CN103017647A - 一种液压对击锤锤头位移量的检测方法 - Google Patents

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梅从立
廖志凌
陈子国
薛斌斌
李天博
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Abstract

本发明公开了一种液压对击锤锤头位移量的检测方法，将液压对击锤锤头侧面竖直方向刻上凹槽刻度，采用固定在机架上且正对凹槽刻度的检测传感器感应锤头凹槽移动，当凹槽进入电涡流位移传感器感应区域时，检测传感器输出一个随位移量连续变化的电压信号，通过实时检测输出的电压信号并加以计算，确定锤头打击过程中的位移量。将检测传感器安装在对击锤机架上，通过上下锤头加工凹槽刻度，避免将检测传感器或感应装置直接安装在锤头上，以及剧烈振动造成松动、脱落。利用电涡流位移传感器响应速度快的特点，并采用在线数据处理，可以实时检测对击锤锤头的位移量。

Description

一种液压对击锤锤头位移量的检测方法
技术领域
本专利涉及一种液压对击锤锤头位移量检测的新方法，属于金属成型设备中的液压对击锤检测领域。
背景技术
现代工业的高速发展，尤其在汽车、工程、矿山等行业中，需要越来越多的高精度、高质量的模锻件。模锻件的生产率高、材料利用率高、尺寸稳定，尤其是精密锻件，由于锻造后的精度高，可以减少甚至省去切削工作量，有利于提高材料的力学性能，降低锻件成本。模锻件所占锻件的比例，代表了一个国家的锻造业的水平。
液压对击锤打击时锤头位移量与锻件成型尺寸有直接关系，而锻件成型尺寸是锻件质量的重要标志。但工作中，由于锻件温度较高，锤头打击时振动剧烈，现场环境十分恶劣，常规的传感器难以准确、实时的检测锤头位移量。且直接安装在锤头上的传感器在打击过程中易于松动，脱落。
发明内容
针对现有技术中液压对击锤锤头位移量检测方法的上述不足，本发明提供一种液压对击锤锤头位移量的检测方法。
本发明采用的技术方案如下：
在液压对击锤锤头侧面竖直方向刻上多个等距且大小相等的凹槽，在对击锤机架上正对凹槽刻度的位置安装两个电涡流位移传感器，分别安装在上、下锤头打击时经过的位置。
启动液压对击锤时，上下锤头做对击运动，当两个锤头分别经过对应的电涡流位移传感器时，电涡流位移传感器感应到锤头上凹槽刻度，此时电涡流位移传感器输出连续变化的电压信号，如图3所示。数据采集卡将采集的电压信号传输至上位机，作进一步处理。
液压对击锤对击瞬间，电涡流位移传感器与锤头上凹槽刻度相对位置，如图4所示。上锤头向下运动到电涡流位移传感器感应到锤头上第一个凹槽刻度时，经过的位移量为S1；液压对击锤对击时，电涡流位移传感器已感应凹槽个数为N。由于电涡流位移传感器与凹槽处于不同相对位置时，电涡流位移传感器输出不同的电压信号，所以根据电涡流位移传感器输出的电压信号即可以确定感应区域内凹槽与电涡流位移传感器的相对位置，即确定凹槽边沿与电涡流位移传感器中心在竖直方向上的位移量△S（如图4所示）。则打击过程中上锤头运动的位移量S=S1+N*L+△S（单位mm，L为相邻凹槽间距与凹槽宽度之和）, 下锤头与上锤以相同的方法分析计算。
本发明的有益效果为：
1. 将检测传感器安装在对击锤机架上，通过上下锤头加工凹槽刻度，避免将检测传感器或感应装置直接安装在锤头上，以及剧烈振动造成松动、脱落。
2. 利用电涡流位移传感器响应速度快的特点，并采用在线数据处理，可以实时检测对击锤锤头的位移量。   
附图说明
图1是本发明中电涡流位移传感器的安装及整体示意图；
图2是本发明中凹槽的尺寸及排列主视图；
图3是本发明中凹槽的尺寸及排列俯视图；
图4是本发明中凹槽经过电涡流位移传感器输出的电压波形图；
图5是本发明中液压对击锤对击瞬间凹槽与电涡流位移传感器位置示意图。
图中： 1、机架；2、凹槽；3、电涡流位移传感器；4、数据采集卡；5、上位机；6、砧座；10、上锤头；20、下锤头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明将液压对击锤锤头侧面竖直方向刻上一定长度的凹槽刻度，通过电涡流位移传感器感应锤头凹槽的相对运动，并当凹槽进入电涡流位移传感器感应区域时输出一个随锤头位移量变化的电压信号。工作时，通过实时检测传感器输出的电压信号并加以计算即可确定锤头的位移量。
由图1可知，该检测方法中包括两个电涡流位移传感器3，两排刻在上下锤头的凹槽2、数据采集卡4和上位机5。如图1所示，两个电涡流位移感器3固定在设置于砧座6上的液压对击锤机架1上，分别正对锤头上凹槽刻度且安装于上锤头10和下锤头20打击时经过的适当位置。在上下锤头侧面竖直方向分别刻上多个等距且大小相等的矩形凹槽，如图2和图3所示，凹槽的长、宽和深度分别为15mm、10mm和1.5mm，相邻凹槽的间距为20mm。当锤头打击时，锤头上凹槽2与安装在机架上的电涡流位移传感器3做侧移运动。凹槽2与电涡流位移传感器3之间的距离以凹槽经过电涡流传感器时，电涡流位移传感器产生适当的电压信号为准。
本发明中凹槽经过电涡流位移传感器输出的电压波形图如图4所示；液压对击锤对击瞬间，电涡流位移传感器与锤头上凹槽刻度的相对位置，如图5所示。上锤头向下运动到电涡流位移传感器感应到锤头上第一个凹槽刻度时，经过的位移量为S1；液压对击锤对击时，电涡流位移传感器已感应凹槽个数为N。由于电涡流位移传感器与凹槽处于不同相对位置时，电涡流位移传感器输出不同的电压信号，所以根据电涡流位移传感器输出的电压信号即可以确定感应区域内凹槽与电涡流位移传感器的相对位置，即确定凹槽边沿与电涡流位移传感器中心在竖直方向上的位移量△S（如图5所示）。则打击过程中上锤头运动的位移量S=S1+N*L+△S（单位mm，L为相邻凹槽间距与凹槽宽度之和）, 下锤头与上锤以相同的方法分析计算。

