CN101791787B - 一种软性磨粒流自动搅拌系统 - Google Patents
一种软性磨粒流自动搅拌系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101791787B CN101791787B CN2010101223136A CN201010122313A CN101791787B CN 101791787 B CN101791787 B CN 101791787B CN 2010101223136 A CN2010101223136 A CN 2010101223136A CN 201010122313 A CN201010122313 A CN 201010122313A CN 101791787 B CN101791787 B CN 101791787B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- module
- servomotor
- abrasive particle
- control module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Abstract
一种软性磨粒流自动搅拌系统，包括软件子系统和硬件子系统，所述软件子系统包括计算机和控制模块，所述控制模块通过接口排线与计算机相连，所述硬件子系统包括磨粒流自动搅拌模块、磨粒流储存箱和伺服电机。本发明的有益效果在于：结构简单、易于设计和制造；能够对磨粒流进行随机均匀的搅拌，能够根据磨粒储存箱中不同的磨粒流体粘度自动调整伺服电机的输出功率，起到节省能源的作用；避免因固体颗粒不均匀造成的管道堵塞以及能源浪费，很有现实意义和应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及软性磨粒流精密加工领域。
背景技术
现在各个制造行业中均需要对模具表面进行精密加工，主要是因为传统加工中刀具和电火花会在模具表面留下痕迹。但是模具制造中大量的沟、槽、窄缝等结构化表面很难用传统的加工方法进行加工。液-固两相软性磨粒流可以在被加工工件的结构化表面形成湍流流动，并配以约束模块，在加工工件表面形成磨粒流道，驱动磨粒对壁面的粗糙处进行切削，实现结构化表面的无工具化精密加工。
加工过程中，约束模块的设计、安装，导流模块的设计，磨粒流的输出、循环、回收等都是重要环节。固-液两相软性磨粒流加工是基于固体磨粒相互之间的碰撞和磨粒与被加工工件表面的碰撞为基础，并对其进行动力学分析，利用湍流流场中磨粒对壁面的切削作用，对被加工工件壁面粗糙处进行精密加工、抛光。该技术有效弥补了传统光整加工方法对结构化表面加工的劣势，同时也能够加工其他复杂工件的表面加工，并且能够实现自动控制。
由于加入的固体磨粒与液体相(水)互不相融，磨粒在储存箱中会出现沉积现象，若不采取搅拌措施，由水泵抽出的磨粒流不能随机均匀的进入流道内对工件进行加工，会显著影响加工效果。传统的搅拌方法采用人工搅拌或者电机搅拌方法。人工搅拌的缺点在于，由于受到人为因素的影响和限制，不能做到随机均匀将磨粒与流体互相搅拌融合；而电机搅拌的缺点在于，无法根据磨粒流中磨粒含量的多少(即磨粒流粘度)的大小调节电机的输出功率，效率不高。
发明内容
本发明要解决磨粒储存箱中磨粒流搅拌效率不高的问题，提供了一种搅拌效率高的软性磨粒流自动搅拌系统。
本发明的技术方案：
一种软性磨粒流自动搅拌系统，其特征在于：包括软件子系统和硬件子系统，所述软件子系统包括计算机和控制模块，所述控制模块通过接口排线与计算机相连，所述硬件子系统包括磨粒流自动搅拌模块、磨粒流储存箱和伺服电机；
所述磨粒流自动搅拌模块包括转动轴和搅拌叶片，所述转动轴通过传动装置与伺服电机相连，所述转动轴与搅拌叶片相连，所述转动轴的内部布有传感器信号传输线路，所述搅拌叶片安装有传感器，所述传感器检测磨粒流中的压力和流速，并通过转动轴内部线路将检测到的信号传输至计算机控制模块中；
所述伺服电机模块设有传动装置，所述传动装置通过伺服电机驱动功率获取需求的转速，所述伺服电机模块驱动功率由控制模块计算后得到的控制信号决定；
所述磨粒流储存箱模块安装有进水口、出水口和溢出口，所述磨粒流储存箱中置有水泵，所述水泵出水口连接约束模块，所述约束模块顶部安装观测装置；
所述控制模块包括信号采样、信号处理、信号转换、信号反馈环节，所述信号采样环节包括有压力信号采集、流速信号采集，所述信号处理包括信号的滤波、限幅、模数转换，所述信号转换是将运算处理后的信息转换成为伺服电机能够识别的控制量，所述信号反馈是将控制信号反馈至伺服电机，调节电机功率。
进一步，所述控制模块采用闭环控制策略，所述闭环控制策略采用负反馈比例控制，将待计算信号通过比例环节运算后，控制电机的驱动功率。
本发明可与固-液两相磨粒流的模具结构化表面精密加工系统相连接，提供可循环使用的固-液两相磨粒流。
