CN107463190B - 一种微压力调节装置的压力控制装置及压力控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种微压力调节装置的压力控制装置及压力控制方法，包括：压力采集器，压力采集器设在微压力调节装置的压力执行机构上，或设在微压力调节装置的施力测力机构的传力杠杆上以采集压力执行机构的输出压力的压力信号，并将压力信号转为电压信号；应力测试模块，应力测试模块与压力采集器相连，应力测试模块接收电压信号并将电压信号进行预处理以产生压力信息；控制器，控制器与应力测试模块相连以接收压力信息；压力调整模块，压力调整模块分别与控制器和压力执行机构相连以调整输出压力。根据本发明实施例的微压力调节装置的压力控制装置，保证了压力执行机构的实际输出压力和设定压力一致，实现微压力的精准输出。

Description

一种微压力调节装置的压力控制装置及压力控制方法

技术领域

本发明涉及微点焊技术领域,具体涉及一种微压力调节装置的压力控制装置及压力控制方法。

背景技术

微压力调节装置属于微点焊系统的组成部分之一，微点焊系统可实现极小线径导线的自动热压焊接，微压力调节装置的压力执行机构核心功能是微压力精准输出。现有微压力调节装置的压力执行机构仅可设置输出压力，若壳体有部分更换或安装方式有变动，精密压力机头的压力输出末端作用于压力执行机构壳体内部机械结构的等效施力出现未知变化，常导致工作时精密压力机头末端的实际输出压力偏离设置的输出压力。再者，微压力调节装置的压力执行机构按设置的输出压力开始工作时，末端输出压力是准确的，但长时间工作后，若末端输出压力出现漂移并超出要求的压力范围，常规精密压力机头无法发现该问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种微压力调节装置的压力控制装置。

本发明还提供一种微压力调节装置的压力控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明第一方面实施例的微压力调节装置的压力控制装置，包括：

压力采集器，压力采集器设在微压力调节装置的压力执行机构上，或设在微压力调节装置的施力测力机构的传力杠杆上以采集压力执行机构的输出压力的压力信号，并将所述压力信号转为电压信号；

应力测试模块，所述应力测试模块与所述压力采集器相连，所述应力测试模块接收所述电压信号并将所述电压信号进行预处理以产生压力信息；

控制器，所述控制器与所述应力测试模块相连以接收所述压力信息；

压力调整模块，所述压力调整模块分别与所述控制器和所述压力执行机构相连以调整所述输出压力。

进一步地，所述预处理至少包括对所述电压信号进行无失真放大。

进一步地，所述控制器包括：

主控模块，所述主控模块与所述应力测试模块相连；

压力设定模块，所述压力设定模块与所述主控模块相连以设置设定压力。

进一步地，所述压力设定模块还包括显示模块，所述显示模块与所述主控模块和所述压力设定模块相连以设定和显示压力值。

进一步地，所述主控模块分析所述输出压力和所述设定压力之间的偏差，并根据偏差调整所述输出压力。

进一步地，所述控制器还包括：输出压力标定模块，所述输出压力标定模块与所述主控模块交互以完成可输出压力范围内的输出压力标定。

进一步地，所述控制器还包括：压力采集器标定模块，所述压力采集器标定模块与所述主控模块交互以完成可输出压力范围内的采集器标定。

进一步地，所述控制器还包括：压力数据上传模块，所述压力数据上传模块与所述主控模块交互。

进一步地，所述控制器还包括：通用输入输出模块，所述通用输入输出模块与所述主控模块交互。

根据本发明第二方面实施例的微压力调节装置的压力控制方法，包括以下步骤：

S1、设定微压力调节装置的压力执行机构的设定输出压力；

S2、根据所述输出压力运行所述压力执行机构以使所述压力执行机构的末端被上压，直至检测到所述末端有压力输出的触发信号时停止运行所述压力执行机构；

S3、根据所述触发信号检测所述末端的实际输出压力并对所述实际输出压力进行预处理；

S4、判断所述实际输出压力是否等于所述设定输出压力，若所述实际输出压力不等于所述设定输出压力，进行步骤S5，若所述实际输出压力等于所述设定输出压力，进行步骤S6和S7；

