CN109049648B - 一种复合材料压机的活动梁初始偏载校正装置及校正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合材料压机的活动梁初始偏载校正装置，包括用于固连在复合材料压机的活动梁上表面的环形导轨，所述环形导轨上滑动配合有滑块，所述滑块上设有用于穿设配重块的定向柱。该复合材料压机的活动梁初始偏载校正装置的结构简单。

Description

一种复合材料压机的活动梁初始偏载校正装置及校正方法
技术领域
本发明涉及一种复合材料压机的活动梁初始偏载校正装置及校正方法，涉及一种偏载校正技术。
背景技术
复合材料压机广泛用于各种复合材料的模压成型中。然而，由于复合材料制品形状复杂，在复合材料压机数千吨的成型压力下活动梁由于偏载特性易发生倾斜，致使复合材料制品无法满足成型要求。而通过加装四角调平系统，可平衡偏载特性，其中被动式四角调平系统又凭借其调平力矩大、安装简便等特点，成为了应用最为广泛的调平系统。
然而在实际生产中发现，由于下压主缸、回程缸、导轨等结构的制造、安装精度误差，压机自身已受到一定初始偏载并造成活动梁倾斜。被动式四角调平系统尽管解决了压制阶段的偏载问题，但是对压机活动梁的初始偏载问题却无能为力。初始偏载过大，将带来一系列严重后果：首先，加剧了下压主缸、回程缸、导轨等结构的磨损，造成压机损坏，大大减少压机使用寿命；其次，活动梁倾斜将使得四角调平液压缸的初始调平误差过大，增大了压制阶段四角调平系统的控制难度。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种复合材料压机的活动梁初始偏载校正装置及校正方法，不仅结构简单，而且便捷高效。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种复合材料压机的活动梁初始偏载校正装置，包括用于固连在复合材料压机的活动梁上表面的环形导轨，所述环形导轨上滑动配合有滑块，所述滑块上设有用于穿设配重块的定向柱。
优选的，所述环形导轨包括对称设置的左半圆形轨道与右半圆形轨道，所述左半圆形轨道与右半圆形轨道的同侧端部之间经直线轨道连接为一体，所述环形导轨位于活动梁的中部；所述滑块的底部两侧对称设有滑轮，所述滑轮的端面与水平面平行，所述滑轮的外轮周上均设有用于嵌入环形导轨边缘的轮槽。
优选的，所述滑块上竖向螺接有用于顶紧环形导轨的紧定螺钉，所述配重块中部均设有用于定向柱穿过的定位孔。
优选的，所述环形导轨上有等间距刻度，其中内圈为角度，范围为0-360°，最小刻度为1°，外圈为相应角度所对应的环形导轨到活动梁中心的距离；所述配重块的数量为若干个，规格有200kg、100kg、50kg、10kg、5kg、1kg。
优选的，所述环形导轨底部固设有底座，底座厚度大于10mm，避免滑轮与活动梁相接触。
优选的，所述复合材料压机包括上梁与下梁，所述上梁与下梁的两相对侧之间经竖直的立柱连接为一体，所述上梁与下梁之间设有活动梁，所述活动梁的两相对侧设有用于立柱穿过的导向通孔，所述上梁下表面固连有用于带动活动梁下压的下压主缸，所述下梁两相对侧设有用于带动活动梁上升的回程缸；所述下梁的右下角、右上角、左上角、左下角依次设有用于调平的第一调平液压缸、第二调平液压缸、第三调平液压缸、第四调平液压缸。
一种复合材料压机的活动梁初始偏载校正装置的校正方法，按以下步骤进行：在环形导轨的滑块上放置所需的配重块，并调节滑块位置，即可调节活动梁的初始偏载。
优选的，调节过程中：
步骤1：首先通过基于LabVIEW的数据采集系统，同时采集第一调平液压缸大腔压力P1、第二调平液压缸大腔压力P2，第三调平液压缸大腔压力P3，第四调平液压缸大腔压力P4、下压主缸压力Fz、回程缸压力Fr；