Claims (3)

1.一种液压对击锤锤头位移量的检测方法，其特征在于：将液压对击锤锤头侧面竖直方向刻上凹槽刻度，采用固定在机架上且正对凹槽刻度的检测传感器感应锤头凹槽移动，当凹槽进入电涡流位移传感器感应区域时，检测传感器输出一个随位移量连续变化的电压信号，通过实时检测输出的电压信号并加以计算，确定锤头打击过程中的位移量；具体步骤为：
1）在液压对击锤锤头侧面竖直方向刻上多个等距且大小相等的凹槽，在对击锤机架上正对凹槽刻度的位置安装检测传感器，分别安装在上、下锤头打击时经过的位置；
2）启动液压对击锤，上下锤头做对击运动，当两个锤头分别经过对应的检测传感器时，检测传感器感应到锤头上凹槽刻度，电涡流位移传感器输出连续变化的电压信号；
3）数据采集卡将采集的电压信号传输至上位机进行处理。
2.根据权利要求1所述的液压对击锤锤头位移量的检测方法，其特征在于：在对击锤锤头侧面刻上等距的凹槽刻度。
3.根据权利要求1或2所述的液压对击锤锤头位移量的检测方法，其特征在于：所述检测传感器包括两个安装在机架上的电涡流位移传感器，分别用来检测上下锤头位移。
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