CN107976376A - 一种cBN/金刚石强度冲击仪控制系统 - Google Patents
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Classifications
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- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
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Abstract
本发明提供了一种cBN/金刚石强度冲击仪控制系统，本系统适用于金刚石、cBN磨料冲击强度性能指标的测试。本发明控制系统适合各个品级的超硬磨料冲击强度测试，该系统采用PLC控制器为控制单元，控制伺服电机转动及往复冲击机械装置往复运动，达到测定超硬材料冲击强度的目的，本发明中装料筒的装料口处设置门限光电感应保护装置，用以保护装料筒的工作状态；同时在往复冲击机械装置的机械旋转部位设置计数光电感应装置，用以精准计数。本发明控制系统精确控制冲击次数和冲击过程中往复冲击机械装置的工作状态，并利用PLC控制器代替单片机，实现测试稳定的状态。
Description
技术领域
本发明属于一种cBN/金刚石冲击强度测试系统，具体涉及一种测试cBN/金刚石冲击强度的技术领域。
背景技术
超硬磨料在使用过程中受到冲击力和摩擦力两种作用，其质量的优劣与承受这两种作用的能力密切相关。在超硬磨料的使用过程中，对其冲击性能的定量测试至关重要。现使用的进口金刚石冲击仪的测定系统是单片机控制，控制指令程序和外围接口电路集成在控制电路板上。工作过程中通过控制电路板上的单片机芯片内部固化的控制程序指令发送给外围接口，再通过步进电机驱动器发送脉冲给步进电机，由步进电机带动机械装置对冲击管做往复冲击运动。但是，设备在使用过程中经常出现控制电路板故障和步进电机运行故障，造成磨料冲击测试不稳定，严重影响测试数据，并且控制电路板维修不方便，难度大，售后服务成本昂贵，维修周期长。
发明内容
为解决现有cBN/金刚石冲击仪的控制系统测试不稳定的问题，本发明提供一种cBN/金刚石强度冲击仪控制系统，本系统适用于金刚石、cBN磨料冲击强度性能指标的测试。本发明控制系统适合各个品级的超硬磨料冲击强度测试，该系统采用PLC控制器为控制单元，控制伺服电机转动及往复冲击机械装置往复运动，达到测定超硬材料冲击强度的目的，本发明中装料筒的装料口处设置门限光电感应保护装置，用以保护装料筒的工作状态；同时在往复冲击机械装置的机械旋转部位设置计数光电感应装置，用以精准计数。本发明控制系统精确控制冲击次数和冲击过程中往复冲击机械装置的工作状态，并利用PLC控制器代替单片机，实现测试稳定的状态。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种cBN/金刚石强度冲击仪控制系统，该控制系统包括人机对话界面系统、PLC控制器、伺服驱动器、伺服电机、往复冲击机械装置，所述往复冲击机械装置带动装料筒做往复冲击运动；
所述人机对话界面系统通过232串口数据线与PLC控制器进行数据通讯，PLC控制器设有集电极开路驱动脉冲信号输出端口、高速计数接收端口、数字量接收端口，PLC控制器通过集电极开路驱动脉冲信号输出端口将人机对话界面系统的控制信息传输至伺服驱动器，伺服驱动器通过伺服电机控制往复冲击机械装置带动装料筒做冲击运动；
所述往复冲击机械装置的旋转部位设置有计数光电感应装置，所述计数光电感应装置与PLC控制器的高速计数接收端口连接。
优选的，所述装料筒的装料口处设置门限光电感应保护装置，所述门限光电感应保护装置与PLC控制器的数字量接收端口连接。
优选的，所述人机对话界面系统采用维控LEVI系列触摸屏，通过RS232串口HOSTLINK通讯协议与PLC控制器进行数据连接。
优选的，所述伺服驱动器采用松下MCD系列伺服驱动器。
优选的，所述伺服电机采用松下MHMJ系列伺服电机。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明强度冲击仪控制系统界面操作简单，可根据用户需要使用PLC可编程控制器程序调整，故障率低；使用伺服驱动，使控制更加精密可靠，运行更加稳定；加强了保护功能和可视化功能，维修更加方便等优点。