步骤2：根据力矩平衡关系，在LabVIEW中通过运算，可得偏载力矩(Mx，My)以及偏载中心(x，y)，并将数据进行保存，计算方法如下：
由：
可得：
其中a为第一调平液压缸与第二调平液压缸的距离，b为第一调平液压缸与第四调平液压缸的距离，M为活动梁质量，调平液压缸提供的调平力F1、F2、F3、F4(Fi＝PiA)；
步骤3：如果偏载力矩中心(x，y)距活动梁中心O的距离则活动梁偏载较小，无需校正，跳转至步骤5；若s＞0.01m，则LabVIEW通过采集板卡向PLC发送信号，报警灯闪烁提示需要进行配重校正；
步骤4：根据计算出的偏载特性，将滑块顺着环形导轨移动至标尺位置为θ'的角度，拧死紧定螺钉，使滑块与环形导轨保持固定，放置配重块以平衡初始偏载，使其满足：
即
其中mh为滑块质量，mp为配重块的质量，s'为θ'角度所对应的环形导轨到活动梁中心的距离；
步骤5：偏载配重校正结束。
优选的，步骤4中滑块中心θ'位置的确定方式为：
其中θ为偏载中心(x,y)的角度。
优选的，步骤4中滑块中心θ'位置的确定方式为：步骤4中θ'角度所对应的距离s'的具体获取方式为：在Access数据库中录入环形导轨标尺上各角度所对应的距离s'，LabVIEW在计算出滑块所需移动的角度θ'后，通过UDL文件链接Access数据库进行查找，从而得到对应的距离s'，以便于步骤4中配重块的计算。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该复合材料压机的活动梁初始偏载校正装置的结构简单，通过简单的环形导轨、滑块与配重块相结合的方式，大大减少该装置的制造与维修成本，操作简单便捷高效。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例的俯视图(无配重块)。
图2为本发明实施例的侧视图(无配重块)。
图3为本发明实施例的立体图(有配重块)。
图4为环形导轨的标尺示意图。
图5为本发明实施例的工作状态示意图。
图6为图5的A-A剖视图。
图7为活动梁的受力图。
图8为LabVIEW数据采集界面图一。
图9为LabVIEW数据采集界面图二。
图10为本发明实施例的校正方法流程图。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1～10所示，一种复合材料压机的活动梁初始偏载校正装置，包括用于固连在复合材料压机的活动梁1上表面的环形导轨2，所述环形导轨上滑动配合有滑块3，所述滑块上设有用于穿设配重块4的定向柱5，所述环形导轨经内六角沉头螺钉6与活动梁螺接。
在本发明实施例中，所述环形导轨包括对称设置的左半圆形轨道7与右半圆形轨道8，所述左半圆形轨道与右半圆形轨道的同侧端部之间经直线轨道9连接为一体，所述环形导轨位于活动梁的中部；所述滑块的底部两侧对称设有滑轮10，所述滑轮的端面与水平面平行，所述滑轮的外轮周上均设有用于嵌入环形导轨边缘的轮槽11，可使滑块沿着环形导轨任意滑动。
在本发明实施例中，所述环形轨道的尺寸接近于活动梁但小于活动梁外轮廓，以免与下压主缸发生干涉。
在本发明实施例中，所述滑块上竖向螺接有用于顶紧环形导轨的紧定螺钉12，所述配重块中部均设有用于定向柱穿过的定位孔，紧定螺钉用于滑块在移动到偏载校正点处后与环形导轨保持固定，配重块放置于滑块上用于平衡活动梁的初始偏载，配重块与定位柱采用间隙配合。
在本发明实施例中，所述环形导轨上有等间距刻度，其中内圈为角度，范围为0-360°，最小刻度为1°，外圈为相应角度所对应的环形导轨到活动梁中心的距离；所述配重块的数量为若干个，规格有200kg、100kg、50kg、10kg、5kg、1kg等等，可根据实际需要进行叠加放置。
在本发明实施例中，所述环形导轨底部固设有底座13，底座厚度大于10mm，避免滑轮与活动梁相接触。
