專利名稱：一種壓鑄機(jī)鎖模力在線調(diào)節(jié)裝置和調(diào)節(jié)算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種以行程微調(diào)節(jié)為基礎(chǔ)的力學(xué)量調(diào)節(jié)裝置和調(diào)節(jié)算法，尤其是一種壓鑄機(jī)鎖模力在線調(diào)節(jié)裝置和調(diào)節(jié)算法。
背景技術(shù)：
壓鑄產(chǎn)品是熔融金屬在模具內(nèi)高壓快速冷卻成形，在壓鑄過(guò)程中的壓射速度和增壓過(guò)程對(duì)鑄件產(chǎn)品質(zhì)量影響極大。熔融金屬在最終靜壓力的作用下冷卻凝固，靜壓力的大小取決于壓鑄件的復(fù)雜程度、合金性能和壓鑄件的質(zhì)量要求，一般為50 500MPa，作用于壓鑄件的總合力則由合模機(jī)構(gòu)來(lái)承擔(dān)所要求的鎖模力，并由合模機(jī)構(gòu)四根拉桿產(chǎn)生的彈性變形來(lái)實(shí)現(xiàn)。鎖模力不足會(huì)造成模具脹開(kāi)，影響壓鑄件的質(zhì)量并對(duì)壓鑄機(jī)附近的人物造成危險(xiǎn)；鎖模力過(guò)大會(huì)影響模具和壓鑄機(jī)的使用性能和壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種能保證在壓鑄過(guò)程中的實(shí)際鎖模力在設(shè)定值范圍內(nèi)的在線鎖模力調(diào)節(jié)裝置和鎖模力調(diào)節(jié)算法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的壓鑄機(jī)鎖模力在線調(diào)節(jié)裝置，包括鎖模力在線檢測(cè)系統(tǒng)、反饋控制系統(tǒng)和調(diào)模執(zhí)行機(jī)構(gòu)等三個(gè)部分。所述的鎖模力在線檢測(cè)系統(tǒng)由應(yīng)變式測(cè)力傳感器、調(diào)理電路組成；應(yīng)變式測(cè)力傳感器是將應(yīng)變片粘貼在彈性構(gòu)件上，用鋼帶緊緊地聯(lián)接在壓鑄機(jī)的拉桿上，獲得與拉桿相同的變形量?？梢栽谝桓瓧U上安裝應(yīng)變式測(cè)力傳感器或四根拉桿上分別安裝應(yīng)變式測(cè)力傳感器。在四根拉桿上安裝則更準(zhǔn)確，其合力就是總鎖模力。每根拉桿上可采用由一組、二組或四組應(yīng)變式測(cè)力傳感器，常用二組應(yīng)變式測(cè)力傳感器，相隔10°布置，以消除由于結(jié)構(gòu)上原因引起的橫向力作用產(chǎn)生彎曲影響，提高測(cè)試精度；每組應(yīng)變式測(cè)力傳感器由一縱一橫的兩片應(yīng)變片組成，可以實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償，消除環(huán)境溫度的影響，進(jìn)一步提高測(cè)試精度。鎖模力在線檢測(cè)系統(tǒng)的調(diào)理電路本質(zhì)上是一種電橋電路，將應(yīng)變片的電阻變化量轉(zhuǎn)換為電壓量并經(jīng)適當(dāng)?shù)胤糯笠越?jīng)合適的電壓量輸出。一組應(yīng)變傳感器接成半橋，二組應(yīng)變式測(cè)力傳感器接成全橋，四組應(yīng)變式測(cè)力傳感器則可采用串聯(lián)后接成全橋，進(jìn)而提高測(cè)試的靈敏度。應(yīng)變式測(cè)力傳感接成電橋后通過(guò)信號(hào)電纜傳遞到反饋控制系統(tǒng)。應(yīng)變式測(cè)力傳感器安裝在前后模板間，距拉桿在前后模板的固定聯(lián)接端大于拉桿直徑且不影響合模機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的位置處，以獲得均勻的應(yīng)變分布。所述的調(diào)模執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括液壓馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)齒輪、調(diào)節(jié)小齒輪、調(diào)模螺母和調(diào)模大齒輪。液壓馬達(dá)前端可經(jīng)過(guò)減速機(jī)構(gòu)或直接通過(guò)驅(qū)動(dòng)齒輪帶動(dòng)調(diào)模大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)、調(diào)模大齒輪再帶動(dòng)調(diào)模小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)、小齒輪帶動(dòng)調(diào)模螺母，改變拉桿上的兩模板間的距離。