CN112129293A - 旋压机多通道旋轮运动路径数据采集系统及采集方法 - Google Patents

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徐春
赵晋政
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Abstract

本发明涉及一种旋压机多通道旋轮运动路径数据采集系统及采集方法，NI数据采集卡带有两个端口；位移传感器安装在旋轮臂上，采集的位移信号经过信号放大器放大后送入NI数据采集卡进行AD转换，然后送到工业控制计算机进行处理；工业控制计算机输出PWM脉冲信号，依次通过DSP运动控制器、伺服电机驱动旋轮开始材料的旋压成形；在运动控制与数据采集软件中对采集的数据进行噪声处理、平滑滤波，然后把处理好的数据送入XY波形图表。全部的过程是工业控制计算机控制数据的采集、数据的处理和旋轮的运动，提高了数据采集的准确性和效率，具有快捷、简单直观的特点。

Description

旋压机多通道旋轮运动路径数据采集系统及采集方法
技术领域
本发明涉及一种数据采集系统，特别涉及一种旋压机多通道旋轮运动路径数据采集系统及采集方法。
背景技术
旋压成形是一种先进的金属材料塑性成形制造工艺，从汽车零部件、航天器零部件到炊具都有重要的应用。在材料成形过程中，旋轮的运动路径对材料的塑性流动具有重要的影响，直接决定着产品的成形质量。
目前，旋压机中旋轮运动路径的数据采集主要依靠机械装置获取，数据依靠人工处理完成。这样，实时的数据不能够得到实时的采集，并且精度低；在人工处理数据时存在主观性，造成数据处理结果误差较大，同时效率低下。总之，现有的旋轮运动路径的数据采集与处理对最终成形产品的质量造成的误差较大，无法满足成形件的高精度要求。
发明内容
本发明是针对旋压机中旋轮运动路径数据的采集与处理过程中存在的误差大，效率低，无法满足成形件的高精度要求的问题，提出一种旋压机多通道旋轮运动路径数据采集系统及采集方法，实现旋轮运动路径多通道数据采集的智能化，提高数据采集的效率、精度以及实验数据处理结果的精确性。
本发明的技术方案为：一种旋压机多通道旋轮运动路径数据采集系统，包括工业控制计算机，DSP运动控制器，横向伺服电机，纵向伺服电机，旋压成形机，横向位移传感器，纵向位移传感器，信号放大器，NI数据采集卡；所述横向位移传感器和纵向位移传感器安装在旋压成形机的旋轮臂上，所述横向位移传感器和纵向位移传感器将采集的旋压成形机的旋轮的横向位移信号和主纵向位移信号分别经过信号放大器放大后送到NI数据采集卡的两个端口进行AD转换；所述NI数据采集卡采集数据后送到工业控制计算机进行处理；所述工业控制计算机输出处理信号给DSP控制器，所述DSP控制器输出控制信号给横向伺服电机和纵向伺服电机，由横向伺服电机和纵向伺服电机驱动旋压成形机的旋轮对材料进行旋压成形。
所述工业控制计算机通过RS232接口与DSP控制器连接，工业控制计算机输出脉冲信号，通过DSP控制器与横向伺服电机以及纵向伺服电机驱动连接。
所述工业控制计算机采用由LabVIEW语言开发的运动控制与数据采集程序。
所述横向伺服电机和纵向伺服电机带动旋压机中的旋轮成形金属坯料。
所述NI数据采集卡通过PCI-USB转换卡与工业控制计算机连接，NI数据采集卡内存在有两个数据采集口。
一种旋压机多通道旋轮运动路径数据采集方法，采用旋压机多通道旋轮运动路径数据采集系统，具体包括如下的步骤：
1)首先，对数据采集系统进行初始化处理，将NI数据采集卡的两个端口清零，把所有的数据全部重置，在运动控制与数据采集软件界面导入相应的参数，其中输入的参数为成形目标回转体零件的外轮廓母线；
2)启动横向伺服电机、纵向伺服电机，由工业控制计算机提供PWM脉冲信号，通过DSP运动控制器与横向伺服电机和纵向伺服电机的驱动器连接，进而实现驱动横向伺服电机和纵向伺服电机，开始材料的旋压成形；
3)NI数据采集卡将实时采集的横向位移信号和纵向位移信号送入工业控制计算机，在动控制与数据采集软件中对采集数据进行噪声处理，平滑滤波，然后把处理好的数据送入XY波形图表；
4)将导入的XY波形图表中的数据产生波形，以二维图的形式显示，并且进行存储。
本发明的有益效果在于：本发明旋压机多通道旋轮运动路径数据采集系统及采集方法，全部的过程是工业控制计算机控制数据的采集，旋轮的运动，数据的处理，实现了旋压机多通道旋轮运动路径数据采集的智能化，同时实现了实时数据采集，提高了数据采集的准确性，效率和极大的减小了实验数据处理结果的误差，可以在最短的时间内反映实验的结果，具有快捷、简单直观的特点。
附图说明
图1为本发明旋压机多通道旋轮运动路径数据采集系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种旋压机多通道旋轮运动路径数据采集系统，包括工业控制计算机，DSP运动控制器，横向伺服电机，纵向伺服电机，旋压成形机，横向位移传感器，纵向位移传感器，信号放大器一，信号放大器二，NI数据采集卡。利用LabVIEW语言在工业控制计算机平台上开发运动控制与数据采集软件；工业控制计算机通过RS232接口与DSP控制器连接，工业控制计算机输出脉冲信号，通过DSP控制器与横向伺服电机以及纵向伺服电机驱动连接，两个伺服电机带动旋机中的旋轮成形金属坯料；NI数据采集卡通过PCI-USB转换卡与工业控制计算机连接，NI数据采集卡内存在有两个数据采集口；横向位移传感器和纵向位移传感器安装在旋轮臂部分，采集得到的横向位移信号、纵向位移信号分别经过信号放大器一、信号放大器二放大后送到NI数据采集卡的两个端口进行AD转换。NI数据采集卡采集数据后送到工业控制计算机进行处理。
一种整个运动控制与数据采集软件运行包括初始化系统，采集数据，处理数据，显示波形四部分。
1)系统首先进行初始化处理，将NI数据采集卡的两个端口清零，把所有的数据全部重置，在运动控制与数据采集软件界面导入相应的参数，其中输入的参数为成形目标回转体零件的外轮廓母线；
2)横向伺服电机、纵向伺服电机启动，由工业控制计算机提供PWM脉冲信号，通过DSP运动控制器与横向伺服电机和纵向伺服电机的驱动器连接，进而实现电机驱动，开始材料的旋压成形；
3)NI数据采集卡将实时横向位移信号和纵向位移信号送入工业控制计算机，在动控制与数据采集软件中对采集数据进行噪声处理，平滑滤波，然后把处理好的数据送入XY波形图表。
4)将导入XY波形图表中的数据产生波形，以二维图的形式显示，并且进行存储。