在本发明实施例中，所述复合材料压机包括上梁14与下梁15，活动梁在压制时与下梁合模，所述上梁与下梁的两相对侧之间经竖直的立柱16连接为一体，所述上梁与下梁之间设有活动梁，所述活动梁的两相对侧设有用于立柱穿过的导向通孔，所述上梁下表面固连有用于带动活动梁下压的下压主缸17，下压主缸采用柱塞缸，提供主压制力，所述下梁两相对侧设有用于带动活动梁上升的回程缸18，采用活塞缸，提供回程力；所述下梁的右下角、右上角、左上角、左下角依次设有用于调平的第一调平液压缸19、第二调平液压缸20、第三调平液压缸21、第四调平液压缸22，调平液压缸采用单出杆活塞缸，通过对无杆腔进行控制以提供调平力，活动梁受到下压主缸压力Fz、回程缸提供的回程力Fr、自身重力Mg以及调平液压缸提供的调平力F1、F2、F3、F4(Fi＝PiA)。
一种复合材料压机的活动梁初始偏载校正装置的校正方法，按以下步骤进行：在环形导轨的滑块上放置所需的配重块，并调节滑块位置，即可调节活动梁的初始偏载。
在本发明实施例中，调节过程中：
步骤1：首先通过基于LabVIEW的数据采集系统，同时采集第一调平液压缸大腔压力P1、第二调平液压缸大腔压力P2，第三调平液压缸大腔压力P3，第四调平液压缸大腔压力P4、下压主缸压力Fz、回程缸压力Fr，其中在压机初始调平阶段(活动梁刚碰到调平液压缸时)，通过数据采集板卡模拟输入端将压力传感器的信号进行实时采集；
步骤2：根据力矩平衡关系，在LabVIEW中通过运算，可得偏载力矩(Mx，My)以及偏载中心(x，y)，并将数据进行保存，计算方法如下：
由：
可得：
其中a为第一调平液压缸与第二调平液压缸的距离，b为第一调平液压缸与第四调平液压缸的距离，M为活动梁质量，调平液压缸提供的调平力F1、F2、F3、F4(Fi＝PiA)；
步骤3：如果偏载力矩中心(x，y)距活动梁中心O的距离则活动梁偏载较小，无需校正，跳转至步骤5；若s＞0.01m，则LabVIEW通过采集板卡向PLC发送信号，报警灯闪烁提示需要进行配重校正；
步骤4：根据计算出的偏载特性，将滑块顺着环形导轨移动至标尺位置为θ'的角度，拧死紧定螺钉，使滑块与环形导轨保持固定，放置配重块以平衡初始偏载，使其满足：
即
其中mh为滑块质量，mp为配重块的质量，s'为θ'角度所对应的环形导轨到活动梁中心的距离；
步骤5：偏载配重校正结束。
在本发明实施例中，步骤4中滑块中心θ'位置的确定方式为：
其中θ为偏载中心(x,y)的角度。
在本发明实施例中，步骤4中滑块中心θ'位置的确定方式为：步骤4中θ'角度所对应的距离s'的具体获取方式为：在Access数据库中录入环形导轨标尺上各角度所对应的距离s'，LabVIEW在计算出滑块所需移动的角度θ'后，通过UDL文件链接Access数据库进行查找，从而得到对应的距离s'，以便于步骤4中配重块的计算；LabVIEW界面可显示配重块的放置角度及所需重量，以便工人操作。
在本发明实施例中，通过基于LabVIEW的数据采集系统采集调平液压缸、回程缸、下压主缸压力信号，从而对活动梁的偏载特性进行计算分析。当偏载力矩中心距滑块中心的距离LabVIEW发出信号实现报警功能，同时可准确计算出所需要的配重块；大大减小活动梁的初始偏载，通过该方式能够避免活动梁因为长期倾斜而造成的压机结构破坏，延长压机使用寿命；还能大大减小初始调平误差，降低后续压制阶段的四角调平系统控制难度，提高成品压制精度与成型质量；通过简单的环形导轨、滑块与配重块相结合的方式，大大减少该装置的制造与维修成本。只需在环形导轨的滑块上放置所需的配重块即可平衡初始偏载，十分方便简单且价格低廉。当压机由于维修等原因需更换部件而出现新的偏载特性时，只需对配重块进行重新计算分配并将滑块移至所需位置即可，不需更换校正装置。这一可重复使用的特性，可显著降低使用成本。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的复合材料压机的活动梁初始偏载校正装置及校正方法。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (3)

