CN102621924B - 热能去毛刺机床充气控制方法及其装置 - Google Patents

热能去毛刺机床充气控制方法及其装置 Download PDF

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本发明涉及一种机床充气装置充气控制方法，是一种热能去毛刺机床充气装置的充气控制方法，根据工件特征初设吸气行程为X；驱动油缸驱动汽缸吸气；通过位移传感器将吸气量反馈至PLC控制器；将实时吸气量与初设的吸气量X进行比较；驱动油缸驱动汽缸充气；对燃烧室系统的充气压力进行测量并反馈至PLC控制器；将实时充气压力与设置的充气压力K进行比较，如果达到设置充气压力，则控制驱动油缸停止，否则继续充气，如超过最大充气压力时系统报警；达到充气压力K，PLC控制器记录此次的位移传感器行程Y。将Y与X比较，用X-Y的值按一定的安全系数放大作为下一个工作循环的吸气量值。本发明能够无极设置和控制吸气量，能够无极设置和控制充气压力，能够对充气压力进行报警，达到理想的去毛刺效果。

Description

热能去毛刺机床充气控制方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种机床充气装置充气控制方法，具体的说是一种热能去毛刺机床充气装置的充气控制方法。
背景技术
热能去毛刺机床是利用燃气和氧气混合点火后在燃烧室内爆炸，利用爆炸时的高温高压将燃烧室内工件内孔的毛刺烧掉。在热能去毛刺机床中，爆炸时将产生巨大的爆炸力作用于燃烧室的内部，混合气体的充气和爆炸压力决定了工件的去毛刺效果。而不同的体积和材料的工件对充气量和充气压力的要求不尽相同。因此，需要有相应的充气控制方法来满足不同体积和材料的工件对充气量和充气压力的不同要求，来达到稳定质量的去毛刺效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种热能去毛刺机床充气装置充气控制方法，能够实现吸气量和充气压力的无极调节，达到理想的去毛刺效果。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
热能去毛刺机床充气控制方法，充气装置包括气缸、驱动油缸、PLC控制器、设置在气缸内用于检测气缸内压力的压力传感器和设置在气缸外用于检测气缸活塞杆行程的位移传感器，气缸的活塞杆与驱动油缸的推拉杆连接，通过驱动油缸来推动气缸活塞上下运动，PLC控制器与压力传感器及位移传感器通信连接；充气控制方法按以下步骤进行：
㈠根据需要去毛刺的工件特征初设气缸活塞杆的吸气行程为X；
㈡驱动油缸通过推拉杆驱动气缸活塞杆下拉，使气缸吸气；
㈢在吸气过程中，通过位移传感器将气缸活塞杆的吸气行程反馈至PLC控制器；
㈣PLC控制器将实时吸气行程与初设的吸气行程X进行比较，如果达到初设吸气量，则控制驱动油缸停止，否则继续吸气，如超过最大吸气行程时报警；
㈤根据需要去毛刺的工件特征初设气缸的充气压力为K；
㈥驱动油缸通过推拉杆驱动气缸活塞杆上推，驱动汽缸充气；
㈦充气过程中，通过压力传感器对气缸内的充气压力进行测量并反馈至PLC控制器；
㈧PLC控制器将实时充气压力与设置的充气压力K进行比较，如果达到设置充气压力，则控制驱动油缸停止，否则继续充气，如超过最大充气压力时报警；
㈨达到充气压力K后，PLC控制器记录此次的位移传感器行程Y，将Y与X比较，用X-Y的值按一定的安全系数放大作为下一个工作循环的吸气量值。
热能去毛刺机床充气装置，包括并排设置的左氧气缸、右氧气缸、燃气缸和PLC控制器，所述左氧气缸和右氧气缸位于两侧，燃气缸位于左右氧气缸之间，在燃气缸下方设有驱动油缸，左氧气缸、右氧气缸和燃气缸都具位于其上部的进气口，左氧气缸、右氧气缸和燃气缸具有的活塞杆的底端都连接至一块连接板，驱动油缸具有的推拉杆的顶端连接至连接板；驱动油缸安装在一块底板上，位移传感器具有的感应杆固定在底板上，位移传感器具有的感应环固定在连接板上，驱动油缸驱动连接板运动从而使感应环包裹感应杆运动，产生运动位移的电信号，左氧气缸、右氧气缸和燃气缸内设有压力传感器，PLC控制器与压力传感器及位移传感器通信连接。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述的热能去毛刺机床充气控制方法，吸气行程X=4V                                               