本发明的技术构思为：将安装有传感器的搅拌叶片置入充满固-液两相磨粒流的磨粒储存箱中，启动电机，搅拌叶片在伺服电机传动装置的带动下开始进行搅拌。伺服电机驱动装置连接有计算机控制模块。所述计算机控制模块采用德州仪器公司生产的TMS320F2812数字信号处理器作为控制芯片，控制模块连接有信号调理电路，模/数转换调理电路，调理电路通过接口排线与计算机相连。搅拌叶片在搅拌过程中不断采集到磨粒流中的压力信号、流速信号，并通过连接轴内部线路将检测到的信号传输至控制模块中。当磨粒流中固体磨粒的数量较多，磨粒流流体粘度较大时，搅拌叶片转动时的阻力增大，即传感器检测到的压力增大，流速变慢，通过闭环反馈后传输给伺服电机的控制信号增大，使得伺服电机的输出功率增加，搅拌叶片转动速度加大；当磨粒流中固体磨粒的数量较少，磨粒流流体粘度较小时，搅拌叶片转动时的阻力减小，即传感器检测到的压力减小，流速加快，通过闭环反馈后传输给伺服电机的控制信号变小，使得伺服电机的输出功率降低，搅拌叶片转动速度也降低。所述控制模块采用闭环控制策略，闭环控制策略采用负反馈比例控制，将待计算信号通过比例环节运算后，控制电机的输出功率。所述的控制模块软件设计包括主程序设计和中断程序设计，所述主程序设计包括寄存器、变量、事件管理器的初始化，中断服务程序的调用以及故障检测和处理；所述中断程序包括信号采集、处理、运算，生成控制信号。
本发明的有益效果在于：结构简单、易于设计和制造；能够对磨粒流进行随机均匀的搅拌，能够根据磨粒储存箱中不同的磨粒流体粘度自动调整伺服电机的输出功率，起到节省能源的作用；避免因固体颗粒不均匀造成的管道堵塞以及能源浪费，很有现实意义和应用价值。
附图说明
图1是本发明整体系统结构示意图。
图2是本发明硬件子系统结构示意图。
图3是本发明软件子系统示意图。
图4是本发明控制原理示意图。
图5是本发明控制主程序流程图。
图6是本发明中断程序流程图图。
具体实施方式
参照图1-3，一种软性磨粒流自动搅拌系统，包括软件子系统1和硬件子系统2，所述软件子系统1包括计算机11和控制模块13，所述控制模块13通过接口排线12与计算机11相连，所述硬件子系统2包括磨粒流自动搅拌模块21、磨粒流储存箱22和伺服电机23；
所述磨粒流自动搅拌模块21包括转动轴211和搅拌叶片212，所述转动轴211通过传动装置231与伺服电机23相连，所述转动轴211与搅拌叶片212相连，所述转动轴211的内部布有传感器信号传输线路，所述搅拌叶片212安装有传感器213，所述传感器213检测磨粒流中的压力和流速，并通过转动轴211内部线路将检测到的信号传输至控制模块13中；
所述伺服电机模块设有传动装置231，所述传动装置231通过伺服电机23驱动功率获取需求的转速，所述伺服电机模块驱动功率由控制模块13计算后得到的控制信号决定；
所述磨粒流储存箱模块22安装有进水口224、出水口222和溢出口225，所述磨粒流储存箱22中置有水泵226，所述水泵226出水口连接约束模块223，所述约束模块223顶部安装观测装置221；
所述控制模块13包括信号采样、信号处理、信号转换、信号反馈环节，所述信号采样环节包括有压力信号14采集、流速信号15采集，所述信号处理包括信号的滤波、限幅、模数转换，所述信号转换是将运算处理后的信息转换成为伺服电机23能够识别的控制量，所述信号反馈是将控制信号反馈至伺服电机23，调节电机功率。
所述控制模块13采用闭环控制策略，所述闭环控制策略采用负反馈比例控制，将待计算信号通过比例环节运算后，控制电机的驱动功率。
本发明可与固-液两相磨粒流的模具结构化表面精密加工系统相连接，提供可循环使用的固-液两相磨粒流。
本发明的技术构思为：将安装有传感器213的搅拌叶片212置入充满固-液两相磨粒流的磨粒储存箱22中，启动电机23，搅拌叶片212在伺服电机23传动装置231的带动下开始进行搅拌。伺服电机23驱动装置连接有控制模块13。所述控制模块13采用德州仪器公司生产的TMS320F2812数字信号处理器作为控制芯片，控制模块13连接有信号调理电路，模/数转换调理电路，调理电路通过接口排线12与计算机11相连。搅拌叶片212在搅拌过程中不断采集到磨粒流中的压力信号14、流速信号15，并通过转动轴211内部线路将检测到的信号传输至控制模块13中。当磨粒流中固体磨粒的数量较多，磨粒流流体粘度较大时，搅拌叶片212转动时的阻力增大，即传感器213检测到的压力增大，流速变慢，通过闭环反馈后传输给伺服电机23的控制信号增大，使得伺服电机23的输出功率增加，搅拌叶片212转动速度加大；当磨粒流中固体磨粒的数量较少，磨粒流流体粘度较小时，搅拌叶片212转动时的阻力减小，即传感器213检测到的压力减小，流速加快，通过闭环反馈后传输给伺服电机23的控制信号变小，使得伺服电机23的输出功率降低，搅拌叶片212转动速度也降低。所述控制模块13采用闭环控制策略，闭环控制策略采用负反馈比例控制，将待计算信号通过比例环节运算后，控制电机23的输出功率，见图4。所述的控制模块13软件设计包括主程序设计和中断程序设计，所述主程序设计包括寄存器、变量、事件管理器的初始化，中断服务程序的调用以及故障检测和处理，见图5；所述中断程序包括信号采集、处理、运算，生成控制信号，见图6。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (2)