液壓馬達(dá)、調(diào)模大齒輪等支承在后模板上，隨后模板一起移動(dòng)；調(diào)模小齒輪支承在調(diào)模螺母上并用鍵聯(lián)接傳遞動(dòng)力，將調(diào)模小齒輪-調(diào)模螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成調(diào)模螺母在拉桿上的移動(dòng)。調(diào)模螺母安裝在后模板的后方，調(diào)模螺母的移動(dòng)改變前、后模的相對(duì)位置，在壓鑄機(jī)合模機(jī)構(gòu)和模具尺寸不變的情況下改變合模時(shí)的變形量，從而改變鎖模力的大小。所述的反饋控制系統(tǒng)由編碼器、控制器和控制執(zhí)行程序單元組成。編碼器與液壓馬達(dá)同軸安裝，檢測(cè)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)過(guò)的角度，提供穩(wěn)定鎖模力所要求調(diào)整變形量的對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)角度?？刂破饔糜诒容^分析實(shí)測(cè)鎖模力峰值與設(shè)定值的差值，根據(jù)控制計(jì)算提供的控制程度的結(jié)果，實(shí)施進(jìn)行鎖模力調(diào)整；控制執(zhí)行程序單元是由鎖模力與拉桿應(yīng)力應(yīng)變、調(diào)模執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)關(guān)系及比較器提供的鎖模力差值編制控制液壓馬達(dá)啟停的執(zhí)行程序。本發(fā)明還提供了一種壓鑄機(jī)鎖模力在線調(diào)節(jié)裝置的控制算法，其具體包括以下步驟a)建立壓鑄機(jī)合模機(jī)構(gòu)的拉桿受到的拉力F與拉桿產(chǎn)生的應(yīng)變e間的關(guān)系，上述關(guān)系與拉桿自身的直徑d或橫截面積A (A = d2/4)、所用材料的彈性模量E有關(guān)其具體關(guān)系式為e= F/EA = 4F/E n d2 或 F = e EA = E n d2 e /4 ；由胡克定律，對(duì)于受軸向拉力作用的拉桿，其軸向正應(yīng)變?yōu)閑，橫向應(yīng)變?yōu)?V e，其中V為泊松比；b)采用應(yīng)變法測(cè)定每根拉桿的實(shí)際拉力，在拉桿上固定一組或兩組應(yīng)變式測(cè)力傳感器，上述提及的應(yīng)變式測(cè)力傳感器是由二片應(yīng)變片組成，一片沿拉桿軸線的縱向感受與拉桿相同的軸向應(yīng)變，另一片感受橫向應(yīng)變并拼成電橋進(jìn)行測(cè)量；采用一組應(yīng)變式測(cè)力傳感器連接成測(cè)量電橋測(cè)量拉桿的應(yīng)變，測(cè)量電路構(gòu)成半橋，其應(yīng)變e與電橋輸出電壓U(!的關(guān)系為
權(quán)利要求
1.一種壓鑄機(jī)鎖模力在線調(diào)節(jié)裝置，其特征在于它包括鎖模力在線檢測(cè)系統(tǒng)(15)、反饋控制系統(tǒng)(16)和調(diào)模執(zhí)行機(jī)構(gòu)(I)三個(gè)部分，鎖模力在線檢測(cè)系統(tǒng)(15)連接在壓鑄機(jī)合模機(jī)構(gòu)的拉桿(8)上，鎖模力在線檢測(cè)系統(tǒng)(15)與反饋控制系統(tǒng)(16)信號(hào)連接，反饋控制系統(tǒng)(16)與調(diào)模執(zhí)行機(jī)構(gòu)(I)信號(hào)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓鑄機(jī)鎖模力在線調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述鎖模力在線檢測(cè)系統(tǒng)(15)由應(yīng)變式測(cè)力傳感器(15-1)和調(diào)理電路(15-2)組成，應(yīng)變式測(cè)力傳感器(15-1)連接在壓鑄機(jī)合模機(jī)構(gòu)的一根或四根拉桿(8)上,且位于壓鑄機(jī)合模機(jī)構(gòu)的前模板(2)與后模板(5)之間，距拉桿(8)在前模板(2)或后模板(5)的固定聯(lián)接端的距離大于拉桿(8)的直徑，所述調(diào)模執(zhí)行機(jī)構(gòu)(I)包括液壓馬達(dá)(13)、驅(qū)動(dòng)齒輪(11)、調(diào)節(jié)小齒輪(6)、調(diào)模螺母(7)和調(diào)模大齒輪(10)，液壓馬達(dá)(13)、調(diào)模大齒輪(10)支承在后模板(5)上，隨后模板(5) —起移動(dòng)，液壓馬達(dá)(13)通過