Figure 2012100922522100002DEST_PATH_IMAGE002
/
Figure 2012100922522100002DEST_PATH_IMAGE004
π( 2+
Figure 2012100922522100002DEST_PATH_IMAGE008
2）,其中V是充气体积，充气体积为燃烧室体积减去工件体积，
Figure 266005DEST_PATH_IMAGE006
是氧气缸直径，
Figure 569947DEST_PATH_IMAGE008
是燃气缸直径，
Figure 845071DEST_PATH_IMAGE002
是初定充气压力，
Figure 550859DEST_PATH_IMAGE004
是气源压力；
例如，燃烧室的体积为90L,工件体积为50L ,则充气体积为V=40L，氧气缸直径
Figure 886025DEST_PATH_IMAGE006
=21.5cm,甲烷缸直径
Figure 677264DEST_PATH_IMAGE008
=19cm,初定充气压力为
Figure 818395DEST_PATH_IMAGE002
=0.8MP，气源压力=1MP，则吸气行程X的计算为：
Figure 2012100922522100002DEST_PATH_IMAGE010
可以初设吸气行程为50cm。
前述的热能去毛刺机床充气控制方法，充气压力的设定根据工件的材料、外形和毛刺情况来确定，充气压力的设置范围为0.6MP～1.5MP，对于某一批工件，初设压力一般先用小的压力（如0.7MP）进行实验性加工，加工完成后对毛刺的去除情况进行检测，如果毛刺不能去除干净，则需要增大压力，如果毛刺出去效果很好，则采用该压力值，最后实现以最小的压力值达到最好的毛刺去除效果。
前述的热能去毛刺机床充气装置，燃气为甲烷，气源压力均为1MP，充气后压力为1.5MP，充气总体积为40L，氧气和甲烷的设计比例为2.5比1，吸气最大行程为600mm；
氧气缸的活塞直径D≥
Figure 2012100922522100002DEST_PATH_IMAGE012
=213mm，取整为D=215mm，氧气缸行程为600mm；
甲烷缸的活塞直径D≥
Figure 2012100922522100002DEST_PATH_IMAGE014
=190.7mm，取整为D=190mm，甲烷缸行程为600mm；
液压系统压力为12MP，安全系数为1.2，最大充气压力为1.5Mp时，
氧气缸的反作用力F1=PA=
Figure 2012100922522100002DEST_PATH_IMAGE016
=54.4KN，
甲烷缸的反作用力F2=PA=
Figure 2012100922522100002DEST_PATH_IMAGE018
=42.5KN，
驱动油缸活塞直径D≥=
Figure DEST_PATH_IMAGE022
=138.9mm，取整为D=150mm，驱动油缸行程为600mm。
本发明的有益效果是：本发明通过位移传感器和压力传感器的反馈控制，通过两个闭环控制，能够实现吸气量和充气压力的无极调节，以达到理想的去毛刺效果。另外，通过氧气缸和燃气缸活塞的面积来控制气体的混合比，能够使两种气体的混合比例稳定，达到最好的燃烧效果；通过位移传感器实现对吸气量的无极调节，使工件的处理能够达到最好的效果。在结构上，采用两个氧气缸和一个燃气缸的结构，使的驱动油缸的受力均匀，提高了产品的寿命，同时结构简单，可靠性高。使用和维护都很方便。
附图说明
图1中本发明的流程框图。
图2是本发明实施例1的热能去毛刺机床充气装置结构示意图。
具体实施方式
    实施例1