S5、基于所述实际输出压力与所述设定输出压力的偏差，自适应调整所述压力执行机构以使所述实际输出压力与所述设定输出压力一致，重复步骤S3；

S6、显示并上传所述实际输出压力；

S7、输出微点焊触发。

本发明上述技术方案的有益效果如下：

根据本发明实施例的微压力调节装置的压力控制装置，通过控制器接收最初来自压力采集器的相关压力信号，然后再对相关压力信号进行处理和判断，进而由压力调整模块调整压力执行机构的输出压力值，经一次或多次调整后直至压力执行机构的输出压力和设定压力相同，便可进行正常作业，保证了压力执行机构的实际输出压力和设定压力一致，避免了压力执行机构输出压力出现漂移，不满足生产要求的缺陷。

附图说明

图1为本发明实施例的微压力调节装置的压力控制装置结构示意图；

图2为本发明实施例的微压力调节装置的压力控制方法的流程图；

图3为本发明实施例的微压力调节装置的结构示意图；

图4为本发明实施例的微压力调节装置的压力调节机构的结构示意图；

图5为本发明实施例的微压力调节装置的施力位置调节机构的结构示意图；

图6为本发明实施例的微压力调节装置的施力测力机构的结构示意图。

附图标记：

压力调节机构 100；

基座 110；

施力转轴 120；

传动座 130；

施力件 140；

弹性组件 150；

施力位置调节机构 200；

调节杆 210；

施力小车 220；

调节电机 230；电机轴 231；

施力测力机构 300；

支点转轴 310；

传力杠杆 320；

传感器 330；

微压力调节装置 500；

压力执行机构 400；

控制器 600。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的微压力调节装置的压力控制装置。

如图1所示，根据本发明实施例的微压力调节装置的压力控制装置，包括压力采集器、应力测试模块、控制器600和压力调整模块。

具体地，压力采集器设在微压力调节装置的压力执行机构上，或设在微压力调节装置的施力测力机构的传力杠杆上以采集压力执行机构的输出压力的压力信号，并将压力信号转为电压信号，应力测试模块与压力采集器相连，应力测试模块接收所述电压信号并将电压信号进行预处理以产生压力信息，控制器600与应力测试模块相连以接收压力信息，压力调整模块分别与控制器600和压力执行机构400相连以调整输出压力。

换言之，微压力调节装置的压力控制装置主要由压力采集器、应力测试模块、控制器600和压力调整模块组成，压力采集器设在微压力调节装置的压力执行机构400上以采集压力执行机构400的输出压力的压力信号，或者压力采集器设在微压力调节装置的施力测力机构的传力杠杆上采集压力执行机构400的输出压力的压力信号，并将压力信号转为电压信号，具体地，压力采集器包括压力传感器(亦称传感器)。应力测试模块与压力采集器相连，应力测试模块接收所述电压信号并将电压信号进行预处理以产生压力信息，控制器600与应力测试模块相连以接收压力信息，压力调整模块分别与控制器600和压力执行机构400相连以调整输出压力。具体地，应力测试模块可置于压力执行机构400的内部，此外，压力调整模块也可以设在压力执行机构400上。

由此，根据本发明实施例的微压力调节装置的压力控制装置，通过控制器600接收最初来自压力采集器的相关压力信号，然后再对相关压力信号进行处理和判断，进而由压力调整模块调整压力执行机构400的输出压力值，经一次或多次调整后直至压力执行机构400的输出压力和设定压力相同，便可进行正常作业，保证了压力执行机构400的实际输出压力和设定压力一致，避免了压力执行机构400输出压力出现漂移，不满足生产要求的缺陷。

在本发明一个具体的实施例中，预处理至少包括对所述电压信号进行无失真放大。压力采集器采集到的压力信号较微弱，应力测试模块对微弱的压力信号进行无失真放大等预处理后便于后续的压力调控。

根据本发明一个具体的实施例，控制器600包括主控模块和压力设定模块，主控模块与应力测试模块相连，压力设定模块与主控模块相连以设置设定压力。本发明的实施了中，设定压力即指设定输出压力，输出压力即指实际输出压力。

