專利名稱：噴射成形圓柱錠坯動(dòng)態(tài)尺寸的在線檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于金屬材料的制造技術(shù)，涉及一種噴射成形圓柱錠坯動(dòng)態(tài)尺寸的在線檢測(cè)系統(tǒng)法。
背景技術(shù)：
在金屬材料的噴射成形過程中，錠坯是半固態(tài)金屬物質(zhì)不斷地沉積生長(zhǎng)而形成的，錠坯尺寸(直徑、高度)以及沉積參數(shù)(沉積面高度位置)是反映噴射成形宏觀效果的重要指標(biāo)以及對(duì)エ藝參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整的主要依據(jù)之一，因此，沉積錠坯動(dòng)態(tài)尺寸檢測(cè)是噴射成形領(lǐng)域中的一個(gè)關(guān)鍵技木。理想的噴射沉積狀態(tài)下，沉積錠坯為ー直徑均勻圓柱體，且沉積面高度位置不變， 但實(shí)際噴射過程中，由于各エ藝參數(shù)的隨機(jī)擾動(dòng)，以及收集器的回縮運(yùn)動(dòng)，難以保證回縮速度和沉積速度始終一致，從而造成了 (1)沉積面高度會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)變化；( 錠坯圓度誤差；沉積表面的平面度誤差。傳統(tǒng)噴射成形設(shè)備的尺寸檢測(cè)系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中主要存在以下問題(1)對(duì)于當(dāng)前沉積面處的直徑的測(cè)量，需要使激光測(cè)距傳感器測(cè)量點(diǎn)始終保持在當(dāng)前沉積面位置，而在沉積盤逐漸下降過程中由于沉積面位置的波動(dòng)，使得測(cè)量點(diǎn)的定位精度的提高存在困難；( 由于成形過程中錠坯的圓度誤差和沉積面的平面度誤差的影響，限制了直徑檢測(cè)精度和沉積面高度檢測(cè)精度的提高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種可以對(duì)噴射成形過程中的坯料尺寸進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、測(cè)量精度高的噴射成形圓柱錠坯動(dòng)態(tài)尺寸的在線檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法。本實(shí)用新型的噴射成形圓柱錠坯動(dòng)態(tài)尺寸的在線檢測(cè)系統(tǒng)包括有沉積室，沉積室內(nèi)設(shè)置有可旋轉(zhuǎn)和升降的收集器回縮筒，收集器回縮筒上端設(shè)置可隨其旋轉(zhuǎn)和升降的沉積盤，沉積盤上方一側(cè)設(shè)置可霧化噴射液態(tài)金屬材料的霧化器；所述沉積室外部設(shè)置有沉積面位置激光測(cè)距傳感器、底部激光測(cè)距傳感器和直徑激光測(cè)距傳感器，所述的三個(gè)傳感器均連接至ー個(gè)PLC控制器及I/O模塊；所述沉積面位置激光測(cè)距傳感器位于沉積盤上方，其測(cè)量光線與沉積盤垂直，沉積面位置激光測(cè)距傳感器與沉積盤之間的沉積室殼體上設(shè)置有可透射光線的石英玻璃；所述底部激光測(cè)距傳感器位于收集器回縮筒的下端面下方，其測(cè)量光線與收集器回縮筒的下端面垂直；所述直徑激光測(cè)距傳感器位于沉積室一側(cè)，其測(cè)量光線所在直線經(jīng)過并垂直于沉積盤的中心線，直徑激光測(cè)距傳感器由ー個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)升降。所述伺服電機(jī)通過絲杠螺母機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)直徑激光測(cè)距傳感器。所述PLC控制器及I/O模塊連接有可與之交換信息的觸摸屏。本實(shí)用新型充分考慮到沉積錠坯的直徑圓度誤差、沉積面位置動(dòng)態(tài)變化、沉積面平面度誤差，利用激光測(cè)距傳感器測(cè)量的距離信息，通過相應(yīng)的技術(shù)方法、測(cè)量裝置和控制系統(tǒng)，進(jìn)行錠坯的當(dāng)前沉積面直徑、錠坯高度、沉積面位置的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)，形成噴射成形過程中錠坯直徑、高度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)和規(guī)律，為エ藝參數(shù)的調(diào)整提供實(shí)時(shí)反饋數(shù)據(jù)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、測(cè)量精度高。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖所示，本實(shí)用新型噴射成形圓柱錠坯動(dòng)態(tài)尺寸的在線檢測(cè)系統(tǒng)及其檢測(cè)方法的實(shí)施例如下如圖所示，本實(shí)用新型系統(tǒng)的實(shí)施例中，錠坯動(dòng)態(tài)尺寸檢測(cè)部分包括沉積面位置激光測(cè)距傳感器1、底部激光測(cè)距傳感器2、直徑激光測(cè)距傳感器3、絲杠螺母機(jī)構(gòu)4、伺服電機(jī)5、PLC控制器及I/O模塊6。