Claims (6)

1.一种旋压机多通道旋轮运动路径数据采集系统，包括工业控制计算机，DSP运动控制器，横向伺服电机，纵向伺服电机，旋压成形机，横向位移传感器，纵向位移传感器，信号放大器，NI数据采集卡，其特征在于：所述横向位移传感器和纵向位移传感器安装在旋压成形机的旋轮臂上，所述横向位移传感器和纵向位移传感器将采集的旋压成形机的旋轮的横向位移信号和主纵向位移信号分别经过信号放大器放大后送到NI数据采集卡的两个端口进行AD转换；所述NI数据采集卡采集数据后送到工业控制计算机进行处理；所述工业控制计算机输出处理信号给DSP控制器，所述DSP控制器输出控制信号给横向伺服电机和纵向伺服电机，由横向伺服电机和纵向伺服电机驱动旋压成形机的旋轮对材料进行旋压成形。
2.根据权利要求1所述的旋压机多通道旋轮运动路径数据采集系统，其特征在于：所述工业控制计算机通过RS232接口与DSP控制器连接，工业控制计算机输出脉冲信号，通过DSP控制器与横向伺服电机以及纵向伺服电机驱动连接。
3.根据权利要求1所述的旋压机多通道旋轮运动路径数据采集系统，其特征在于：所述工业控制计算机采用由LabVIEW语言开发的运动控制与数据采集程序。
4.根据权利要求1所述的旋压机多通道旋轮运动路径数据采集系统，其特征在于：所述横向伺服电机和纵向伺服电机带动旋压机中的旋轮成形金属坯料。
5.根据权利要求1所述的旋压机多通道旋轮运动路径数据采集系统，其特征在于：所述NI数据采集卡通过PCI-USB转换卡与工业控制计算机连接，NI数据采集卡内存在有两个数据采集口。
6.一种旋压机多通道旋轮运动路径数据采集方法，采用权利要求1所述的旋压机多通道旋轮运动路径数据采集系统，其特征在于，具体包括如下的步骤：
1)首先，对数据采集系统进行初始化处理，将NI数据采集卡的两个端口清零，把所有的数据全部重置，在运动控制与数据采集软件界面导入相应的参数，其中输入的参数为成形目标回转体零件的外轮廓母线；
2)启动横向伺服电机、纵向伺服电机，由工业控制计算机提供PWM脉冲信号，通过DSP运动控制器与横向伺服电机和纵向伺服电机的驱动器连接，进而实现驱动横向伺服电机和纵向伺服电机，开始材料的旋压成形；
3)NI数据采集卡将实时采集的横向位移信号和纵向位移信号送入工业控制计算机，在动控制与数据采集软件中对采集数据进行噪声处理，平滑滤波，然后把处理好的数据送入XY波形图表；
4)将导入的XY波形图表中的数据产生波形，以二维图的形式显示，并且进行存储。
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