具体地，压力设定模块还包括显示模块，显示模块与主控模块和压力设定模块相连以设定和显示压力值。可选地，压力设定模块和显示模块可集成为压力设定及显示模块，主控模块和压力设定及显示模块交互能够完成输出压力的设定。

在本发明一个优选的实施例中，主控模块分析输出压力和设定压力之间的偏差，并根据偏差调整输出压力。由此，当压力执行机构400因长时间工作或其他未知变化导致输出压力和设定压力不一致时能够自适应调整，保证输出压力和设定压力的一致。

根据本发明一个具体的实施例，控制器600还包括输出压力标定模块，输出压力标定模块与主控模块交互以完成可输出压力范围内的输出压力标定。可输出压力范围内的输出压力的标定是在压力执行机构400工作前进行的，以减小误差。

在本发明一个优选的实施例中，控制器600还包括压力采集器标定模块，压力采集器标定模块与主控模块交互以完成可输出压力范围内的采集器标定。可输出压力范围内的采集器的标定也是在压力执行机构400工作前进行。当压力采集器为传感器时，压力采集器标定模块即指附图1所示的传感器标定模块。

根据本发明一个具体的实施例，控制器600还包括压力数据上传模块，压力数据上传模块与主控模块交互。压力数据上传模块能够使获取实际输出压力数据，以实现压力自动补偿及基于原始压力数据的各种分析。

在本发明一个优选的实施例中，控制器600还包括通用输入输出模块，通用输入输出模块与主控模块交互。通用输入输出模块能够使本发明实施例的压力控制装置与其他设备进行有效连接。

总而言之，根据本发明实施例的微压力调节装置的压力控制装置，通过设置控制器600、压力采集器、应力测试模块和压力调整模块，保证了压力执行机构400的实际输出压力和设定压力一致，避免了压力执行机构400输出压力出现漂移，不满足生产要求的缺陷。

根据本发明第二方面实施例的微压力调节装置的压力控制方法，如图2所示，包括以下步骤：

S1、设定微压力调节装置的压力执行机构400的设定输出压力；

S2、根据输出压力运行压力执行机构400以使压力执行机构400的末端被上压，直至检测到末端有压力输出的触发信号时停止运行所述压力执行机构400；

S3、根据触发信号检测所述末端的实际输出压力并对所述实际输出压力进行预处理；

S4、判断实际输出压力是否等于所述设定输出压力，若实际输出压力不等于所述设定输出压力，进行步骤S5，若所述实际输出压力等于所述设定输出压力，进行步骤S6和S7；

S5、基于实际输出压力与所述设定输出压力的偏差，自适应调整压力执行机构400以使实际输出压力与设定输出压力一致，重复步骤S3；

S6、显示并上传实际输出压力；

S7、输出微点焊触发。

根据本发明一个优选的实施例，S1中，由控制器600的主控模块和压力设定及显示模块交互，完成输出压力的设定。S2中，压力执行机构400的末端被上压后，由压力采集器采集压力信号，该压力信号被应力测试模块接收，即进行步骤S3，对检测到的触发信号(压力信号)进行无失真放大等预处理后传至控制器600，随后进行步骤S4。在S4中，由控制器600的主控模块分析输出压力和设定压力之间的偏差，并根据偏差调整输出压力。在S5中，压力调整模块参与自适应调整压力执行机构400以使实际输出压力与设定输出压力一致。在S6中，压力数据上传模块参与上传实际输出压力，当实际输出压力与设定输出压力一致后，执行步骤S7，压力执行机构400与微点焊系统的其他设备配合，进行作业。

具体地，压力执行机构400的末端被上压前，可先将输出压力标定模块与主控模块交互以完成可输出压力范围内的输出压力标定，及压力采集器标定模块与主控模块交互以完成可输出压力范围内的采集器标定。