(guò)減速機(jī)構(gòu)(12)連接驅(qū)動(dòng)齒輪(11)，調(diào)模螺母(7)螺紋套接在拉桿(8)上，且位于后模板(5)的后方并與后模板(5)固定，調(diào)節(jié)小齒輪(6)套接在調(diào)模螺母(7)外，驅(qū)動(dòng)齒輪(11)與調(diào)模大齒輪(10)嚙合，調(diào)節(jié)小齒輪(6)與調(diào)模大齒輪(10)嚙合，所述反饋控制系統(tǒng)(16)由相互信號(hào)連接的編碼器(16-1)、控制器(16-2)和控制執(zhí)行程序單元(16-3)組成，應(yīng)變式測(cè)力傳感器(15-1)與控制器(16-2)信號(hào)連接，編碼器(16-1)與液壓馬達(dá)(13)呈同軸狀，控制執(zhí)行程序單元(16-3)與液壓馬達(dá)(13)信號(hào)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓鑄機(jī)鎖模力在線調(diào)節(jié)裝置，其特征在于所述每根拉桿(8)上連接二組、三組或四組應(yīng)變式測(cè)力傳感器(15-1);每組應(yīng)變式測(cè)力傳感器(15-1)由一縱一橫的兩片應(yīng)變片組成；所述的調(diào)理電路(15-2)為電橋電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓鑄機(jī)鎖模力在線調(diào)節(jié)裝置的控制算法，其特征在于包括以下具體步驟 a)建立壓鑄機(jī)合模機(jī)構(gòu)的拉桿(8)受到的拉力F與拉桿(8)產(chǎn)生的應(yīng)變e間的關(guān)系，上述關(guān)系與拉桿(8)自身的直徑d或橫截面積A (A= d2/4)、所用材料的彈性模量E有關(guān) 其具體關(guān)系式為e = F/EA = 4F/E d2 或 F = e EA = E n d2 e /4 ； 由胡克定律，對(duì)于受軸向拉力作用的拉桿(8)，其軸向正應(yīng)變?yōu)閑，橫向應(yīng)變?yōu)?V e，其中V為泊松比； b)采用應(yīng)變法測(cè)定每根拉桿(8)的實(shí)際拉力，在拉桿(8)上固定一組或兩組應(yīng)變式測(cè)力傳感器(15-1)，上述提及的應(yīng)變式測(cè)力傳感器(15-1)是由二片應(yīng)變片組成，一片沿拉桿(8)軸線的縱向感受與拉桿(8)相同的軸向應(yīng)變，另一片感受橫向應(yīng)變并拼成電橋進(jìn)行測(cè)量; 采用一組應(yīng)變式測(cè)力傳感器(15-1)連接成測(cè)量電橋測(cè)量拉桿(8)的應(yīng)變，測(cè)量電路構(gòu)成半橋，其應(yīng)變e與電橋輸出電壓U(!的關(guān)系為
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以行程微調(diào)節(jié)為基礎(chǔ)的力學(xué)量調(diào)節(jié)裝置和調(diào)節(jié)算法，尤其是一種壓鑄機(jī)鎖模力在線調(diào)節(jié)裝置和調(diào)節(jié)算法；其發(fā)明目的是保證在壓鑄過(guò)程中的實(shí)際鎖模力始終在設(shè)定值范圍內(nèi)，提升壓鑄機(jī)的實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制水平，提高壓鑄產(chǎn)品的質(zhì)量；它包括鎖模力在線檢測(cè)系統(tǒng)、反饋控制系統(tǒng)和調(diào)模執(zhí)行機(jī)構(gòu)等三個(gè)部分。鎖模力在線檢測(cè)系統(tǒng)采用應(yīng)變式測(cè)力傳感器安裝在壓鑄機(jī)的一根或四根拉桿上以獲得工作時(shí)的鎖模合力；反饋控制由編碼器和控制程序組成；調(diào)模執(zhí)行機(jī)構(gòu)由液壓馬達(dá)、調(diào)模大小齒輪、調(diào)模螺母組成；同時(shí)其還涉及一種壓鑄機(jī)鎖模力在線調(diào)節(jié)算法；本發(fā)明利用反饋信號(hào)啟動(dòng)液壓馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)調(diào)模螺母轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整鎖模力在設(shè)定范圍內(nèi)，從而保證制品的質(zhì)量。
文檔編號(hào)B22D17/32GK103056333SQ20121059406
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者李忠明, 朱旭霞, 姜菊芳, 楊超珍 申請(qǐng)人:寧波思進(jìn)機(jī)械股份有限公司