1.一种软性磨粒流自动搅拌系统，其特征在于：包括软件子系统和硬件子系统，所述软件子系统包括计算机和控制模块，所述控制模块通过接口排线与计算机相连，所述硬件子系统包括磨粒流自动搅拌模块，磨粒流储存箱模块和伺服电机模块；
所述磨粒流自动搅拌模块包括转动轴和搅拌叶片，所述转动轴通过传动装置与伺服电机相连，所述转动轴与搅拌叶片相连，所述转动轴的内部布有传感器信号传输线路，所述搅拌叶片安装有传感器，所述传感器检测磨粒流中的压力和流速，并通过转动轴内部线路将检测到的信号传输至控制模块中；
所述伺服电机模块设有传动装置，所述传动装置通过伺服电机驱动功率获取需求的转速，所述伺服电机模块驱动功率由控制模块计算后得到的控制信号决定；
所述磨粒流储存箱模块安装有进水口、出水口和溢出口，所述磨粒流储存箱中置有水泵，所述水泵出水口连接约束模块，所述约束模块顶部安装观测装置；
所述控制模块包括信号采样、信号处理、信号转换、信号反馈环节，所述信号采样环节包括有压力信号采集、流速信号采集，所述信号处理包括信号的滤波、限幅、模数转换，所述信号转换是将运算处理后的信息转换成为伺服电机能够识别的控制量，所述信号反馈是将控制信号反馈至伺服电机，调节电机功率。
2.根据权利要求1所述的一种软性磨粒流自动搅拌系统，其特征在于：所述控制模块采用闭环控制策略，所述闭环控制策略采用负反馈比例控制，将待计算信号通过比例环节运算后，控制电机的驱动功率。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010101223136A CN101791787B (zh) | 2010-03-11 | 2010-03-11 | 一种软性磨粒流自动搅拌系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010101223136A CN101791787B (zh) | 2010-03-11 | 2010-03-11 | 一种软性磨粒流自动搅拌系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101791787A CN101791787A (zh) | 2010-08-04 |
| CN101791787B true CN101791787B (zh) | 2011-08-10 |
Family
ID=42584815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010101223136A Expired - Fee Related CN101791787B (zh) | 2010-03-11 | 2010-03-11 | 一种软性磨粒流自动搅拌系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101791787B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101972994B (zh) * | 2010-10-28 | 2012-05-23 | 浙江工业大学 | 软性磨粒流发生及循环系统 |
| CN102152240A (zh) * | 2011-02-21 | 2011-08-17 | 浙江工业大学 | 钛合金人工关节曲面湍流精密加工新方法及其专用装置 |
| CN102621045B (zh) * | 2012-04-06 | 2014-08-27 | 浙江工业大学 | 固液两相流中磨粒在不同位置碰撞壁面的概率分布测试装置 |
| CN103612164B (zh) * | 2013-12-03 | 2015-12-30 | 浙江工业大学 | 电涡流加热约束构件的曲面湍流抛光装置 |
| CN104690650B (zh) * | 2015-02-13 | 2017-01-25 | 浙江工业大学 | 一种人工关节仿形抛光加工参数优化选择实验测试方法 |
| CN107167229B (zh) * | 2017-06-01 | 2019-05-31 | 浙江工业大学 | 一种薄壳流固耦合振动检测系统及其控制方法 |
| CN108214111A (zh) * | 2017-12-30 | 2018-06-29 | 沈阳富创精密设备有限公司 | 一种小孔径铝合金零部件的流体抛光工艺 |
| CN109289656A (zh) * | 2018-10-12 | 2019-02-01 | 合肥合茂电子科技有限公司 | 一种自动化搅拌设备 |
| CN109200872A (zh) * | 2018-10-12 | 2019-01-15 | 合肥合茂电子科技有限公司 | 一种自动搅拌打磨装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2732619Y (zh) * | 2004-05-20 | 2005-10-12 | 中国人民解放军海军装备技术研究所 | 高压水搅拌的磨料射流除锈装置 |