1.一种复合材料压机的活动梁初始偏载校正装置，其特征在于：包括用于固连在复合材料压机的活动梁上表面的环形导轨，所述环形导轨上滑动配合有滑块，所述滑块上设有用于穿设配重块的定向柱；所述环形导轨包括对称设置的左半圆形轨道与右半圆形轨道，所述左半圆形轨道与右半圆形轨道的同侧端部之间经直线轨道连接为一体，所述环形导轨位于活动梁的中部；所述滑块的底部两侧对称设有滑轮，所述滑轮的端面与水平面平行，所述滑轮的外轮周上均设有用于嵌入环形导轨边缘的轮槽；所述滑块上竖向螺接有用于顶紧环形导轨的紧定螺钉，所述配重块中部均设有用于定向柱穿过的定位孔；所述环形导轨上有等间距刻度，其中内圈为角度，范围为0-360°，最小刻度为1°，外圈为相应角度所对应的环形导轨到活动梁中心的距离；所述配重块的数量为若干个，规格有200kg、100kg、50kg、10kg、5kg、1kg；所述环形导轨底部固设有底座，底座厚度大于10mm，避免滑轮与活动梁相接触；所述复合材料压机包括上梁与下梁，所述上梁与下梁的两相对侧之间经竖直的立柱连接为一体，所述上梁与下梁之间设有活动梁，所述活动梁的两相对侧设有用于立柱穿过的导向通孔，所述上梁下表面固连有用于带动活动梁下压的下压主缸，所述下梁两相对侧设有用于带动活动梁上升的回程缸；所述下梁的右下角、右上角、左上角、左下角依次设有用于调平的第一调平液压缸、第二调平液压缸、第三调平液压缸、第四调平液压缸；复合材料压机的活动梁初始偏载校正装置的校正方法按以下步骤进行：在环形导轨的滑块上放置所需的配重块，并调节滑块位置，即可调节活动梁的初始偏载；调节过程中：
步骤1：首先通过基于LabVIEW的数据采集系统，同时采集第一调平液压缸大腔压力P1、第二调平液压缸大腔压力P2，第三调平液压缸大腔压力P3，第四调平液压缸大腔压力P4、下压主缸压力Fz、回程缸压力Fr；
步骤2：根据力矩平衡关系，在LabVIEW中通过运算，可得偏载力矩(Mx，My)以及偏载中心(x，y)，并将数据进行保存，计算方法如下：
由：
可得：
其中a为第一调平液压缸与第二调平液压缸的距离，b为第一调平液压缸与第四调平液压缸的距离，M为活动梁质量，调平液压缸提供的调平力F1、F2、F3、F4(Fi＝PiA)；
步骤3：如果偏载力矩中心(x，y)距活动梁中心O的距离则活动梁偏载较小，无需校正，跳转至步骤5；若s＞0.01m，则LabVIEW通过采集板卡向PLC发送信号，报警灯闪烁提示需要进行配重校正；
步骤4：根据计算出的偏载特性，将滑块顺着环形导轨移动至标尺位置为θ'的角度，拧死紧定螺钉，使滑块与环形导轨保持固定，放置配重块以平衡初始偏载，使其满足：
即
其中mh为滑块质量，mp为配重块的质量，s'为θ'角度所对应的环形导轨到活动梁中心的距离；
步骤5：偏载配重校正结束。
2.根据权利要求1所述的复合材料压机的活动梁初始偏载校正装置的校正方法，其特征在于：步骤4中滑块中心θ'位置的确定方式为：
其中θ为偏载中心(x,y)的角度。
3.根据权利要求1所述的复合材料压机的活动梁初始偏载校正装置的校正方法，其特征在于：步骤4中滑块中心θ'位置的确定方式为：步骤4中θ'角度所对应的距离s'的具体获取方式为：在Access数据库中录入环形导轨标尺上各角度所对应的距离s'，LabVIEW在计算出滑块所需移动的角度θ'后，通过UDL文件链接Access数据库进行查找，从而得到对应的距离s'，以便于步骤4中配重块的计算。
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