根据本发明一个具体的实施例，在S2中，可选地，通过本发明实施例的微压力调节装置500实现输出压力运行压力执行机构400以使压力执行机构400的末端被上压。

下面结合附图3-6具体描述根据本发明实施例的微压力调节装置500。

如图3所述，根据本发明实施例的微压力调节装置500包括压力调节机构100、施力位置调节机构200、施力测力机构300和压力执行机构400。

具体地，如图4所示，压力调节机构100包括基座110、施力转轴120、传动座130、施力件140和弹性组件150。施力转轴120绕其轴线可转动地设在基座110上，传动座130设在施力转轴120上且由施力转轴120驱动绕施力转轴120的轴线转动，传动座130与微压力调节装置500的执行机构相连，施力件140的一端与施力转轴120相连，施力件140的另一端可活动以带动施力转轴120转动，弹性组件150与施力件140的另一端相连，弹性组件150的弹性可调节以调节施力件140对施力转轴120施加作用力的大小。具体地，弹性组件150通过调节施力件140和施力转轴120以调节对传力杠杆320压力的大小。

通过将传动座130设在施力转轴120上且由施力转轴120驱动绕施力转轴120的轴线转动，传动座130与微压力调节装置500的执行机构相连，再利用弹性组件150和施力件140调节施力转轴120的转动幅度进而调节压力调节机构100对压力执行机构400所施加的原始压力。

如图5所示，施力位置调节机构200与微压力调节装置500的压力调节机构100的传动座130相连，主要由调节杆210、施力小车220和调节电机230组成，调节杆210绕其轴线可转动地设在传动座130上，调节杆210的一端伸出传动座130，施力小车220沿调节杆210的轴向可活动地设在调节杆210的伸出传动座130的部分上，调节杆210绕其轴线转动以调节施力小车220在调节杆210上的位置，调节电机230设在传动座130上方，调节电机230具有电机轴231，电机轴231与调节杆210相连以驱动调节杆210转动。

通过与压力调节机构100的传动座130相连以将压力调节机构100施加的原始压力传递给压力执行机构400。此外，施力位置调节机构200通过将调节电机230设在传动座130上方，增加一部分Z向的高度，从而减小水平方向上所占用的空间，减少机构体积，进而使安装空间不受限制，且施力位置调节机构200结构紧凑，能够与微压力调节装置500的压力调节机构100配合对压力执行机构400进行压力调节。

如图6所示，施力测力机构300与微压力调节装置500的施力位置调节机构200和微压力调节装置500的压力执行机构400配合，主要由支点转轴310、传力杠杆320和采集器(具体可设为传感器330)组成，传力杠杆320的至少一部分止抵支点转轴310且传力杠杆320的两端分别位于支点转轴310的两侧以绕所述支点转轴310摆动，传力杠杆320的一端与施力位置调节机构200的施力小车220配合以由施力小车220对其施加作用力，传力杠杆320的另一端与压力执行机构400相连，传感器330设在压力执行机构400上，或传感器330设在传力杠杆320的另一端以检测传力杠杆320对压力执行机构400施加的力值。

通过在传力杠杆320的一端上设置传感器330以进行实时压力检测，并将检测到的压力信号传递给应力测量模块。

总而言之，根据本发明实施例的微压力调节装置，通过压力调节机构100对压力执行机构400施加原始压力，进而通过施力位置调节机构200进一步调节对压力执行机构400的所施加的压力，以上各机构共同配合对压力执行机构400进行上压。压力执行机构400所受到的压力由施力测力机构300的传感器330检测。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种微压力调节装置的压力控制装置，其特征在于，包括：

压力采集器，压力采集器设在微压力调节装置的压力执行机构上以采集压力执行机构的输出压力的压力信号，并将所述压力信号转为电压信号；

应力测试模块，所述应力测试模块与所述压力采集器相连，所述应力测试模块接收所述电压信号并将所述电压信号进行预处理以产生压力信息；

控制器，所述控制器与所述应力测试模块相连以接收所述压力信息；

压力调整模块，所述压力调整模块分别与所述控制器和所述压力执行机构相连以调整所述输出压力；

微压力调节装置包括压力调节机构、施力位置调节机构、施力测力机构和压力执行机构；

压力调节机构包括基座、施力转轴、传动座、施力件和弹性组件；施力转轴绕其轴线可转动地设在基座上，传动座设在施力转轴上且由施力转轴驱动绕施力转轴的轴线转动，传动座与微压力调节装置的执行机构相连，施力件的一端与施力转轴相连，施力件的另一端可活动以带动施力转轴转动，弹性组件与施力件的另一端相连，弹性组件的弹性可调节以调节施力件对施力转轴施加作用力的大小；