| CN201175873Y (zh) * | 2008-03-10 | 2009-01-07 | 浙江工业大学 | 研磨抛光用磨粒流循环系统内置式专用搅拌分离器 |
| CN201175872Y (zh) * | 2008-03-10 | 2009-01-07 | 浙江工业大学 | 研磨抛光用磨粒流循环系统外置式专用搅拌分离器 |
| CN201645341U (zh) * | 2010-03-11 | 2010-11-24 | 浙江工业大学 | 一种软性磨粒流自动搅拌系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6923568B2 (en) * | 2000-07-31 | 2005-08-02 | Celerity, Inc. | Method and apparatus for blending process materials |
-
2010
- 2010-03-11 CN CN2010101223136A patent/CN101791787B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2732619Y (zh) * | 2004-05-20 | 2005-10-12 | 中国人民解放军海军装备技术研究所 | 高压水搅拌的磨料射流除锈装置 |
| CN201175873Y (zh) * | 2008-03-10 | 2009-01-07 | 浙江工业大学 | 研磨抛光用磨粒流循环系统内置式专用搅拌分离器 |
| CN201175872Y (zh) * | 2008-03-10 | 2009-01-07 | 浙江工业大学 | 研磨抛光用磨粒流循环系统外置式专用搅拌分离器 |
| CN201645341U (zh) * | 2010-03-11 | 2010-11-24 | 浙江工业大学 | 一种软性磨粒流自动搅拌系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101791787A (zh) | 2010-08-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101791787B (zh) | 一种软性磨粒流自动搅拌系统 | |
| CN101623920B (zh) | 注塑机节能伺服液压控制系统及其控制方法 | |
| CN101972994B (zh) | 软性磨粒流发生及循环系统 | |
| CN201645341U (zh) | 一种软性磨粒流自动搅拌系统 | |
| CN102879177A (zh) | 一种液粘传动特性测试系统 | |
| CN103406049B (zh) | 一种粉末活性炭投加方法及装置 | |
| CN202964899U (zh) | 一种液压同步式双卧轴混凝土搅拌机传动装置 | |
| CN105797443A (zh) | 一种具有复合溢流堰的低药耗浓缩机 | |
| CN111322253A (zh) | 深海采矿陆上浆料提升实验平台 | |
| CN202140232U (zh) | 水轮自动转桨及测试装置 | |
| CN205672618U (zh) | 一种具有自清理防压耙功能的高效浓缩机 | |
| CN102672829A (zh) | 一种精密多线切割机控制系统 | |
| CN112228358A (zh) | 一种固液两相流泵四象限特性试验台 | |
| CN115479748B (zh) | 一种井下原位螺旋-旋流耦合分离模拟实验系统及方法 | |
| CN107601480B (zh) | 石墨烯生产设备 | |
| CN205895479U (zh) | 一种水轮机进水装置 | |
| CN205095474U (zh) | 带有絮凝剂制备加入系统的尾矿再选工程矿浆浓缩装置 | |
| CN201529498U (zh) | 煤矿用智能乳化液配比装置 | |
| CN205315053U (zh) | 一种燃气涡轮发电机的转速控制装置 | |
| CN104790361A (zh) | 用于水利发电的环保系统 | |
| CN113532573A (zh) | 一种水利水电工程下泄生态流量实时监测设备 | |
| CN209952632U (zh) | 疏浚管道浆体浓度测量系统及搅拌总成 | |
| CN103629196A (zh) | 一种基于工程机械液压驱动系统的车辆节能装置 | |
| CN203256009U (zh) | 带有浓水能量回收装置的反渗透海水淡化车 | |
| CN202255470U (zh) | 无线数码侦听流量计 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110810 Termination date: 20180311 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |