選擇相應(yīng)滿足鉚裝要求的優(yōu)化鉚頭軌跡，實(shí)現(xiàn)該鉚頭軌跡的電機(jī)轉(zhuǎn)速根據(jù)公式轉(zhuǎn)化為頻率的表現(xiàn)形式，根據(jù)變頻器的通訊協(xié)議將運(yùn)行控制指令、頻率控制指令以ASCII編碼的通訊形式進(jìn)行，通過工控機(jī)、通訊轉(zhuǎn)換模塊與變頻器建立通訊，實(shí)時(shí)對(duì)變頻器和變頻電機(jī)進(jìn)行頻率控制；
[0062]軌跡在線顯示模塊實(shí)時(shí)顯示鉚頭的運(yùn)行數(shù)據(jù)，即鉚頭的優(yōu)化軌跡運(yùn)行圖像；
[0063](3)反饋監(jiān)控步驟
[0064]通過反饋數(shù)據(jù)采集模塊采集轉(zhuǎn)速傳感器的實(shí)測(cè)信號(hào)，并進(jìn)行濾波降噪處理以及與變頻器建立通訊，以ASCII編碼的通訊形式讀取變頻器電壓、電流、輸出頻率的運(yùn)行參數(shù)；
[0065]運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控模塊根據(jù)反饋數(shù)據(jù)采集模塊中所采集的變頻電機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，對(duì)變頻電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，如果實(shí)際的電機(jī)轉(zhuǎn)速與滿足鉚頭優(yōu)化軌跡所要求的電機(jī)轉(zhuǎn)速相比超過一定范圍，或者實(shí)際的電機(jī)轉(zhuǎn)速超過額定值時(shí)，則會(huì)發(fā)出警報(bào)；
[0066]運(yùn)行參數(shù)監(jiān)控模塊根據(jù)反饋數(shù)據(jù)采集模塊中所讀取變頻器電壓、電流、輸出頻率的運(yùn)行參數(shù)，對(duì)變頻器的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，觀察是否出現(xiàn)異常狀況，如果超過其額定值，則會(huì)發(fā)出警報(bào)；
[0067](4)統(tǒng)計(jì)查詢步驟
[0068]通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊對(duì)不同型號(hào)、不同批次產(chǎn)品的參數(shù)設(shè)置、變頻電機(jī)轉(zhuǎn)速、鉚頭軌跡、鉚裝質(zhì)量進(jìn)行存儲(chǔ)統(tǒng)計(jì)；
[0069]數(shù)據(jù)查詢模塊通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢功能，再現(xiàn)過去的鉚頭軌跡控制數(shù)據(jù)與圖像；
[0070]數(shù)據(jù)分析模塊對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊中的鉚裝統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)提供各種圖表顯示，以便工作人員進(jìn)行分析。
[0071]如圖3、4所示，在徑向鉚裝機(jī)4上對(duì)輪轂軸承單元5進(jìn)行軸鉚裝配，其工作原理為:鉚頭總成外嚙合齒輪2在變頻電機(jī)帶動(dòng)下繞鉚頭總成內(nèi)嚙合齒輪1公轉(zhuǎn)，由于齒輪的嚙合作用，外嚙合齒輪2同時(shí)繞自身軸心線自轉(zhuǎn)。外嚙合齒輪2在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)固結(jié)在其上的具有一定偏心距的鉚壓軸及鉚頭3作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，結(jié)合由機(jī)床主軸引起的向下平動(dòng)形成最終鉚頭的運(yùn)動(dòng)軌跡，因而通過變頻電機(jī)對(duì)鉚頭總成外嚙合齒輪2的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制相當(dāng)于控制鉚頭的鉚裝軌跡。
[0072]鉚頭的優(yōu)化軌跡是通過有限元建模及驗(yàn)證，對(duì)不同鉚頭軌跡下的模型進(jìn)行軸鉚合仿真計(jì)算，基于拉丁超立方抽樣策略和全局尋優(yōu)算法尋找在滿足不同軸向預(yù)緊力的要求下，能量消耗和使用壽命達(dá)到優(yōu)化的鉚頭工作軌跡。
[0073]如圖1所示，工控機(jī)根據(jù)軌跡控制系統(tǒng)所選擇的鉚頭優(yōu)化軌跡對(duì)變頻器進(jìn)行頻率控制，由于所采用帶有RS-232串口通訊的工控機(jī)和帶有RS-485串口通訊的變頻器之間的通訊協(xié)議不同，兩者之間需要以ASCII編碼的形式，采用RS-232/RS-485轉(zhuǎn)換器的通訊轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)通訊。
[0074]本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于變頻電機(jī)控制鉚頭軌跡的鉚裝裝置，其特征在于包括依次連接的軌跡控制系統(tǒng)、工控機(jī)、通訊轉(zhuǎn)換模塊、變頻器、變頻電機(jī)、徑向鉚接裝置； 所述變頻電機(jī)通過轉(zhuǎn)速傳感器、A/D轉(zhuǎn)換模塊連接工控機(jī)，構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)的反饋控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變頻電機(jī)控制鉚頭軌跡的鉚裝裝置，其特征在于:轉(zhuǎn)速傳感器為電壓輸出傳感器，安裝在變頻電機(jī)的輸出軸端，將電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)，經(jīng)數(shù)據(jù)采集模塊傳送到工控機(jī)，通過軌跡控制系統(tǒng)中的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控模塊對(duì)轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行計(jì)算分析。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變頻電機(jī)控制鉚頭軌跡的鉚裝裝置，其特征在于:所述軌跡控制系統(tǒng)包括參數(shù)設(shè)置模塊、軌跡控制模塊、反饋監(jiān)控模塊、統(tǒng)計(jì)查詢模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的基于變頻電機(jī)控制鉚頭軌跡的鉚裝裝置，其特征在于:所述參數(shù)設(shè)置模塊包括控制參數(shù)設(shè)置模塊、設(shè)備參數(shù)設(shè)置模塊、產(chǎn)品參數(shù)設(shè)置模塊、通訊參數(shù)設(shè)置模塊、用戶設(shè)置模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于變頻電機(jī)控制鉚頭軌跡的鉚裝裝置，其特征在于:所述軌跡控制模塊包括優(yōu)化軌跡存儲(chǔ)模塊、在線控制模塊、軌跡在線顯示模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于變頻電機(jī)控制鉚頭軌跡的鉚裝裝置，其特征在于:所述反饋監(jiān)控模塊包括反饋數(shù)據(jù)采集模塊、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控模塊、運(yùn)行參數(shù)監(jiān)控模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于變頻電機(jī)控制鉚頭軌跡的鉚裝裝置，其特征在于:所述統(tǒng)計(jì)查詢模塊包括數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊、數(shù)據(jù)查詢模塊、數(shù)據(jù)分析模塊。
8.采用權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述鉚裝裝置控制鉚頭軌跡的方法，其特征在于包括如下步驟: (1)參數(shù)設(shè)置步驟 通過控制參數(shù)設(shè)置模塊對(duì)鉚裝所需的軸向預(yù)緊力進(jìn)行設(shè)置； 設(shè)備參數(shù)設(shè)置模塊對(duì)變頻電機(jī)、徑向鉚接裝置的相關(guān)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行設(shè)置； 產(chǎn)品參數(shù)設(shè)置模塊對(duì)法蘭盤輪轂軸承單元的相關(guān)產(chǎn)品參數(shù)進(jìn)行設(shè)置； 通訊參數(shù)設(shè)置模塊包括通訊地址、波特率、停止位、數(shù)據(jù)位相應(yīng)的串口通訊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；用戶設(shè)置模塊包括用戶的登錄設(shè)置、系統(tǒng)的密碼保護(hù)； (2)軌跡控制步驟 通過優(yōu)化軌跡存儲(chǔ)模塊對(duì)滿足不同軸向預(yù)緊力要求下的優(yōu)化鉚頭軌跡進(jìn)行存儲(chǔ)； 在線控制模塊具有控制變頻器運(yùn)行形式、運(yùn)行頻率和故障復(fù)位，其中運(yùn)行頻率的控制是根據(jù)參數(shù)設(shè)置模塊中控制參數(shù)、設(shè)備參數(shù)設(shè)置的要求，在優(yōu)化軌跡存儲(chǔ)模塊中選擇相應(yīng)滿足鉚裝要求的優(yōu)化鉚頭軌跡，實(shí)現(xiàn)該鉚頭軌跡的電機(jī)轉(zhuǎn)速根據(jù)公式轉(zhuǎn)化為頻率的表現(xiàn)形式，根據(jù)變頻器的通訊協(xié)議將運(yùn)行控制指令、頻率控制指令以ASCII編碼的通訊形式進(jìn)行，通過工控機(jī)、通訊轉(zhuǎn)換模塊與變頻器建立通訊，實(shí)時(shí)對(duì)變頻器和變頻電機(jī)進(jìn)行頻率控制； 軌跡在線顯示模塊實(shí)時(shí)顯示鉚頭的運(yùn)行數(shù)據(jù)，即鉚頭的優(yōu)化軌跡運(yùn)行圖像； (3)反饋監(jiān)控步驟 通過反饋數(shù)據(jù)采集模塊采集轉(zhuǎn)速傳感器的實(shí)測(cè)信號(hào)，并進(jìn)行濾波降噪處理以及與變頻器建立通訊，以ASCII編碼的通訊形式讀取變頻器電壓、電流、輸出頻率的運(yùn)行參數(shù)； 運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控模塊根據(jù)反饋數(shù)據(jù)采集模塊中所采集的變頻電機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，對(duì)變頻電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，如果實(shí)際的電機(jī)轉(zhuǎn)速與滿足鉚頭優(yōu)化軌跡所要求的電機(jī)轉(zhuǎn)速相比超過一定范圍，或者實(shí)際的電機(jī)轉(zhuǎn)速超過額定值時(shí)，則會(huì)發(fā)出警報(bào)； 運(yùn)行參數(shù)監(jiān)控模塊根據(jù)反饋數(shù)據(jù)采集模塊中所讀取變頻器電壓、電流、輸出頻率的運(yùn)行參數(shù)，對(duì)變頻器的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，觀察是否出現(xiàn)異常狀況，如果超過其額定值，則會(huì)發(fā)出警報(bào)； (4)統(tǒng)計(jì)查詢步驟 通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊對(duì)不同型號(hào)、不同批次產(chǎn)品的參數(shù)設(shè)置、變頻電機(jī)轉(zhuǎn)速、鉚頭軌跡、鉚裝質(zhì)量進(jìn)行存儲(chǔ)統(tǒng)計(jì)； 數(shù)據(jù)查詢模塊通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢功能，再現(xiàn)過去的鉚頭軌跡控制數(shù)據(jù)與圖像； 數(shù)據(jù)分析模塊對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模塊中的鉚裝統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)提供各種圖表顯示，以便工作人員進(jìn)行分析。
【文檔編號(hào)】B21D39/00GK104399829SQ201410693809
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】曲杰, 張國杰, 許華忠 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)