施力位置调节机构与微压力调节装置的压力调节机构的传动座相连，主要由调节杆、施力小车和调节电机组成，调节杆绕其轴线可转动地设在传动座上，调节杆的一端伸出传动座，施力小车沿调节杆的轴向可活动地设在调节杆的伸出传动座的部分上，调节杆绕其轴线转动以调节施力小车在调节杆上的位置，调节电机设在传动座上方，调节电机具有电机轴，电机轴与调节杆相连以驱动调节杆转动；

施力测力机构与微压力调节装置的施力位置调节机构和微压力调节装置的压力执行机构配合，主要由支点转轴、传力杠杆和压力采集器组成，传力杠杆的至少一部分止抵支点转轴且传力杠杆的两端分别位于支点转轴的两侧以绕所述支点转轴摆动，传力杠杆的一端与施力位置调节机构的施力小车配合以由施力小车对其施加作用力，传力杠杆的另一端与压力执行机构相连，压力采集器设在压力执行机构上，以检测传力杠杆对压力执行机构施加的力值。

2.根据权利要求1所述的微压力调节装置的压力控制装置，其特征在于，所述预处理至少包括对所述电压信号进行无失真放大。

3.根据权利要求1所述的微压力调节装置的压力控制装置，其特征在于，所述控制器包括：

主控模块，所述主控模块与所述应力测试模块相连；

压力设定模块，所述压力设定模块与所述主控模块相连以设置设定压力。

4.根据权利要求3所述的微压力调节装置的压力控制装置，其特征在于，所述压力设定模块还包括显示模块，所述显示模块与所述主控模块和所述压力设定模块相连以设定和显示压力值。

5.根据权利要求3所述的微压力调节装置的压力控制装置，其特征在于，所述主控模块分析所述输出压力和所述设定压力之间的偏差，并根据偏差调整所述输出压力。

6.根据权利要求3所述的微压力调节装置的压力控制装置，其特征在于，所述控制器还包括：输出压力标定模块，所述输出压力标定模块与所述主控模块交互以完成可输出压力范围内的输出压力标定。

7.根据权利要求3所述的微压力调节装置的压力控制装置，其特征在于，所述控制器还包括：压力采集器标定模块，所述压力采集器标定模块与所述主控模块交互以完成可输出压力范围内的采集器标定。

8.根据权利要求3所述的微压力调节装置的压力控制装置，其特征在于，所述控制器还包括：压力数据上传模块，所述压力数据上传模块与所述主控模块交互。

9.根据权利要求3所述的微压力调节装置的压力控制装置，其特征在于，所述控制器还包括：通用输入输出模块，所述通用输入输出模块与所述主控模块交互。

10.一种微压力调节装置的压力控制方法，采用如权利要求1-9中任一所述的微压力调节装置的压力控制装置进行压力控制，其特征在于，包括以下步骤：

S1、设定微压力调节装置的压力执行机构的设定输出压力；

S2、根据所述输出压力运行所述压力执行机构以使所述压力执行机构的末端被上压，直至检测到所述末端有压力输出的触发信号时停止运行所述压力执行机构；

S3、根据所述触发信号检测所述末端的实际输出压力并对所述实际输出压力进行预处理；

S4、判断所述实际输出压力是否等于所述设定输出压力，若所述实际输出压力不等于所述设定输出压力，进行步骤S5，若所述实际输出压力等于所述设定输出压力，进行步骤S6和S7；

S5、基于所述实际输出压力与所述设定输出压力的偏差，自适应调整所述压力执行机构以使所述实际输出压力与所述设定输出压力一致，重复步骤S3；

S6、显示并上传所述实际输出压力；

S7、输出微点焊触发。

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