本实施例提供一种热能去毛刺机床充气装置的充气控制方法，本实施例的热能去毛刺机床充气装置结构如图2所示，包括并排设置的左氧气缸6、右氧气缸1、燃气缸2和PLC控制器，所述左氧气缸6和右氧气缸1位于两侧，燃气缸2位于左右氧气缸之间，在燃气缸2下方设有驱动油缸5，左氧气缸6、右氧气缸1和燃气缸2都具位于其上部的进气口9，左氧气缸6、右氧气缸1和燃气缸2具有的活塞杆的底端都连接至一块连接板3，驱动油缸5具有的推拉杆的顶端连接至连接板3；驱动油缸5安装在一块底板4上，位移传感器7具有的感应杆固定在底板4上，位移传感器7具有的感应环固定在连接板3上，驱动油缸5驱动连接板3运动从而使感应环包裹感应杆运动，产生运动位移的电信号，左氧气缸6、右氧气缸1和燃气缸2内设有压力传感器，PLC控制器与压力传感器及位移传感器通信连接。
燃气为甲烷，气源压力均为1MP，充气后压力为1.5MP，充气总体积为40L，氧气和甲烷的设计比例为2.5比1，吸气最大行程为600mm；
氧气缸的活塞直径D≥
Figure 340217DEST_PATH_IMAGE012
=213mm，取整为D=215mm，氧气缸行程为600mm；
甲烷缸的活塞直径D≥
Figure 290855DEST_PATH_IMAGE014
=190.7mm，取整为D=190mm，甲烷缸行程为600mm；
液压系统压力为12MP，安全系数为1.2，最大充气压力为1.5Mp时，
氧气缸的反作用力F1=PA==54.4KN，
甲烷缸的反作用力F2=PA==42.5KN，
驱动油缸活塞直径D≥
Figure 593026DEST_PATH_IMAGE020
=
Figure 30961DEST_PATH_IMAGE022
=138.9mm，取整为D=150mm，驱动油缸行程为600mm。
充气控制方法按以下步骤进行：
㈠根据需要去毛刺的工件特征初设气缸活塞杆的吸气行程为X，燃烧室的体积为90L,工件体积为50L ,则充气体积为V=40L，氧气缸直径
Figure 576212DEST_PATH_IMAGE006
=21.5cm,甲烷缸直径
Figure 48781DEST_PATH_IMAGE008
=19cm,初定充气压力为
Figure 224548DEST_PATH_IMAGE002
=0.8MP，气源压力
Figure 149778DEST_PATH_IMAGE004
=1MP则吸气行程X的计算为：
Figure DEST_PATH_IMAGE024
可以初设吸气行程为50cm；
㈡驱动油缸通过推拉杆驱动气缸活塞杆下拉，使气缸吸气；
㈢在吸气过程中，通过位移传感器将气缸活塞杆的吸气行程反馈至PLC控制器；
㈣PLC控制器将实时吸气行程与初设的吸气行程X进行比较，如果达到初设吸气量，则控制驱动油缸停止，否则继续吸气，如超过最大吸气行程时报警；
㈤根据需要去毛刺的工件特征初设气缸的充气压力为K， 充气压力的设定根据工件的材料、外形和毛刺情况来确定，充气压力的设置范围为0.6MP～1.5MP，对于某一批工件，初设压力一般先用小的压力（如0.7MP）进行实验性加工，加工完成后对毛刺的去除情况进行检测，如果毛刺不能去除干净，则需要增大压力，如果毛刺出去效果很好，则采用该压力值，最后实现以最小的压力值达到最好的毛刺去除效果；
㈥驱动油缸通过推拉杆驱动气缸活塞杆上推，驱动汽缸充气；
㈦充气过程中，通过压力传感器对气缸内的充气压力进行测量并反馈至PLC控制器；
㈧PLC控制器将实时充气压力与设置的充气压力K进行比较，如果达到设置充气压力，则控制驱动油缸停止，否则继续充气，如超过最大充气压力时报警；
㈨达到充气压力K后，PLC控制器记录此次的位移传感器行程Y，将Y与X比较，用X-Y的值按一定的安全系数放大作为下一个工作循环的吸气量值。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.热能去毛刺机床充气控制方法，充气装置包括气缸、驱动油缸、PLC控制器、设置在气缸内用于检测气缸内压力的压力传感器和设置在气缸外用于检测气缸活塞杆行程的位移传感器，所述气缸包括氧气缸和燃气缸，所述气缸的活塞杆与驱动油缸的推拉杆连接，通过驱动油缸来推动气缸活塞上下运动，所述PLC控制器与压力传感器及位移传感器通信连接，其特征在于：所述充气控制方法按以下步骤进行：
㈠根据需要去毛刺的工件特征初设气缸活塞杆的吸气行程为X；