2、本发明强度冲击仪控制系统在试验中运行稳定，完全达到了预期的控制目的，节约了维修成本，可替代国外同类进口设备。
附图说明
图1为本发明强度冲击仪控制系统的控制原理图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明是根据冲击球和样品沿筒轴向往复振动冲击的准球磨法的工作要求而设计的。根据控制精度和性能的要求，参阅图1，本发明强度冲击仪控制系统包括人机对话界面系统、PLC控制器、伺服驱动器、伺服电机、往复冲击机械装置，所述往复冲击机械装置带动装料筒做相应的往复冲击运动，从而测定了超硬材料的冲击强度。
其中，人机对话界面系统作为上位机，通过232串口数据线与PLC控制器进行数据通讯，PLC控制器接收到人机对话界面系统设置相关数据信息后，按照操作要求，在处理器内部做出精确的相应的逻辑和数据运算，并发送集电极开路脉冲指令信号给伺服驱动器，伺服驱动器将信息发送至伺服电机，伺服电机编码器和电机线圈进行信息反馈和控制，精确地控制了伺服电机的旋转频率和旋转次数，拖动机械装置做往复式冲击运动，从而达到了对不同品级的金刚石、cBN磨料冲击强度的测试。
本发明采用PLC控制器替代单片机控制，用户调整程序方便快捷，PLC控制器安全可靠故障率低。另外，使用伺服电机取代步进电机控制，使控制更加精密稳定；采用可视化人机界面的对话形式，使用户调整参数方便，增强了可视化程度。
本实施例中，往复冲击机械装置的旋转部位安装计数光电感应装置，用以计算冲击次数，计数光电感应装置将计数信号发送至人机对话界面，在人机对话界面系统上可以实时监测冲击次数，从而达到精确控制冲击次数的目的。
本实施例中，为防范强度冲击仪工作过程中，当装料筒安装不到位的情况发生，在装料筒的装料口处安装门限光电感应保护装置，实时监测装料筒的安装到位状态，如若安装不到位，则检测信号反馈给PLC控制器，并在人机对话界面屏幕上显示相应信息，PLC控制器则会停止脉冲指令的发出，使伺服电机无法运行，从而起到保护作用。
本实施例中，人机对话界面系统采用维控LEVI系列触摸屏，通过RS232串口HOSTLINK通讯协议与PLC控制器进行数据连接，维控LEVI系列触摸屏操作方便，增加了可视化功能。
本实施例中，伺服驱动器采用松下MCD系列伺服驱动器，伺服电机采用松下MHMJ系列伺服电机。
本实施例中，所述PLC控制器中的可编辑程序对冲击次数是否到达设定次数进行判定，以及对门限光电感应保护装置的信号进行判定，到达设定的冲击次数后，PLC控制器中的控制单元控制伺服驱动装置停止伺服电机的工作，当门限光电感应保护装置发出装料筒的安装状态异常时，PLC控制器中的控制单元控制伺服驱动装置停止伺服电机的工作，其余未叙述的部分与单片机中的控制程序相同，在此不再赘述。
本发明中未说明的部分均为现有技术。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种cBN/金刚石强度冲击仪控制系统，其特征在于，该控制系统包括人机对话界面系统、PLC控制器、伺服驱动器、伺服电机、往复冲击机械装置，所述往复冲击机械装置带动装料筒做往复冲击运动；
所述人机对话界面系统通过232串口数据线与PLC控制器进行数据通讯，PLC控制器设有集电极开路驱动脉冲信号输出端口、高速计数接收端口、数字量接收端口，PLC控制器通过集电极开路驱动脉冲信号输出端口将人机对话界面系统的控制信息传输至伺服驱动器，伺服驱动器通过伺服电机控制往复冲击机械装置带动装料筒做冲击运动；
所述往复冲击机械装置的旋转部位设置有计数光电感应装置，所述计数光电感应装置与PLC控制器的高速计数接收端口连接。
2.根据权利要求1所述的一种cBN/金刚石强度冲击仪控制系统，其特征在于，所述装料筒的装料口处设置门限光电感应保护装置，所述门限光电感应保护装置与PLC控制器的数字量接收端口连接。
3.根据权利要求1所述的一种cBN/金刚石强度冲击仪控制系统，其特征在于，所述人机对话界面系统采用维控LEVI系列触摸屏，通过RS232串口HOSTLINK通讯协议与PLC控制器进行数据连接。
4.根据权利要求1所述的一种cBN/金刚石强度冲击仪控制系统，其特征在于，所述伺服驱动器采用松下MCD系列伺服驱动器。
5.根据权利要求1所述的一种cBN/金刚石强度冲击仪控制系统，其特征在于，所述伺服电机采用松下MHMJ系列伺服电机。
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