激光測(cè)距傳感器輸出為4-20mA電流信號(hào)，通過PLC控制器及I/O模塊6可轉(zhuǎn)化為距離信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，形成被測(cè)量的錠坯動(dòng)態(tài)尺寸數(shù)據(jù)，在顯示設(shè)備上顯示。噴射成形沉積部分包括沉積室9、收集器回縮筒10、沉積盤12、霧化器13。 沉積盤12和收集器回縮筒10聯(lián)結(jié)，并隨收集器回縮筒10作回縮運(yùn)動(dòng)。在沉積室的殼體上開孔并安裝石英玻璃7，石英玻璃的透光波長(zhǎng)與激光傳感器波長(zhǎng)相匹配，以消除激光的反射，保證測(cè)量精度。如圖所示，本實(shí)用新型的系統(tǒng)用于錠坯沉積面高度位置h和錠坯高度Ii2檢測(cè)的部分包括沉積面位置激光測(cè)距傳感器1、底部激光測(cè)距傳感器2、PLC控制器及I/O模塊6。 沉積面位置激光測(cè)距傳感器1固定安裝在沉積室外，安裝時(shí)保證激光線路與沉積盤12垂直，且位于霧化器的另ー側(cè)，以防止沉積物干擾測(cè)量點(diǎn)。在激光通過沉積箱上表面處，開孔并安裝石英玻璃7。采用“多點(diǎn)測(cè)量”測(cè)量方式，在錠坯旋轉(zhuǎn)一周過程中，測(cè)量測(cè)量點(diǎn)數(shù)按公
權(quán)利要求1.一種噴射成形圓柱錠坯動(dòng)態(tài)尺寸的在線檢測(cè)系統(tǒng)，它包括有沉積室(9)，沉積室內(nèi)設(shè)置有可旋轉(zhuǎn)和升降的收集器回縮筒(10)，收集器回縮筒上端設(shè)置可隨其旋轉(zhuǎn)和升降的沉積盤(12)，沉積盤上方一側(cè)設(shè)置霧化器(13)，其特征是所述沉積室(9)外部設(shè)置有沉積面位置激光測(cè)距傳感器(1)、底部激光測(cè)距傳感器(2)和直徑激光測(cè)距傳感器(3)，所述的三個(gè)傳感器均連接至ー個(gè)PLC控制器及I/O模塊(6);所述沉積面位置激光測(cè)距傳感器(1)位于沉積盤上方，其測(cè)量光線與沉積盤垂直，沉積面位置激光測(cè)距傳感器(1)與沉積盤之間的沉積室殼體上設(shè)置有可透射光線的石英玻璃(7 )；所述底部激光測(cè)距傳感器(2 )位于收集器回縮筒(10)的下端面下方，其測(cè)量光線與收集器回縮筒的下端面垂直；所述直徑激光測(cè)距傳感器(3)位于沉積室一側(cè)，其測(cè)量光線所在直線經(jīng)過并垂直于沉積盤的中心線，直徑激光測(cè)距傳感器(3)由伺服電機(jī)(5)驅(qū)動(dòng)升降。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射成形圓柱錠坯動(dòng)態(tài)尺寸的在線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是所述伺服電機(jī)(5 )通過絲杠螺母機(jī)構(gòu)(4 )驅(qū)動(dòng)直徑激光測(cè)距傳感器(3 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴射成形圓柱錠坯動(dòng)態(tài)尺寸的在線檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是所述PLC控制器及I/O模塊(6)連接有可與之交換信息的觸摸屏(16)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于金屬材料的制造技術(shù)，涉及一種噴射成形圓柱錠坯動(dòng)態(tài)尺寸的在線檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括有沉積室，沉積室內(nèi)設(shè)置有收集器回縮筒、沉積盤和霧化器；沉積室外部設(shè)置有沉積面位置激光測(cè)距傳感器、底部激光測(cè)距傳感器和直徑激光測(cè)距傳感器，它們均連接至PLC控制器及I/O模塊；沉積面位置激光測(cè)距傳感器位于沉積盤上方，其測(cè)量光線與沉積盤垂直；底部激光測(cè)距傳感器位于收集器回縮筒的下端面下方，其測(cè)量光線與收集器回縮筒的下端面垂直；直徑激光測(cè)距傳感器位于沉積室一側(cè)，其測(cè)量光線所在直線經(jīng)過并垂直于沉積盤的中心線，直徑激光測(cè)距傳感器由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)升降。本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、測(cè)量精度高。
文檔編號(hào)G01B11/02GK202304759SQ20112042265
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者張捷, 張豪, 楊建忠, 蔣慧 申請(qǐng)人:江蘇豪然噴射成形合金有限公司