㈡驱动油缸通过推拉杆驱动气缸活塞杆下拉，使气缸吸气；
㈢在吸气过程中，通过位移传感器将气缸活塞杆的吸气行程反馈至PLC控制器；
㈣PLC控制器将实时吸气行程与初设的吸气行程X进行比较，如果达到初设吸气量，则控制驱动油缸停止，否则继续吸气，如超过最大吸气行程时报警；
㈤根据需要去毛刺的工件特征初设气缸的充气压力为K；
㈥驱动油缸通过推拉杆驱动气缸活塞杆上推，驱动气缸充气；
㈦充气过程中，通过压力传感器对气缸内的充气压力进行测量并反馈至PLC控制器；
㈧PLC控制器将实时充气压力与设置的充气压力K进行比较，如果达到设置充气压力，则控制驱动油缸停止，否则继续充气，如超过最大充气压力时报警；
㈨达到充气压力K后，PLC控制器记录此次的位移传感器行程Y，将Y与X比较，用X-Y的值按一定的安全系数放大作为下一个工作循环的吸气量值。
2.如权利要求1所述的热能去毛刺机床充气控制方法，其特征在于：所述吸气行程X=4V                                               /
Figure 2012100922522100001DEST_PATH_IMAGE004
π(
Figure 2012100922522100001DEST_PATH_IMAGE006
2+ 2）,其中V是充气体积，充气体积为燃烧室体积减去工件体积，
Figure 535153DEST_PATH_IMAGE006
是氧气缸直径，是燃气缸直径，
Figure 608861DEST_PATH_IMAGE002
是初定充气压力，
Figure 4071DEST_PATH_IMAGE004
是气源压力。
3.如权利要求1所述的热能去毛刺机床充气控制方法，其特征在于：充气压力K设置为0.6MP～1.5MP；对于某一批工件，初设压力一般先用小的压力进行实验性加工，加工完成后对毛刺的去除情况进行检测，如果毛刺不能去除干净，则需要增大压力，如果毛刺出去效果很好，则采用该压力值，如此循环，最后实现以最小的压力值达到最好的毛刺去除效果。
4.使用权利要求1或2或3所述方法的热能去毛刺机床充气装置，其特征在于：包括并排设置的左氧气缸（6）、右氧气缸（1）、燃气缸（2）和PLC控制器，所述左氧气缸（6）和右氧气缸（1）位于两侧，所述燃气缸（2）位于左右氧气缸之间，在燃气缸（2）下方设有驱动油缸（5），所述左氧气缸（6）、右氧气缸（1）和燃气缸（2）都具位于其上部的进气口（9），所述左氧气缸（6）、右氧气缸（1）和燃气缸（2）具有的活塞杆的底端都连接至一块连接板（3），所述驱动油缸（5）具有的推拉杆的顶端连接至所述连接板（3）；所述驱动油缸（5）安装在一块底板（4）上，所述位移传感器（7）具有的感应杆固定在底板（4）上，位移传感器（7）具有的感应环固定在连接板（3）上，驱动油缸（5）驱动连接板（3）运动从而使感应环包裹感应杆运动，产生运动位移的电信号，左氧气缸（6）、右氧气缸（1）和燃气缸（2）内设有压力传感器，所述PLC控制器与压力传感器及位移传感器通信连接。
5.如权利要求4所述的热能去毛刺机床充气装置，其特征在于：所述燃气为甲烷，气源压力均为1MP，充气后压力为1.5MP，充气总体积为40L，氧气和甲烷的设计比例为2.5比1，吸气最大行程为600mm；
氧气缸的活塞直径D≥=213mm，取整为D=215mm，氧气缸行程为600mm；
甲烷缸的活塞直径D≥
Figure DEST_PATH_IMAGE012
=190.7mm，取整为D=190mm，甲烷缸行程为600mm；
液压系统压力为12MP，安全系数为1.2，最大充气压力为1.5Mp时，
氧气缸的反作用力F1=PA=
Figure DEST_PATH_IMAGE014
=54.4KN，
甲烷缸的反作用力F2=PA=
Figure DEST_PATH_IMAGE016
=42.5KN，
驱动油缸活塞直径D≥=
Figure DEST_PATH_IMAGE020
=138.9mm，取整为D=150mm，驱动油缸行程为600mm。
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